Stellt man Solar-Spiegel entsprechend der spiralförmigen Anordnung von Sonnenblumensamen auf, so spart man Platz und gewinnt an Energie-Effizienz.
Forscher der RWTH Aachen und des Massachusetts Institut for Technologie (MIT) meldeten im Jahr 2012 ein bionisches Patent an. Das naturbasierte Design für Spiegel-Solar-Kraftwerke spart Stellfläche ein und wandelt das Sonnenlicht effizienter als herkömmliche Anlagen in Energie um. Die Anordnung der zahlreichen Spiegel folgt der Anordnung der Samen von Sonnenblumen. Hierdurch konnte eine Reduktion der Stellfläche von etwa 20 Prozent erreicht werden. Gleichzeitig reflektieren die Spiegel das Sonnenlicht so, dass der Energiegewinn effizienter ist. Die Spiegel werden von der Mitte aus spiralförmig um einen festen Winkel nach außen platziert.
Fibonacci-Spiralen und der Goldene Schnitt
Die Idee für das Sonnenblumen-Design kam dem Mathematikprofessor Manuel Torrilhon während eines Vortags über die Optimierung von Solarkraftwerken, bei der eine Grafik ihn an eine Sonnenblume erinnerte. Die Sonnenblumensamen sind spiralförmig angeordnet, woraus eine optimaler Flächennutzung resultiert. In der Mathematik ist dieses Prinzip unter dem Namen Fibonacci-Folge bekannt. Die Fibonacci-Folge ist eine unendliche Folge von Zahlen, bei der sich die jeweils folgende Zahl durch Addition ihrer beiden vorherigen Zahlen ergibt (0, 1, 1, 2, 3, 5,). Benannt ist sie nach Leonardo Fibonacci, der damit 1202 das Wachstum einer Kaninchenpopulation beschrieb. Fibonacci-Spiralen sind im Pflanzenreich recht häufig anzutreffen. Hierbei stehen die Samen oder Blüten und später dann die Früchte in senkrecht sich kreuzenden Spiralanordnungen.
Die Fibonacci-Zahlen stehen in engem Zusammenhang zum Goldenen Schnitt. Beim Goldenen Schnitt entsteht ein bestimmtes Verhältnis zwischen zwei Zahlen oder zwei Größen. Streckenverhältnisse wie beim Goldenen Schnitt werden seit der griechischen Antike als Inbegriff von Ästhetik und Harmonie angesehen. Sie werden als ideale Proportionen in Kunst und Architektur angewendet und kommen auch in der Natur vor. Das Goldene Verhältnis ist häufig bei der Bildkomposition in der Malerei zu finden und wird heute oft in der Fotographie verwendet. Es zeichnet sich durch eine Reihe besonderer mathematischer Eigenschaften aus.
Die Sonnenblume
Die Sonnenblume ist eine Pflanzenart aus der Gattung der Sonnenblumen (Helianthus) in der Familie der Korbblütler (Asteraceae). Die wilde Sonnenblume hatte ein großes Verbreitungsgebiet, das sich von Nord- bis Mittelamerika erstreckte. Die Eigenart der Pflanze, sich immer dem Sonnenlicht zuzuwenden, nennt man Heliotropismus. Ab dem 17. Jahrhundert verwendete man die Kerne der Sonnenblume für Backwaren oder geröstet als Ersatz für Kaffee und Trinkschokolade. Erst seit dem 19. Jahrhundert wird die Sonnenblume auch als Ölpflanze genutzt. Außerdem sind die Kerne essbar sowie direkt zum Kochen und als Zugabe zu Salaten geeignet. Auch ihre Verwendung als Vogelfutter ist weit verbreitet. Nach Europa wurde die Sonnenblume von den Spaniern im 16. Jahrhundert als Zierpflanze eingeführt.
Quellen:
- Innovations-report: Solarkraftwerke wie Sonnenblumen optimiert, 9.02.2012
- Solarserver.de: Forscher entwickeln neues Design für Solarturm-Kraftwerke: Spiegel werden wie Sonnenblumensamen angeordnet, 13.02.2012
- cleanenergy-project.de: Flower Power – Sonnenblumen optimieren Solarkraftwerke, 21.02.2012