Effiziente Falttechnik: Bionische Solarmodule kopieren Kohlweißling

Effiziente Falttechnik: Bionische Solarmodule kopieren Kohlweißling

von Lisa Hegemann

Forscher haben den Kohlweißling als Vorbild genommen, um Solarenergie effizienter und kostengünstiger zu gestalten.

Der Kleine Kohlweißling gehört unter den Schmetterlingen zu einer eher unscheinbaren Art. Mit seinen weißen Flügeln und nur wenigen Farbflecken erinnert er bei Tageslicht schon mal an eine Motte. Doch Wissenschaftler haben die Flugtechnik des kleinen Falters als Vorbild genommen, um die Ausbeute von Solarpanelen um fast die Hälfte zu steigern.

Der Schlüssel liegt in der Flugvorbereitung der Falter. Normalerweise ist die Flugfähigkeit von Schmetterlingen an regnerischen Tagen eingeschränkt, weil die Insekten nur bei einem bestimmten Wärmegrad ihrer Muskeln wirklich fliegen können.

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Der Kleine Kohlweißling, den Bauern wegen seiner Vorliebe für Kohl nicht gerade schätzen, hat dieses Problem nicht: Er kann sich an regnerischen Tagen schneller in die Lüfte erheben als seine Artgenossen. Der Grund: Er faltet seine Flügel in eine V-Form, um seine Muskeln vor dem Flug aufzuwärmen.

Durch das Falten beschleunigt er gewissermaßen den „Aufladeprozess“. Die speziellen Sub-Strukturen der Flügel sorgen zudem dafür, dass das Sonnenlicht besonders effizient reflektiert wird und dass die Muskeln auf diese Weise schneller die Sonnenenergie aufnehmen können.

Vom Schädling zum Solar-HeldEin Team von Forschern der britischen University of Exeter hat diesen Prozess genau untersucht. Die Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der optimale Winkel für die Erwärmung bei 17 Grad liegt. Bei diesem Winkel wird die Temperatur um 7,3 Grad Celsius erhöht im Vergleich zu der Position, in der die Flügel flach bleiben.

Um diesen Prozess für die Solarenergie zu verwenden, haben die Forscher die Monoschicht der Zellen des Schmetterlings als Vorbild für ein neues Material genommen, das das Sonnenlicht reflektiert. Dadurch könnte sich die Leistung von zukünftigen Solarpanelen deutlich steigern, weil das Material nicht nur leichter ist, sondern auch in V-Form gebracht werden kann, um die Solarpanele optimal zum Sonnenlicht hin auszurichten. Die Energieausbeute soll auf diese Weise um 50 Prozent zulegen, berichten die Wissenschaftler in einem Artikel für „Scientific Reports“.

„Bionik für den Ingenieurbereich zu verwenden, ist nicht neu“, sagt Tapas Mallick, Professor und Leiter der Untersuchung. Auch zuvor gab es bereits Versuche, von Insekten in Sachen Energie und Effizienz zu lernen. Doch: „Diese wahrhaft multidisziplinäre Forschung zeigt neue Wege auf, die Kosten für Solarenergie zu reduzieren“, meint Mallick.

Sein Kollege Richard Ffrench-Constant sieht den Kohlweißling gar rehabilitiert durch die Forschung: „Unsere Untersuchung beweist, dass der kleine Kohlweißling nicht nur ein Schädling eures Kohls ist, sondern ein Insekt, das ein Experte darin ist, Solarenergie zu produzieren.“

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