Çin’in Jiangsu eyaletindeki Nanjing Üniversitesi araştırmacıları, güneş enerjisi teknolojisinde çığır açacak yeni bir buluşa imza attı. Geliştirilen şeffaf, renksiz ve tek yönlü güneş yoğunlaştırıcısı (CUSC), doğrudan pencere camına kaplanabiliyor ve camın görünümünü değiştirmeden güneş ışığını toplayabiliyor.
YENİ BİR TEKNOLOJİ
Araştırma ekibi, alt mikron yanal periyodikliğe sahip kolesterik sıvı kristal (CLC) çok katmanları kullanarak, ışığı pencerenin kenarındaki fotovoltaik (PV) hücrelere yönlendiren özel bir sistem tasarladı.
Çalışmanın başyazarı Dr. Dewei Zhang, CLC filmlerin yapısını tasarlayarak dairesel polarize ışığı seçici biçimde kırdıklarını ve cam dalga kılavuzuna yönlendirdiklerini belirtti.
GÖRSEL NETLİK KORUNUYOR
Geleneksel yoğunlaştırıcılarda görülen görsel bozulma ve düşük verimliliğin aksine, yeni CUSC kaplaması camın berraklığını koruyor. Zhang, cihazın yüzde 64,2 görünür ışık geçirgenliği ve yüzde 91,3 renksel geriverim indeksi elde ettiğini açıkladı. Bu, camın sıradan bir pencereden ayırt edilemeyeceği anlamına geliyor. Ayrıca gelen yeşil ışık enerjisinin yüzde 38,1’ine kadarının kenarda toplanabildiği kaydedildi.
YÜKSEK VERİMLİLİK POTANSİYELİ
Simülasyonlar, standart 2 metre genişliğindeki bir CUSC penceresinin güneş ışığını 50 kat yoğunlaştırabileceğini ortaya koydu. Bu performans, PV hücre alanında yüzde 75’e kadar azalma, malzeme maliyetlerinde düşüş ve enerji verimliliği yüksek binalar için yeni tasarımlar anlamına geliyor.
Deneyler sırasında, bir inç çapındaki prototip, güneş ışığı altında doğrudan 10 miliwatt gücünde bir vantilatörü çalıştırmayı başardı. Sistem, ayrıca galyum arsenit (GaAs) gibi yüksek performanslı PV hücrelerle de uyumlu.
ESTETİK VE SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK
Makalenin ilgili yazarı Prof. Wei Hu, CUSC tasarımının estetikten ödün vermeden binalara entegre edilebileceğini vurguladı. Çok katmanlı CLC filmlerinin fotohizalama ve polimerizasyon teknikleriyle üretildiğini ve rulodan ruloya üretimle ölçeklenebileceğini belirten Hu, bunun karbon azaltımı ve enerji öz yeterliliği için pratik bir strateji olduğunu söyledi.
Araştırmacılar, kaplamanın uzun süreli çevresel etkilere karşı yüksek stabilite gösterdiğini ve mevcut pencere yapılarına kolayca entegre edilebileceğini ifade ediyor. Bu da teknolojiyi sürdürülebilir kentsel dönüşüm projeleri için cazip kılıyor.
GELECEK UYGULAMALAR
Ekip, CUSC’nin verimliliğini artırmayı ve tarımsal seralar ile şeffaf güneş enerjisi ekranları gibi binaların ötesindeki uygulamalarda kullanılmasını hedefliyor. Uzmanlara göre, bu teknoloji enerji verimliliğini artırırken şehirlerin karbon ayak izini önemli ölçüde azaltabilir.
