В седьмой раз Фонд Лемельсона вручает премии в размере 100 долларов выдающимся молодым изобретателям на региональных научных ярмарках Society Affiliate, в которых участвуют ученики средних школ по всей стране. Эта премия создана для признания молодых изобретателей, чьи проекты демонстрируют изобретательское мышление: они выявляют проблемы в своих сообществах и создают решения, которые действительно имеют значение.

Солнечная энергия часто рассматривается как один из самых перспективных возобновляемых источников энергии, но насколько эффективны солнечные панели, установленные на крышах домов по всей стране? Этот вопрос привлек внимание одной ученицы средней школы, которая увидела возможность для масштабного улучшения.

Оджал Астагикар была ученицей восьмого класса в средней школе Мейзиэк в Луисвилле, штат Кентукки, в прошлом году, когда она сделала любопытное наблюдение. Прогуливаясь по своему сообществу, она заметила, что многие солнечные панели установлены в фиксированном направлении, чаще всего обращены на запад. Это показалось ей не лучшим вариантом, поскольку фиксированные панели не расположены так, чтобы улавливать максимум энергии в середине дня, когда солнце находится в зените.

«Если домовладельцы могли бы устанавливать системы слежения за солнцем, которые следуют за движением солнца в течение дня», — сказала она, — «они могли бы значительно увеличить выработку энергии своими панелями».

Это простое наблюдение выросло в амбициозный проект для школьной ярмарки, который она назвала «Создание и испытание солнечной панели с отслеживанием солнца». Используя светочувствительные датчики, называемые фоторезисторами, Оджал собрала систему, которая поворачивает солнечную панель, чтобы следовать за солнцем в течение дня. Когда одна сторона панели оказывается в тени, сервомотор вращает её, пока оба датчика не покажут одинаковое значение, поддерживая панель как можно более перпендикулярно солнечным лучам. Она протестировала свою конструкцию, сравнив напряжение, вырабатываемое её трекером, с напряжением традиционной системы с фиксированным креплением. В описанном сравнении трекер давал более высокое напряжение, чем неподвижная панель. Само по себе сравнение напряжений не определяет выработанную энергию: для такой оценки нужно также учитывать ток, нагрузку и время измерений.

Её проект был не только техническим новшеством. Он исследовал, каким образом слежение за солнцем может принести пользу обществу, поскольку солнечные панели имеют решающее значение в усилиях по сдерживанию ускорения изменений климата. Повышение их эффективности также может помочь сократить углеродный след и счета за электроэнергию, а также повысить энергетическую независимость.

Ставки высоки. По словам Оджал, за 25 лет солнечная панель со слежением за солнцем может помочь среднестатистическому домовладельцу сэкономить до 41 000 долларов на расходах на электроэнергию, при том что потребность в устойчивой энергии продолжает расти. Её изобретение указывает на будущее, в котором более чистая и надежная энергия поспособствует удовлетворению растущего спроса.

Оджал уже думает о следующих шагах в своем исследовании. Она представляет себе будущую версию, которая может использовать систему с двумя осями, с четырьмя фоторезисторами и двумя сервомоторами, чтобы отслеживать солнце как с востока на запад, так и с севера на юг для ещё большей точности.

За свою креативность Оджал была удостоена премии Lemelson Early Inventor на Кентуккийской научно-инженерной ярмарке.

Комментируя получение награды, она сказала: «Это много для меня значит, особенно перед началом обучения в старшей школе. Применение предметов STEM в реальных проектах подпитывает моё любопытство и закладывает основу для моих будущих целей. Я благодарна за поддержку, которую даёт мне эта премия, чтобы продолжать изобретать и решать реальные проблемы с помощью науки и инженерии».

Познакомьтесь с другими недавними лауреатами премии Lemelson Early Inventor.