Guardando il tuo cellulare, ti rendi conto che la batteria è scarica, il che significa che devi fare un'altra lunga passeggiata in città per pagare i soldi per caricare il dispositivo. Quando torni a casa, si sta facendo buio. Accendi la lampada a cherosene che diffonde un fioco bagliore nella stanza. Una parte significativa del tuo reddito viene bruciata dalla lampada, ed emette gas nocivi. Respirare la stessa aria della lampada accesa può equivalere a fumare più pacchetti di sigarette al giorno.

Questo scenario sembra estraneo alla maggior parte delle persone che vivono negli Stati Uniti, ma è una realtà comune per molte persone che vivono nei paesi in via di sviluppo. Una possibile soluzione è utilizzare fonti di energia rinnovabile off-grid come il solare per generare elettricità per l'illuminazione e la ricarica in loco.

Durante l'incontro di marzo dell'American Physical Society 2019 a Boston questa settimana, Beth Parks presenterà un design creato dal suo team che aumenta la quantità di luce solare catturata da una cella solare, aumentando di quasi un terzo la propria produzione di energia.

"In Uganda, tra il 20 e il 25% delle persone non ha accesso all'elettricità, " ha detto Parchi, professore associato alla Colgate University. "Una cella solare fornisce energia sufficiente per alimentare luci e caricare telefoni cellulari e radio. Questo è un enorme miglioramento della qualità della vita".

Mentre i pannelli solari offrono una fonte pulita di energia rinnovabile, sono tipicamente montati su un telaio fisso e orientati in modo ottimale verso il sole solo durante determinate ore del giorno.

Parks aveva già visto un progetto per un telaio che avrebbe permesso al pannello solare di seguire il sole usando pesi sospesi. Ma il design non era stato testato per vedere come si comportava effettivamente. Né era stato ottimizzato per l'accessibilità economica per garantire la fattibilità commerciale e l'adozione.

Durante il suo anno in una borsa di studio Fulbright in Uganda, ha lavorato con gli studenti dell'Università di Scienza e Tecnologia di Mbarara per progettare un telaio utilizzando tubi metallici che un saldatore locale potesse facilmente ottenere e assemblare.

"Abbiamo creato un telaio utilizzando materiali economici che consente ai pannelli solari di seguire l'arco del sole durante il giorno, " Parks ha detto. "Questo approccio potrebbe rendere l'energia solare più accessibile alle famiglie e alle piccole imprese nei paesi in via di sviluppo".

Nel suo disegno, un secchio di rocce è posto sul lato ovest del telaio e un secchio d'acqua è posto sul lato est. Utilizzando una perdita controllata dal secchio dell'acqua, il peso si sposta e il pannello ruota lentamente da est a ovest durante la giornata.

Parks e il suo team hanno testato il progetto in 20 giorni casuali in Uganda. La cella solare sul telaio mobile ha catturato il 30% in più di luce solare rispetto alla cella solare fissa nella stessa posizione.

"Se si adotta questa cornice, ha il potenziale per creare una piccola industria per la comunità locale, " ha detto Parchi.

Secondo Parchi, il costo del sistema:la cella solare, batteria, caricatore e telaio:è circa il 10% in meno rispetto a un sistema di celle solari sul tetto comparabile. Questo sorprendentemente semplice, metodo economico e ingegnoso potrebbe aumentare l'energia solare catturata per le persone nei paesi in via di sviluppo, così come le regioni remote che sono fuori dalla rete.