Enerji Üretebilen Yeni Nesil Pencereler

Yeni güneş enerjisi teknolojisi, dünyamızı görme biçimimizi değiştirebilir.Birçok otomobil ve binaların pencere camları renklendirilerek veya kaplanarak gereksiz güneş ışığını kesip, ısıtma ve soğutma maliyetlerinde enerji verimliliği açısından önemli katkılar sağlamaktadır. Bunun yanında çevre dostu denebilecek pencereler üzerinde araştırmalar yoğunlaşmaktadır. Araştırmaya konu olan pencerelerde amaç onları mini elektrik jeneratörlerine dönüştürerek enerji üretimi sağlamaktır. 

Güç Üretimli ve Güç Tasarruflu Pencereler

Bu konuda araştırma yapan Çinli bilim adamları, güneşi hem engelleyebilecek hem de güç üretebilecek yeni bir malzeme keşfettiklerini bildirmişlerdir. Bu ürünle donatılan pencerelerin hatta pencere perdelerinin bile ortalama bir evin elektrik faturalarını en az yarıya indirebileceğini öngörmektedirler.

Güney Çin Teknoloji Üniversitesi malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü Hin-Lap Yip; "Hem güneş enerjisi üretimini hem de ısı yalıtımını tek bir filmde birleştirmeyi hedefliyoruz, bunun için hem yapılan inovasyonu hem de optik ince film tasarımını birleştiriyoruz. Bu durumda bir ev için enerji verimliliğimiz iki kat olacaktır: güç üretimi ve güç tasarrufu" açıklamasında bulunmuştur.

Çalışmada amaçlananın, aynı anda elektrik üretebilen ve aşırı ısınmayı önleyebilecek bir prototip oluşturmak olduğu, bu amaçla elektrik üretebilecek ve ışığı bloke edecek, filtreleyecek çeşitli materyaller arasından doğru çalışma kombinasyonunu bulmak için kimyasal bileşikler oluşturulması hedeflenmiştir.

Yip yaptığı açıklamada; "Güneş ışığını elektriğe çevirmek için kullandığımız başlıca malzeme yarı iletken bir polimer. Bununla kimyasal yapıyı tasarlayabilir ve emilim özelliğini ayarlayabiliriz. Bu organik malzeme, kızıl ötesi ışığın seçici olarak emilebildiği çok özel emilim özelliklerine sahip bir malzemedir ki, görünür ışığın büyük bir kısmının içinden geçmesine izin vererek, yarı şeffaf fotovoltaik (PV) pencere uygulaması için mükemmel bir malzeme haline getirmektedir".Pencereler elektrik üretimi ve ısı yalıtımı optimize etmek için tasarlanmıştır. Silikon veya diğer inorganik yarı iletkenlere dayanan mevcut güneş pili teknolojisi, fotovoltaik pencere uygulamaları için uygun değildir. Bunun yerine, pencereleri elektrik jeneratörleri ve ısı izolatörleri haline getirmek için mükemmel olan yarı saydam, hafif ve renkli filmlere organik fotovoltaikler kullanılmaktadır. 

Yip, açıklamasında "Aslında, polimer güneş pili esnek bir alt tabaka üzerinde, tıpkı gazete yazdırma şekli gibi, roll-to-roll baskı işlemini kullanarak üretebiliyoruz. Bunu, silikon güneş pilleri üretimi için gerekli olan yoğun enerji işlemiyle karşılaştırırsanız, polimer güneş pilleri üretimi daha az enerji harcar ve daha düşük karbon yayar" demektedir. 

Pencerelerin Kullanım Alanları

Malzemenin birtakım potansiyel uygulamaları yerleri mevcuttur. Esnek ve yuvarlanabilen bir film olduğu için harika bir pencere perdesi olabileceği de düşünülmektedir. "Günümüzde, birçok perde elektriksel olarak açılıp kapanıyor, ve fotovoltaik cam filmimiz elektrik üreteceğinden, aynı elektrik devresi gücü gerçekleştirmek için kullanılabilir, daha sonra doğrudan diğer ekipmanlara güç vermek için de kullanılabilir veya depolanabilir" deniliyor.

Ayrıca malzemenin seralarda kullanımı da değerlendirilmektedir. Bu konuda yapılan açıklamalarda, sadece fotovoltaik cam filminin optik özelliğinin uyarlanması gerektiğine vurgu yapılmaktadır. Çünkü bitkilerin çoğunlukla mavi ve kırmızı ışığı emdiği, bu yüzden yeşil renkte oldukları bilinmektedir. Yani sera uygulamaları için fotovoltaik cam filmi tasarımı, mavi ve kırmızı ışığın iletimini en üst düzeye çıkartacaktır. Bu, yeni malzeme tasarımı ve optik mühendisliği ile mümkün olabileceği bildirilmektedir. 

 Şeffaf Fotovoltaik Hücreler

Bilim adamları, çift amaçlı elektrik üreten ve ısı yalıtım özelliklerine sahip pencerelerin yerleştirilmesinin, ortalama bir evin dış elektrik kaynaklarına olan bağımlılığınıP'den fazla azaltabileceğini tahmin ediyorlar, ancak bu rakam her pencerenin her santimetrekaresinin çok işlevli panellere sahip olacağı varsayımıyla söyleniyor. 

Yip yaptığı açıklamada, tasarlanan filmin, mevcut ısı yalıtım filmine çok benzer bir yapıya sahip olduğu, ancak sadece birkaç ek katmanı olduğu için, mevcut cam filminden biraz daha yüksek maliyete sahip olacağını, ancak enerji verimliliği iki katına çıkabileceğinden, maliyet geri ödeme süresinin çok kısa olabileceğine inandıklarını belirtmiştir.