De er små, de silikone-baserede solceller; til gengæld kan de printes på lange ruller for næsten ingen penge. Udfordringen er så dels at maksimere deres output, dels at gøre silikonen mere bestandig overfor sol, vind og vejr. Som det er nu forringes silikonens egenskaber efter kun en måned. Foto: Mikkel Wenzel Andreasen
“Det er i virkeligheden meget mere tilgængeligt end jeg troede, da jeg først begyndte at arbejde med Arduino-boards, Raspberry Pi og open source – allerede fra begyndelsen var jeg i gang med at bygge mine første boards.”
Sådan fortæller en ivrig Henrik Friis Dam, postdoc i teknisk fysik og materialeforskning ved DTU campus Risø.
Han er sammen med den Ph.d. studerende italiener Michael Corazza i gang med et forskningsprojekt om plastik-baserede solceller, altså bøjelige solceller, men projektet kræver måleudstyr.
De to skal finde krydspunktet for maksimal ydelse hvor belastningen af cellen er optimal, samt følge hvordan ydelsen fra cellen bliver påvirket af eksterne faktorer såsom klima og lysstyrke, hvilket er blandt de mange spørgsmål i udviklingen af denne tredje generations solcelle
“Vi kunne sagtens bruge kommercielle måleprodukter, men der er flere ting, som taler imod: Dels er de store og uhandy, dels har de så mange indstillinger, at risikoen for en forkert måling forårsaget af brugerfejl øges – og dels er de ret dyre,” fortæller Henrik Dam.
Det lille Arduino-board har en produktionsomkostning på 500 kroner, inklusive specialfremstilling af printbræt til specifikationer i Kina, mens den kommercielle kolos Keithley koster 40.000. Foto: Mikkel Wenzel Andreasen
Maskinen han refererer til er et Keithley sourcemeter; et måleapparat med en listepris på omkring 31.000 kroner.
Den samme måling, med mindre end en procents usikkerhed, en usikkerhed som oftest overskygges af op til flere procents usikkerhed andre steder i måleprocessen, kan udføres med et speciallavet Arduino-board, som koster under 500 kroner at fremstille.
Læs også: Indkøbsliste: Det skal du bruge for at bygge Danmarks kraftigste supercomputer
Mange fordele ved de hjemmestrikkede løsninger
De to forskere fremviser deres måleenhed, den tredje iteration af deres open source-board, som endda har lidt flere trick i ærmet, end det kommercielle modstykke.
“Planen er, at vi indgår samarbejde med op mod 20 universiteter over hele verdenen; de stiller så vores måleenheder og plastik-solceller op og ender vi med at tilføje netværksegenskaber til brættet kan vi have realtidsovervågning af solcellernes ydelse under mange forskellige vejrforhold verden over,” fortæller Michael Corazza.
Det er netop alsidigheden i de hjemmestrikkede kredsløbsbrædder, der gør forskellen.
Henrik Friis Dam fortæller, at der let kan gå en halv nat med rode med de små computere; men det er lige dele arbejde som hobby. Foto: Mikkel Wenzel Andreasen
Hvor den kommercielle kolos hverken er særlig mobil, og skal der laves felt-test, kræver det, at der bygges et måleskur med en generator, så kan de små Arduino-boards bygges i en vandtæt kasse og sættes til et bilbatteri, som giver op mod en måneds måletid, hvilket yderligere kan forlænges med sleepmode eller endnu større batterier.
Samtidig er Arduino-boardet også udstyret med vejrmålingssensorer, som giver endnu mere data, end den store Keithley ville give.
Og så er der selvfølgelig økonomien i, at 20 Keithleys ville koste 620.000 kroner, mens 20 Arduino-boards står i 10.000 kroner.
Tiden er open sources største fjende
Henrik Friis Dam havde ikke rodet med open source før end for tre år siden, hvor han på en studierejse til Australien mødte elektroingeniøren Ben Vaughan, som introducerede den danske forsker til lodning, kodning og printkortdesign.
Det blev starten på lange nætter og utallige interessetimer.
Annonce:
At lære at bruge open source hard- og software hører nemlig ikke ind under det primære forskningsarbejde eller den tid der er afsat til det. Så det er lysten der driver værket, men samtidigt skal det også være en afvejning af, at bruge det rigtige værktøj til opgaven og ikke pinedød bruge open source, bare af princip.
Tiden det tager at lære kan afskrække mange forskere fra at give sig i kast med lodning og kodning.
“Når man ikke kender principperne for arbejdet med open source, så antager mange, at det tager lang tid at sætte sig ind i, og fravælger det derfor; for forskere er den dyreste ressource nemlig deres tid,” siger Henrik Friis Dam.
“På den måde bliver den billigste løsning for mange at købe de dyrere, kommercielle produkter.”
Men så enkelt kan det nu alligevel ikke stilles op, fortæller Henrik Friis Dam. Alle indkøbte systemer skal på den ene eller anden måde tilpasses og modificeres til de enkelte tests parametre. Ingen løsning fungerer lige ud af æsken. Heller ikke de kommercielle produkter.
Har man dog først lært at bruge open source, så er der mange muligheder og endnu flere fora på nettet, hvor man kan søge hjælp.
Læs også:
Guide: Sådan laver du din egen private “Dropbox”-server med Raspberry Pi på et kvarter
Her er en Raspberry Pi samlet med en lille linse til under 100 kroner; den kommercielle linse, som knap kunne udføre samme opgave koster over 3000 kroner. Foto: Mikkel Wenzel Andreasen