Para insinyur yang berusaha membuat energi surya lebih terjangkau karena rata-rata pengguna telah lama menghadapi teka-teki. Panel surya menangkap lebih banyak energi ketika mereka bisa bergeser mengikuti pergerakan matahari melintasi langit. Tetapi peralatan yang dibutuhkan untuk memindahkan panel itu mahal, dan umumnya terlalu berat untuk digunakan pada atap miring.
Konten terkait
- Sel Surya Ini Dapat Mengambang di Gelembung
- AS Dapat Beralih ke Energi Terbarukan, Tanpa Baterai
- Tonton Sepotong Kertas Lipat Sendiri dan Pergi
Sekarang, para peneliti di Universitas Michigan telah meminjam dari kirigami, seni memotong kertas Jepang, untuk membuat panel pelacakan jenis baru. Lembaran plastik datar sel surya dinilai dengan potongan kecil menggunakan laser. Ketika ditarik, lembaran-lembaran itu berputar terbuka menjadi tiga dimensi, menawarkan permukaan yang terangkat untuk menghadap ke arah matahari.
“Di sini kami memiliki substrat, yang sangat tipis. Ini ringan, tidak harus dimiringkan dengan dukungan besar atau mesin, ”kata Max Shtein, seorang profesor ilmu dan teknik material di universitas. "Yang harus kamu lakukan adalah meregangkannya."
Sel surya kirigami adalah hasil kolaborasi antara tim Shtein dan seniman kertas Matthew Shlian. Shlian, yang terkenal dengan pahatannya yang tampak futuristik yang terbuat dari kertas yang dilipat, dilipat, dan diiris secara geometris, telah datang ke laboratorium Shtein beberapa tahun yang lalu, mencari ilmuwan untuk bekerja dengannya. Dia dan Shtein langsung rukun. Mereka akan bertemu secara teratur, mencoba mencari tahu bagaimana keahlian Shlian dengan memanipulasi permukaan datar dapat digunakan dalam salah satu proyek Shtein. Lalu suatu hari, Shlian menunjukkan kepada Shtein formulir yang sedang dikerjakannya, di mana sebuah kertas diiris dengan celah kecil. Ketika Shtein menarik ujungnya, itu melebar menjadi jaring tiga dimensi.
“Saya pikir 'ah ha, bingo!'” Shtein mengenang. Ini akan sempurna untuk panel surya.
Tim menjalankan simulasi menggunakan panel kirigami, berdasarkan kondisi selama titik balik matahari musim panas di Arizona. Simulasi menunjukkan bahwa panel kirigami bekerja hampir sama dengan panel surya pelacakan bertenaga mekanis konvensional, dan itu 36 persen lebih efisien daripada panel stasioner. Hasilnya dilaporkan dalam jurnal Nature Communications .
Panel kirigami berada beberapa tahun lagi dari penggunaan konsumen - Shtein berharap untuk mendapatkan lebih banyak dana untuk melanjutkan proyek. Tapi mereka berpotensi lebih murah daripada panel konvensional. Sementara biaya modul surya telah turun secara dramatis selama bertahun-tahun (sekitar 75 persen sejak 2009, menurut laporan Badan Energi Terbarukan Internasional), harga instalasi tetap sangat tinggi. Panel kirigami kemungkinan akan lebih mudah dipasang dan membutuhkan lebih sedikit alat berat.
Proyek ini masih dalam tahap konseptual; tim belum membuat prototipe panel yang berfungsi. Pengujian lebih lanjut akan diperlukan untuk melihat apakah lembaran surya yang tipis dan fleksibel cukup tahan lama untuk diseret ke posisi baru setiap hari selama periode bertahun-tahun. Jika tim berharap untuk membangun panel yang mampu bertahan selama 25 tahun, lembaran, menurut perkiraan Shtein, perlu menahan sekitar 25.000 gerakan.
"Bisakah itu melakukan itu?" Tanya Shtein. "Kami belum mengujinya sebanyak itu."
Masih belum jelas mekanisme seperti apa yang akan digunakan untuk meregangkan panel, meskipun kemungkinan akan jauh lebih ringan daripada pelacak tradisional.
Pola kirigami yang sama digunakan pada panel surya mungkin memiliki aplikasi jauh melampaui energi matahari, kata Shtein. Mungkin saja polanya bisa berguna di kamera dan industri penerbangan dan otomotif, meskipun Shtein mengatakan dia tidak berhak untuk memberikan banyak detail.
Origami, sepupu kirigami yang lebih terkenal, telah digunakan untuk banyak aplikasi ilmiah dan teknis, dari stent jantung hingga cermin luar angkasa hingga airbag mobil. Kirigami sendiri baru-baru ini digunakan oleh para peneliti Cornell untuk membuat transistor kecil yang bisa ditekuk. Dipotong dari graphene (lembaran karbon setebal satu atom), transistor dapat digunakan untuk membuat nano untuk berbagai keperluan.
