Kijkend naar je mobiele telefoon, je realiseert je dat de batterij bijna leeg is, wat betekent dat je nog een lange wandeling naar de stad moet maken om geld te betalen om het apparaat op te laden. Tegen de tijd dat je thuiskomt, het wordt donker. Je steekt de petroleumlamp aan die een vage gloed door de kamer werpt. Een aanzienlijk deel van uw inkomen wordt verbrand door de lamp, en het stoot schadelijke gassen uit. Het inademen van dezelfde lucht als je brandende lamp kan gelijk staan ​​aan het roken van meerdere pakjes sigaretten per dag.

Dit scenario lijkt vreemd voor de meeste mensen die in de Verenigde Staten wonen, maar het is een gangbare realiteit voor veel mensen in ontwikkelingslanden. Een mogelijke oplossing is om off-grid hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-energie te gebruiken om elektriciteit op te wekken voor verlichting en opladen op het terrein.

Tijdens de 2019 American Physical Society March Meeting in Boston deze week, Beth Parks zal een ontwerp presenteren dat haar team heeft gemaakt en dat de hoeveelheid zonlicht die door een zonnecel wordt opgevangen, vergroot, haar energieproductie met bijna een derde te verhogen.

"In Oeganda, 20 tot 25 procent van de mensen heeft geen toegang tot elektriciteit, " zei Parken, een universitair hoofddocent aan de Colgate University. "Eén zonnecel levert genoeg energie om lampen van stroom te voorzien en mobiele telefoons en radio's op te laden. Dit is een enorme verbetering van de levenskwaliteit."

Terwijl zonnepanelen een schone bron van hernieuwbare energie bieden, ze zijn meestal gemonteerd op een vast frame en alleen op bepaalde uren van de dag optimaal op de zon gericht.

Parks zag eerder een ontwerp voor een frame waarmee het zonnepaneel de zon zou kunnen volgen met behulp van hangende gewichten. Maar het ontwerp was niet getest om te zien hoe het daadwerkelijk presteerde. Het was ook niet geoptimaliseerd voor betaalbaarheid om commerciële levensvatbaarheid en acceptatie te garanderen.

Tijdens haar jaar op een Fulbright-beurs in Oeganda, ze werkte samen met studenten aan de Mbarara University of Science and Technology om een ​​frame te ontwerpen met metalen buizen die een plaatselijke lasser gemakkelijk zou kunnen krijgen en monteren.

"We hebben een frame gemaakt met goedkope materialen waarmee de zonnepanelen de hele dag de boog van de zon kunnen volgen, "Zei Parks. "Deze aanpak zou zonne-energie betaalbaarder kunnen maken voor huishoudens en kleine bedrijven in ontwikkelingslanden."

In haar ontwerp een emmer stenen wordt aan de westkant van het frame geplaatst en een emmer water aan de oostkant. Met behulp van een gecontroleerd lek uit de wateremmer, het gewicht verschuift en het paneel draait de hele dag langzaam van oost naar west.

Parks en haar team testten het ontwerp op 20 willekeurige dagen in Oeganda. De zonnecel op het beweegbare frame vangt 30 procent meer zonlicht op dan de stationaire zonnecel op dezelfde locatie.

"Als dit frame wordt aangenomen, het heeft het potentieel om een ​​kleine industrie te creëren voor de lokale gemeenschap, ’ zei Parken.

Volgens Parken, de kosten van het systeem - de zonnecel, accu, oplader en frame - is ongeveer 10 procent minder dan een vergelijkbaar zonnecelsysteem op het dak. Deze verbazingwekkend eenvoudige, goedkope en ingenieuze methode zou de opgevangen zonne-energie voor mensen in ontwikkelingslanden kunnen vergroten, evenals afgelegen regio's die buiten het netwerk zijn.