SOLAR BOYA
SOLAR BOYA -
BUİLDİNG İNTEGRATED PHOTOVOLTAİCS
Son 10 yılda gerek SOLAR BOYA gerekse mevcut solar panellerin
cam yüzeyleri üzerine baskı yapılması
konusunda ciddi bir AR-GE yatırımı yapılmakta. Bu çalışmaların ağırlıkla
inovatif olan tarafı elektrik üretebilen ama yine de normal boya gibi çalışan
yeni bir ürün geliştirilmesiyle ilgili. Yani sadece bir çatıyı değil, bütün bir
binayı güneş enerjisi üreten bir yüzeye dönüştürme yeteneğinin yakalanmasından bahsediyoruz burada…
Şimdiye kadar güneş enerjisi endüstrisinin can damarı
geleneksel fotovoltaik güneş panelleri oldu. Güneş panelleri ısınma konusunda
bina sahiplerine ciddi para tasarrufu sağladı, ama çatı paneli kurulumunun
zorluğu ve masrafı insanları güneş enerjisine geçmekten bir nebze olsun
caydırıyor da.
Şimdi çatılarımızı ve duvarlarımızı elektrik üretebilecek
bir boya türüyle boyayabileceğimiz bir dünya hayal edelim. Bu teknolojiyi
fiilen hayata geçirmeye çok az zaman kaldığını söyleyebiliriz. Bunu düşünmek bile
heyecan verici, değil mi ?
Peki SOLAR BOYA nedir? Bilmeniz gereken en önemli şey tek
bir ürün olmadığıdır; şu anda 'solar boya' elde etmek için üç farklı teknik
üzerinde çalışılıyor. Her biri laboratuvar ortamında geliştirilmiş durumda. Ana
her tekniğin ticarileşmesi için belirli bir zaman geçmesi, maliyetlerinin halihazırda
kullanılan teknikle yarışabilir düzeyde olması vb. vb. gerekiyor.
Geliştirilen çalışmalardan biri (Royal Melbourne Teknoloji
Enstitüsü tarafından yürütülen bir çalışma) su buharından enerji üretmemizi sağlayan
bir boya. Basitçe söylemek gerekirse bu boya, havadaki nemi emerek su
moleküllerini hidrojen ve oksijene ayırmak için güneş enerjisinden
yararlanıyor. Daha sonra bu hidrojen temiz enerji üretmek için tekrar
kullanılabilecek.
İkinci alternatif, Fotovoltaik boya olarak da bilinen
kuantum noktaları. Bu teknik Toronto
Üniversitesi'nde geliştirildi. Sistem ışığı yakalayıp elektrik akımına
dönüştürebilen nano ölçekli yarı iletkenler elde edilmesine dayalı. Teknik
terimi ile ifade edecek olursak, 'Kolloidal kuantum nokta fotovoltaikleri' . Bu
teknik hem üretimi daha ucuz ( watt başına maliyetle ölçülen elektrik
üretiminin maliyetini düşürüyor ) hem de geleneksel güneş pillerinden daha
verimli. Geleneksel güneş panelleri genellikle yalnızca görünür ışığı kullanır,
ama elektromanyetik spektrumun %99'u görünür ışığın yanı sıra radyasyon da
içerir. Kuantum noktaları güneş ışığının
radyasyon gücünün yarısından sorumlu
olan güneş spektrumunun kızılötesi kısmını daha iyi kullanmak için
geliştirilmiş bir teknoloji. Bu yarı
iletken nanopartikül noktalar ışığı elektrik akımına dönüştürebilmekte.
Üçüncü alternatif buluş Perovskit kristalleridir. Adını Rus
mineralog Lev Perovski'den alan “perovskitin kristalleri” ilk kez 1939 yılında keşfedildi. Daha sonra
bunların güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için ışık emici bir
malzeme olarak kullanılabilecek yarı iletken bir malzeme olduğu laboratuvar
ortamında kanıtlandı. 2014 yılında Sheffield Üniversitesi'nden araştırmacılar,
maddenin sıvı formunu kullanan, malzeme israfını ve maliyetleri azaltan bir
sprey boyama yöntemiyle uygulanan perovskit bazlı güneş pilleri oluşturmayı
başardılar. Bu fotovoltaik hücrelere “püskürtmeli güneş hücreleri” denmesinin
nedeni de budur.
Bunlar photovotaik panellere alternatif olabilecek ama
güneş ışınlarından yararlanılarak geliştirilen teknikler.
Bir de FOTONİK BOYA teknolojisi ile mevcut güneş
panellerinin camlarının renklendirilmesi ve cephenin bütün yüzeylerinin bu
boyalı hücrelerle kaplanması söz konusu. Bu teknik FOTONİK bilimi ve
teknolojisi sayesinde geliştirildi.
Fotonik bilimi ve teknolojisi, ışık taneciklerinin yani
fotonların kontrol edilmesi, algılanması ve işlenmesi yönünde araştırmaların
yapıldığı bir çalışma alanı. Son zamanlarda bu bilim dalı ciddi bir yol katederek
evlerde, fabrikalarda ve araştırma laboratuvarlarında kullanılan birçok cihazın
üretilmesinde kullanılır hale geldi. Bunun nedeni Fotonik malzemeler sayesinde
ses, görüntü ve verilerin çok daha hızlı ve verimli bir şekilde iletilebiliyor,
saklanabiliyor ve işlenebiliyor olması. Kütlesiz, elektrik yüksüz ve ışık
hızındaki fotonlar birçok uygulamada elektronların yerini almaya başladı bile.
Kuşların tüylerindeki, kelebeklerin kanatlarındaki, bazı
kabuklu böceklerin, mürekkep balığının ve deniz yıldızlarının vücudundaki
yoğun, parlak, gözalıcı renkler ışığı emen pigment maddeleri tarafından değil
de belli bir geometrik düzende ardışık olarak dizilmiş minik fotonik kristal
yapılar tarafından ışığın yansıtılması sonucunda oluşuyor. İşte fotonik renk
pigmenleri doğanın sunduğu bu çeşitlilikten esinlenerek üretildi.
Dieletrik ( elektrik iletme oranı sıfır ) olan düz cam
üzerine basıldığında ışığın yansıma ve kırılma endisi solar panelin
perfomansını arttıracak şekilde tasarlanmaktadır. Artık cephelerde bireysel
tasarım seçenekleri yaratılmasına olanak
veren , üstelik verimliliği ( enerjiye dönüşebilir ışık toplama performansı) daha
yüksek ( % 80-97’ye kadar) olan, renkli Solar modüller görebileceğiz. Bu
sisteme BUİLDİNG İNTEGRATED PHOTOVOLTAİCS deniliyor.
Üstelik bu boyaların uygulanması çok da basit; standart serigrafi prosesi ile
uygulanabilmekte. Bu nedenle şu an için en uygun ticari ürün bu teknoloji ile
üretilmekte diyebiliriz. Ama teknoloji baş döndürücü bir hızla gelişiyor. 10
yıla kalmadan güneş enerjisini dönüştürdüğümüz bütün sistemler rafa kalkmış
olabilir…
