Terleyebilen Güneş Panelleri Elektrik Üretiminde Verimliliği Artırıyor

Araştırmacılar geliştirdikleri yeni sistemle güneş panellerinin aşırı ısınmasının önüne geçerek elektrik üretimini %15 artırdı. Gelin detayları haberimizde inceleyelim

A- A+

21.05.2020 tarihli yazı 9690 kez okunmuştur.

College Park Maryland Üniversitesi'nden malzeme bilimci Liangbing Hu geliştirilen sistemin mevcut güneş pili panellerinde anlık verimlilik artışı sağlamanın basit ve etkili bir yolu olduğunu ifade ediyor. Güneş panellerinin aşırı ısınması elektrik üretiminin düşmesine neden olabilir. Günümüzde dünya genelinde 600 GW’tan fazla kapasiteye sahip olan güneş enerjisi küresel elektrik talebinin %3'ünü karşılıyor. Bu kapasitenin önümüzdeki on yıl içinde beş kat artması bekleniyor.

Pek çok materyalde Güneş ışığını elektriğe dönüştürmek için silikon kullanılır. Ancak silikon Güneş'in enerjisinin sadece %20'sini elektrik akımına dönüştürür. Geri kalan enerjinin çoğu ısıya dönüşür ve bu sebeple panellerin sıcaklığı 40°C'ye kadar çıkabilir. Araştırmalara göre 25°C'nin üzerindeki her sıcaklık panelin verimliliğinin düşmesine sebep olmaktadır. Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden malzeme bilimci Jun Zhou, enerji dönüşüm verimliliğindeki her %0,1’lik artışın bile oldukça önemli olduğunu belirtirken %1'lik bir artışın ekonomik açıdan büyük bir kazanç olacağını ifade ediyor.

►İlginizi Çekebilir: Güneş Enerjisi ile Havuz Suyu Nasıl Isıtılır

Önceki yıllarda tamamlanan çalışmalar, güneş panellerinin su ile soğutulmasının verimliliği artırabileceğini gösteriyor. Hatta günümüzde bazı üretici firmalar su soğutmalı sistemler tasarlayıp satıyor. Ancak bu tür bir kurulum bol miktarda su, depolama tankı, boru ve pompa gerektirmesi sebebiyle kurak bölgelerde ve gelişmekte olan ülkelerde kullanılmak için elverişli olmuyor. Bu sebeple araştırmacılar atmosferik su toplayıcı materyalleri tasarlayarak elektrik üretiminde verimin artırılmasını hedefliyor. Havada bulunan su buharını toplayıp yoğunlaştırarak suya dönüştüren bu materyallerden biri de geceleri su buharını toplayan ve ısı yükseldikçe gün içinde serbest bırakan bir jel.

Kalsiyum klorür tuzu içeren polimerlerde bulunan karbon nanotüplerin karışımından oluşan bu jel havadaki buharın damlacıklar şeklinde yoğuşmasını sağlıyor. Gün boyunca sıcaklık yükseldiğinde jel su buharını serbest bırakıyor. Materyal şeffaf bir plastikle kaplandığında serbest kalan buharın tekrar yoğunlaşarak saklama kabında birikmesi sağlanıyor. Araştırmacılar, bu jel tabakasını standart bir silikon güneş panelinin altına yerleştirerek panelin bir önceki gece topladığı suyun buharlaştırılması için paneldeki ısıyı kullanmayı amaçlıyor. Tıpkı insan derisinden salgılanan terin vücut sıcaklığını düşürmesi gibi buharlaşan su da güneş panelinin sıcaklığını düşürüyor. Araştırmacılar, ihtiyaç duydukları jel miktarının öncelikle çevrenin nemine bağlı olduğunu belirtiyor. %35 nem oranına sahip çöl ortamında, 1 metrekarelik güneş panelini soğutmak için 1 kilogram jel gerekirken, %80 nem oranına sahip bir alanda güneş panelini soğutmak için metrekare başına sadece 0,3 kilogram jel gerekiyor.

►İlginizi Çekebilir: Yeni Nesil Güneş Panelleri

Araştırmacılar bu yeni sistemin kurulumundan sonra güneş panellerinin sıcaklığının 10°C düştüğünü ve elektrik üretiminin ortalama %15-%19 arttığını ancak yağmurun jeldeki kalsiyum klorür tuzunu çözerek su çekme miktarını azaltabileceğini belirtiliyor. Bu sebeple jeli güneş panelinin altına yerleştirerek yağmurun etkilerinden korumayı hedefleyen araştırmacılar aynı zamanda yağmurla ıslandığında bile etkisini yitirmeyecek ikinci nesil bir jel üzerinde çalışıyor.

Hong Kong Politeknik Üniversitesi'nden çevre mühendisi Peng Wang ve meslektaşları başka bir tasarım seçeneğinin, suyun jelden buharlaştıktan sonra tutulup yeniden yoğunlaştırılabileceği bir sistem olduğunu ifade ediyor. Wang, bu suyun güneş panellerinde biriken tozları temizlemek için kullanılabileceğini ve aynı zamanda ikinci bir güç tasarrufu sorununu çözebileceğini belirtiyor. Alternatif olarak, depolanan bu su kurak bölgelerdeki su ihtiyacını karşılamak için kullanılabilir.

Kaynak:

►interestingengineering.com
►sciencemag.org