Il fotovoltaico e la sequenza di Fibonacci

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A New York un ragazzo di 13 anni ha pensato di sfruttare la sequenza di Fibonacci per migliorare il rendimento delle tradizionali celle fotovoltaiche di un 20-50 %. In natura la successione di Fibonacci non è altro che una curva a spirale e la ritroviamo nella disposizione delle foglie di molti alberi, nelle conchiglie e nella disposizione dei semi di girasole e nelle corna dell’ariete.

Il segreto che conduce ad una maggiore resa dei moduli fotovoltaici non è altro che il loro orientamento.

Aidan Dwyer è il nome del ragazzo e trascorre la sua vita nelle montagne di Carskill, a nord ovest di New York City.Durante la stagione invernale, il giovane americano ha notato un insolito schema a spirale sui rami degli alberi della zona: tutti gli alberi senza foglie avevano un orientamento e angoli simili tra loro.

La curiosità di questa disposizione così naturale e precisa ha incuriosito molto Aidan che ha iniziato a fare calcoli con alcune misure degli angoli dei rami e il risultato è stato la Sequenza di Fibonacci: una successione di numeri interi naturali definibile assegnando i valori dei due primi termini, , F0:= 0 ed F1:= 1, e chiedendo che per ogni successivo sia Fn := Fn-1 + Fn-2 con n>1.

Tale serie è stata scritta nel XIII secolo Leonardo di Pisa, conosciuto come Fibonacci mediante la quale ha descritto modelli in molti elementi naturali.
A conoscenza del fatto che i rami e le foglie che ricoprono gli alberi, hanno lo scopo di raccogliere la luce solare Aiden ha deciso di mettere a punto un esperimento utilizzando una serie di celle solari per verificare se la sequenza di Fibonacci può effettivamente migliorare l’assorbimento dell’energia solare.

Sono stati utilizzati dei tubi in PVC per costruire due modelli domestici con lo stesso numero di celle solari. Un modello era allineato con le celle fotovoltaiche in maniera convenzionale; l’altro, come un albero, disponendo le celle con gli stessi gradi angolari che hanno alcuni alberi in natura.
I due modelli sono stati studiati per tre mesi, da ottobre a dicembre: per confrontarli il ragazzo ha rintracciato la tensione prodotta per ogni albero/modello prendendo particolari note al raggiungimento di 5 volt, così come le ore nel corso della giornata per la produzione di elettricità.

Il risultato è stato che le celle fotovoltaiche montate seguendo la successione di Fibonacci producevano un 20% in più di energia rispetto all’allineamento tradizionale e la cosa interessante è che a dicembre, quando l’angolo del sole è meno ortogonale al suolo, le performance miglioravano fino al 50%.
L’idea del giovane tredicenne ha ricevuto il brevetto ora si spera che questo modello possa rappresentare un nuovo approccio al miglioramento dell’efficienza energetica dei pannelli fotovoltaici.

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