马萨诸塞州沃斯特学院（Worcester Polytechnic Institute）一名 13 岁的七年级学生 Zhang Hua，针对固定式太阳能电池板无法随太阳移动这一局限，设计了一款低成本太阳能追踪器原型。
据哥伦比亚广播公司波士顿站报道，该装置在室外测试中表现出显著优势：其成本低于 25 美元，且相比静止电池板，电压提升了约 20%。这一创新方案近期引发了广泛关注。
基于重力与水流的机械结构
该追踪器的核心机制类似于摇摆运动，不依赖电子传感器来定位太阳。一个小型太阳能电池板安装在可旋转的木质框架上。通过调节滴水速率，水流逐渐注满水桶，利用增加的重力使框架倾斜，从而带动面板在全天候范围内跟随太阳角度变化。
启动过程仅需拉开插头让水开始流动，但实现精确的流速控制需要大量工程调试。Zhang Hua 花费了一年多时间完善该项目，并在笔记本上详细记录了测试数据。尽管重力驱动本身无需能源，但要确保面板按正确时间表运行，仍需精细的工程计算。
需要注意的是，报告中提到的“20% 电压提升”需结合具体场景解读。户外对比显示该设置能产生更高电压，但这并不直接等同于功率或总能量产出增加了 20%。由于缺乏电流读数及随时间变化的能量测量数据，目前尚无法确认实际节能效果是否能让用户节省相应比例的电费。不过，对于学生原型而言，这一结果仍具有积极意义。
屋顶应用的现实挑战
利用水和重力追踪太阳并非全新概念。市场上已有商业太阳能追踪器，但其价格远高于固定安装系统。此外，也存在类似原理的自制设计。例如，“Engineers for Change”推广的 SunSaluter 旋转太阳能电池板套件建议零售价为 50 美元，但该费用不包含面板、电池及其他组件。相比之下，Zhang Hua 的方案提供了一种更廉价的 DIY 替代思路。
大多数屋顶光伏系统未采用移动设计主要出于实用考虑。虽然地面阵列使用追踪器可提高能量产量，但也增加了成本和后期维护难度。在屋顶安装移动面板使其抵御风雨更为复杂，额外的电力收益必须足以覆盖投资与维护成本。因此，对于部分房主而言，固定面板仍是更轻松的选择。
无电机追踪技术对运行小型离网系统的用户仍有吸引力，因为在这些场景中每一瓦特电力都至关重要。然而，水基系统也面临自身问题，尽管寒冷天气通常能提高太阳能电池板的效率，但结冰可能影响水流机制。
CBS 报道未详细说明水箱充满频率及追踪器重置次数等具体操作细节。尽管如此，作为一名七年级学生，Zhang Hua 的成果已获认可。在 2026 年，他被评选为 55 名国家 STEM 冠军之一。
