Įvadas
Augalai yra gamtos žaliosios gamyklos, kurios saulės šviesą paverčia chemine energija fotosintezės proceso metu. Šis nuostabus natūralus mechanizmas ne tik palaiko gyvybę Žemėje, bet ir įkvepia pažangiausias saulės energijos technologijas. Tyrinėdami, kaip augalai efektyviai surenka ir naudoja saulės energiją, mokslininkai sukūrė bioįkvėptus dizainus, kurie pagerina saulės elementų veikimą. Šis mokymo modulis supažindina mokinius su įdomiu ryšiu tarp fotosintezės ir atsinaujinančios energijos, pabrėždamas, kaip papildyta realybė (AR) gali pagerinti jų šių sąvokų supratimą.
Fotosintezė – tai procesas, kurio metu augalai naudoja saulės šviesą gliukozės, t. y. sukauptos cheminės energijos, gamybai, o šalutinis produktas yra išskiriamas deguonis. Šis procesas vyksta dviem etapais: šviesos fazės reakcijose ir Kalvino cikle. Šviesos fazės reakcijų metu chlorofilas sugeria saulės šviesą, suskaidydamas vandens molekules į deguonį, protonus ir elektronus. Šiame etape sugeneruota energija kaupiama tokiuose junginiuose kaip ATP ir NADPH, kurie vėliau naudojami Kalvino cikle cukrams sintetinti iš anglies dioksido(https://www.uaex.uada.edu/farm-ranch/special-programs/Education_in_Agriculture/soybean-science/GRC%20Photosynthesis%20lesson-final.pdf)( https://opentextbc.ca/biology/chapter/5-1-overview-of-photosynthesis/ ).
Įkvėpti šios efektyvios energijos konvertavimo sistemos, mokslininkai sukūrė naujoviškas technologijas, tokias kaip bioįkvėptos fotovoltinės (PV) sistemos. Pavyzdžiui, „PV-lapas“ imituoja augalų transpiraciją, kad atvėsintų saulės elementus, taip pagerindamas energijos efektyvumą ir sumažindamas šilumos nuostolius ( https://innovationorigins.com/en/a-big-leap-in-solar-power-the-bio-inspired-photovoltaic-leaf-shows-greater-efficiency/ ). Panašiai perovskitų saulės elementai buvo patobulinti naudojant biomimetines technikas, kurios atkartoja natūralias lipidų membranas, kad apsaugotų nuo aplinkos poveikio ir kartu išlaikytų aukštą efektyvumą( https://techxplore.com/news/2023-08-bio-inspired-solar-devices-boost-stability.html )( https://list.solar/news/bio-inspired-1/ )
