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

23 августа 2011 г.

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

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

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

Школьник сделал и обычную солнечную батарею 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, 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…