rss

Патент солнечной батареи «на числах Фибоначчи» 13-летнего школьника

23.08.11

Вундеркинд Эйдан Дваер

Вундеркинд Эйдан Дваер

Тринадцатилетний вундеркинд Эйдан Дваер (Aidan Dwyer) из штата Нью-Йорк изобрёл новый дизайн солнечных батарей повышенной эффективности.

Школьник исследовал природные проявления чисел Фибоначчи. Его внимание привлёк тот факт, что листья на ветках деревьев располагаются в виде повторяющейся спирали в строгом математической порядке.

Расположение листьев описывается дробью, в которой числитель и знаменатель входят в последовательность Фибоначчи: 1/2, 2/5, 1/3, 3/8, 5/13 (впервые этот феномен описан в работе швейцарского биолога Шарля Бонне в 1754 г.).

Любознательный мальчик сконструировал прибор для замера узлов на ветках и собрал экспериментальные данные с образцов, которые нашёл возле дома.

Листья на ветках деревьев располагаются в виде повторяющейся спирали

Листья на ветках деревьев располагаются в виде повторяющейся спирали

Теория подтвердилась — действительно, расположение узлов всегда описывается функцией с числами Фибоначчи.

Парень заинтересовался этой темой и попытался найти ответ, по какой причине природа использует данную математическую формулу в дизайне деревьев. Сразу же пришла на ум мысль о фотосинтезе. Возможно, последовательность Фибоначчи позволяет расположить листья оптимальным образом, чтобы поглощать максимальное количество света в условиях движущегося источника освещения (солнца).

Эйдан Дваер решил проверить этот тезис с помощью фотоэлементов. Он использовал формулу расположения листьев дуба в компьютерной модели солнечной батареи, где вместо листьев располагаются фотоэлементы.

Модели солнечной батареи, где вместо листьев располагаются фотоэлементы

Модели солнечной батареи, где вместо листьев располагаются фотоэлементы

Затем Дваер сконструировал реальную солнечную батарею по этой модели. Идея была в том, чтобы сравнить эффективность такой батареи с обычной солнечной батареей, где все фотоэлементы располагаются параллельно друг другу.

Солнечная батарея по этой модели

Солнечная батарея по этой модели

Школьник сделал и обычную солнечную батарею из таких же фотоэлементов.

Обычная солнечная батарея из таких же фотоэлементов

Обычная солнечная батарея из таких же фотоэлементов

В течение нескольких месяцев он снимал показания с обеих батарей в различных условиях. Как ни странно, но причудливой формы батарея элементов, расположенных по формуле Фибоначчи, сработала эффективнее, чем обычная — по крайней мере, если верить измерениям парня. Она якобы генерирует в целом на 20% больше электричества, собирая солнечную энергию в среднем на 2,5 часа дольше каждый день.

Показания батареи элементов, расположенных по формуле Фибоначчи

Показания батареи элементов, расположенных по формуле Фибоначчи

Показания батареи элементов, с обычным расположением

Показания батареи элементов, с обычным расположением

Предприимчивый Эйдан Дваер уже оформляет патент на своё имя. Даже если его изобретение не имеет коммерческого смысла (судя по фотографии, на его «дереве» вообще-то в два раза больше фотоэлементов, чем на «обычном» образце), но проделанная работа вызывает уважение. Вот бы все дети увлекались такими исследованиями…

Дерево с солнечными батареями

Дерево с солнечными батареями

amnh.org/nationalcenter/youngnaturalistawards/2011/aidan.html
---

Комментарии:

 


---