自然は偉大な教師といいます。使いまわされたフレーズに感じますが、その重要性は見過ごせません！人類が長年発見してきたように、自然が生み出したものは全て最大限の効率を達成しています。この普遍的な真実はMITの研究チームの助けにもなりました。彼らは、ドイツ、アーヘン工科大学との共同研究により、ありふれたひまわりの形状をコピーすることが最大の効率を生みだす最良の方法であることを発見しました。このアイデアは、デザインコンセプトとなって結実し、その過程は学術誌「Solar Energy」で発表されました。その特許保護は既に申請されています。
標準的なCSP装置でよく用いられる手法では、鏡とレンズを使い太陽光エネルギーを蓄え、小さな領域に熱を集中させます。ここで、水は熱せられ蒸気に転換されます。蒸気は、タービンを動かすのに使われ、このタービンが電力を生成します。現在のところ、熱を最大利用する最も効率的な方法は、鏡とレンズをタワーに同心円状に配置することでした一つおきに配列するため、鏡は交互に並んでいます。ただし、交互に並べると影ができてしまい、全体の効率を下げていました。
そこで、ひまわりに基づいた素晴らしいデザインが役に立ちます。この花を構成する小さな花は、フェルマーの螺旋（放物線を描く螺旋）状に並んでいます。この配置は、各小花がお互いに137.51度の角度をなして連なっていて、黄金角と呼ばれます。このように交差して螺旋が形成されることで、この角度を持った断片が寄り集まって構成されることになります。全体としてこれらの螺旋はお互いにつながり合いフィボナッチ数列のいずれかの数になります。この数字は枝分かれする植物、松笠の数、種の数、貝殻などにもみられる数です。
MIT研究者は、多数の計算モデルを試し、効率を増そうとしました。それで到達した鏡の配置は自然の中に見つかる螺旋に近いものでした。そのことで、研究グループはひまわりの小花のパターンを模倣することを決め、各鏡を137度傾けて配列しました。結果、効率が増しました。まるで進化の研究の中で、自然がひまわりの形をとって完璧な角度に行き着いたようでした。唯一の違いは、自然がそのことで特許を申請していないということです。
この効率性向上のための模倣の結果は、非常に明確でした。CSPの設置は、広大な土地が必要でした。メンテナンス費も高額になります。この新しい配置法で鏡を並べれば、太陽エネルギーの生成がより低コストで行わることは確実です。
出典:SmartPlanet