Çatıya duvar kağıdı gibi döşenen esnek güneş panelleri ve ışıktan elektrik üreten yeni kumaşlarla elektrik üretmek artık çok daha kolay.
Esnek güneş panelleri son 5 yılda Amerika ve Avrupa’da hızla yaygınlaşarak güneş enerjisi sektörünü değiştirdi. Konutları ve Tesla’nın elektrikli otomobillerini şarj eden istasyonları besleyen esnek paneller temiz enerjide maliyetleri azaltarak rekabet gücünü artırıyor. Çin’deki Fudan Üniversitesi araştırmacılarının geliştirdiği güneş ışığından elektrik üreten fiberoptik kumaşlar ise esnek enerjide mobil devrim başlatıyor. Yakın gelecekte son moda giysiler de güneş ışığından elektrik üretecek ve böylece akıllı telefonlarla fitness bilezikleri gibi giyilebilir bilgisayarları şarj etme sorunu ortadan kalkacak.
Güneş panelleri son otuz yılda güneş enerjisini pahalı bir alternatif olmaktan çıkarıp termik ve hidroelektrik santrallerle rekabet edecek seviyeye getirdi. Bugün Almanya, Hindistan ve İtalya’da güneş enerjisi maliyetleri ham petrol fiyatlarıyla eşitlendi ve birkaç yıl içinde Akdeniz havzası, California eyaleti ve Ortadoğu çöllerinin de dünyanın en büyük yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip bölgeler olarak öne çıkması bekleniyor. Örneğin, California’da kuruyan yeraltı su kaynaklarının yol açtığı tatlı su açığını karşılamak üzere deniz suyunu elektroliz yoluyla arıtan tesisler kuruluyor ve bunun için gereken enerji güneş santrallerinden karşılanıyor.
Duvar kağıdı döşemek kadar kolay
Bütün bu teknolojiler güneş enerjisinin hızla ucuzlamasına bağlı ama çatıları klasik güneş panelleriyle kaplamak maliyeti arttırıyor. Güneş ışığını elektriğe çevirmek için fotovoltaik etkiden yararlanan klasik güneş panelleri kalın çerçeveli ağır güneş hücrelerinden oluşuyor.
Örneğin, sektörün en verimli çözümü olan monokristal silikon güneş hücreleri bloklar halinde döşeniyor. Saf silikondan üretilen bu hücreler güneş ışığının yüzde 19 ila 21’ini elektriğe çeviriyor. Öğle güneşi ve yaz sıcağına son derece dayanıklı olan monokristal silikon paneller küçük çatılarda elektrik üretimini artırıyor. Verimliliği daha düşük olan polikristal paneller ise göreli ucuz olduğu için tercih ediliyor; ancak teknolojideki son gelişmeler bu modellerin de verimliliğini artırarak maliyeti herkesin kullanabileceği düzeye çekiyor.
Polimerden üretilen ince film üzerine döşeli silikon katmanlarından oluşan esnek güneş panelleri ise binalara duvar kağıdı gibi döşenerek inşaat ve montaj aşamalarını tümüyle ortadan kaldırıyor. Halı gibi katlanıp kamyonetin kasasında kolayca taşınabilen esnek güneş panelleri, lojistiğin yanı sıra bakım maliyetini de azaltarak klasik panellerden daha kullanışlı bir alternatif sunuyor. Son kullanıcı için küçük bir masa örtüsü boyutunda üretilen katlanabilir güneş panelleri de akıllı telefonlar, tabletler, fitness bilezikleri ve laptopları şarj etmekte kullanılıyor.
Mobil enerji
Esnek güneş panelleri sektörde üretim maliyetlerinin düşük olmasıyla rekabet ediyor. Örneğin, ince film üretiminde çok az silikon kullanılıyor ve bu tür paneller ofset baskı makinelerine benzer sistemlerle fabrikada seri olarak basılıyor. Yine de mobil enerji sektöründe asıl devrimi giyilebilir bilgisayarları şarj etmekte kullanılan elektrikli kumaşlar başlattı. Nitekim bu hızlı gidişi gören tekstil ve moda dünyası elektrikli kumaş sektörüne şimdiden el attı: Wearable Solar şirketinden moda tasarımcısı Pauline Von Dongon gibi girişimciler, fiberoptik iplikten örülen kumaşları elektronik mürekkep tabanlı baskı teknolojisiyle birleştirerek mobil cihazları şarj eden ilk kıyafetleri satışa sunmayı planlıyor.
Şangay’daki Fudan Üniversitesi’nde araştırmalarını sürdüren Profesör Huisheng Peng ve ekibi de mobil enerjide son trendleri yakalamak için güneş ışığını elektriğe dönüştüren yeni bir fiberoptik iplik geliştirdi. Bu tür elektrikli kumaşlar ön cebi, sırtı ve omuzları esnek güneş panelleriyle kaplı olan hantal modellerin tersine tümüyle fiberoptik iplikten üretiliyor ve iki yüz kez katlandıktan sonra bile fotovoltaik özelliklerini koruyarak ışığın yaklaşık yüzde 1’ini elektriğe çevirebiliyor. Bu pek verimli sayılmaz ama çalışmalar daha prototip aşamasında ve Peng, bu giysilerin ilk aşamada telefon pillerini kısmen şarj ederek kullanım ömrünü uzatacağını söylüyor: “Telefonu cebinize koyun, şarj olsun.”
Elektrikli kumaşların maksimum verimliliği yüzde 1,08 olarak ölçülüyor, ama iplikler yüzlerce kez büküldükten sonra bile yüzde 0,94 verimlilikle çalışarak randıman kaybını telafi ediyor. Ayrıca karbon nanotüplerden dokunan ince bir astarla kaplı olan deneysel kumaşın hem ön yüzü hem de arka yüzü ışığı elektriğe çevirebiliyor.
