Ffynhonnell: cosmosmagazine.com
Gwahanol gamau o ffugio pyramid gwydr y mynegai wedi'i raddio: pan fyddant mewn cysylltiad optegol â chell solar, mae'r pyramid ar y cam olaf (cornel dde isaf) yn amsugno ac yn canolbwyntio'r rhan fwyaf o olau'r digwyddiad ac yn ymddangos yn dywyll. Credyd: Nina Vaidya
Bydd paneli solar yn chwarae rhan bwysig mewn cynhyrchu ynni cynaliadwy yn y dyfodol ond maent yn gweithio orau pan fydd golau'r haul yn eu taro'n uniongyrchol. Gall hyn fod yn broblem pan gaiff golau'r haul ei wasgaru gan orchudd cwmwl neu wrth i'r haul fynd heibio drwy gydol y dydd.
Mae llawer o araeau solar yn cylchdroi tuag at yr haul i ddal cymaint o egni â phosibl. Mae hyn yn eu gwneud yn ddrutach ac yn gymhleth i'w hadeiladu a'u cynnal na'r rhai sy'n parhau i fod yn sefydlog.
Ond symudpaneli solarefallai na fydd angen yn y dyfodol, oherwydd mae ymchwilydd peirianneg wedi cynllunio dyfais sy'n gallu cipio 90% o'r golau sy'n syrthio arno – waeth beth fo'i ongl neu ei amlder – a'i ganolbwyntio i fod dair gwaith yn fwy disglair.
Yymchwilwedi'i gyhoeddi yn Microsystemau a Nanobeirianneg.
"Mae'n system gwbl oddefol – nid oes angen egni arni i olrhain y ffynhonnell na chael unrhyw rannau sy'n symud," meddai'r awdur cyntaf Dr Nina Vaidya, a gwblhaodd yr ymchwil fel myfyriwr doethurol ym Mhrifysgol Standford, UDA, ac sydd bellach yn athro cynorthwyol mewn gofodwyr a pheirianneg ecraft ym Mhrifysgol Southampton, y DU.
"Heb ffocws optegol sy'n symud swyddi neu angen am systemau olrhain, mae canolbwyntio golau yn dod yn llawer symlach."
AGILE – Lens Mynegai wedi'i Raddio'n Echel
Gelwir y ddyfais yn AGILE, sy'n sefyll am lens mynegai wedi'i raddio'n echel, ac mae'n edrych fel pyramid gwydr i lawr gyda'r pwynt wedi'i dorri i ffwrdd.
Mae'n gweithio ychydig fel sut maechwyddwydryn gallu canolbwyntio golau'r haul yn bwynt llai, mwy disglair ar ddiwrnod heulog. Ond mae canolbwynt chwyddwydr yn symud fel y gwna'r haul, nad yw'n ddefnyddiol pan fyddwch am ganolbwyntio golau'r haul i ardal benodol o gell ffotofoltäig drwy gydol y dydd.
Gydag AGILE, mae golau'n mynd i mewn i'r top sgwâr eang o bob ongl ac mae'n cael ei sianelu i lawr i ganolbwyntio ar yr un safle ar y gwaelod – gan greu man mwy disglair ar y gwaelod cul sy'n eistedd ar ben cell ffotofoltäig.
"Roeddem am greu rhywbeth sy'n cymryd golau ac yn ei ganolbwyntio ar yr un sefyllfa, hyd yn oed wrth i'r ffynhonnell newid cyfeiriad," esbonia Vaidya. "Nid ydym am orfod parhau i symud ein synhwyrydd na'n cell solar, na symud y system i wynebu'r ffynhonnell.
Dywedodd yr uwch awdur Olav Solgaard, athro peirianneg drydanol yn Stanford a chynghorydd doethurol Vaidya: "Mae gan AGILE delfrydol, o'i flaen, yr un mynegai atblygol â'r aer ac mae'n mynd yn uwch yn raddol – mae'r golau'n plygu mewn cromlin gwbl esmwyth.
"Ond mewn sefyllfa ymarferol, dydych chi ddim yn mynd i gael yr AGILE delfrydol hwnnw."
Yn hytrach, mae'r AGILE prototeip yn cael ei wneud o'r hyn a elwir yn ddeunydd mynegai graddedig, sy'n cynnwys gwahanol haenau o sbectol a polymerau sy'n plygu golau i wahanol raddau. Mae'r haenau hyn yn newid cyfeiriad y golau newydd mewn camau nes iddo ddod i mewn bron yn fertigol tuag at yr allbwn.
Cymryd AGILE o ddamcaniaeth i realiti
Un o'r heriau mwyaf wrth greu prototeip AGILE oedd canfod a chreu'r deunyddiau cywir sydd ar gael yn fasnachol a allai osod sbectrwm eang o olau, caniatáu iddo fynd drwodd, a'i blygu'n gynyddol tuag at yr allbwn – i gyd tra'n gydnaws â'i gilydd.
Er enghraifft, pe bai un gwydr yn ehangu mewn ymateb i wres ar gyfradd wahanol i'r llall, gallai'r ddyfais gyfan gracio. Roedd angen i'r deunyddiau hefyd fod yn ddigon cadarn i'w peiriannu i siâp a pharhau i fod yn gadarn.
Mae ochrau'r prototeipiau hefyd yn cael eu hadlewyrchu i bownsio unrhyw olau sy'n mynd i'r cyfeiriad anghywir yn ôl tuag at y gwaelod.
Gellid gosod y dyfeisiau AGILE hyn mewn haen ar bencelloedd solar, gan ddisodli'r amgryptiad presennol sy'n diogelu araeau solar, a byddai hyd yn oed yn creu mwy o le i oeri a chylchedau redeg rhwng pyramidiau culhau'r dyfeisiau unigol.
"Er mwyn gallu defnyddio'r deunyddiau newydd hyn, mae'r technegau ffugio newydd hyn a'r cysyniad AGILE newydd hwn i greu gwell crynodwyr solar wedi bod yn werth chweil," daw I'r casgliad Vaidya.
"Mae ynni glân toreithiog a fforddiadwy yn rhan hanfodol o fynd i'r afael â'r heriau brys yn yr hinsawdd a chynaliadwyedd, ac mae angen i ni sbarduno atebion peirianyddol i wireddu hynny."
