Hakkımızda1

Daha Verimli Esnek Güneş Yoğunlaştırıcılar

Merhaba Sevgili Gelişen Kariyerim okuyucuları, akıllı telefonlarımızı, tabletlerimizi ve dizüstü bilgisayarlarımızı aklınıza gelebilecek bütün teknolojik aletleri şarj etmek için sürekli bir güç kaynağına bağımlı olduğumuzu sizlerde biliyorsunuz. Bu nedenle enerji için açlığımız artmaya devam ediyor. Peki sizlere elektrik prizlerine bağlı kalmak zorunda olmadığımızı ve teknolojik aletlerimizi kendi kıyafetlerimizle şarj etmenin mümkün olduğu bir çözüm bulundu desem nasıl bir tepki verirsiniz? İşte tam da bu noktada EMPA ve ETH Zürih’ten bilim adamları tarafından ışıldayan bir güneş konsantratörü gibi çalışan ve tekstil ürünlerine uygulanabilen daha verimli esnek güneş yoğunlaştırıcılar geliştirildi.

Daha verimli esnek güneş yoğunlaştırıcılar nedir incelemeden gelin öncelikle lüminesans kavramını inceleyelim.

Lüminesans Nedir?

Lüminesans, bir kimyasal reaksiyon (kemilüminesans) veya bir enzimatik reaksiyon (biyolüminesans) sonucu bir madde tarafından ışığın emisyonudur. Işıldama olarak da bilinir. Işıldama veya lüminesans, bazı maddelerin ısısı değişmeksizin elektromanyetik ışınım yaymasıdır. Başka elektromanyetik ışınım kaynaklarından temel farkı, kaynağın ısısında bir değişme olmamasıdır. Bu yönüyle ışıldama, kara cisim ışımasından farklıdır, “soğuk ışık” olarak da adlandırılır.

Işıldama yani lüminesans neon ve fluoresans lambaları, televizyon, yıldırım, kutup ışıması, ateşböcekleri gibi bazı canlılardaki organik bileşikler bazı sentetik boyalarda görülür.  

Lüminesan Güneş Konsantratörü Nedir?

Bir lüminesan güneş konsantratörü (LSC), bir fotovoltaik hücre eki ile güneş ışığından elektrik üretmek için polimerik veya cam dalga kılavuzunu gömen lüminesan moleküllere sahip bir cihazdır. 

Lüminesan güneş konsantratörleri‘nin  avantajlarına göz atmadan önce, bir  Lüminesan güneş konsantratörü’nün nasıl çalıştığını kısaca anlayalım. 

Lüminesan Güneş Konsantratörleri Nasıl Çalışır?

Lüminesan güneş konsantratörleri (Lsc’ler) 1970’lerin sonlarında başlatıldı; ilk deneyler, seralarda kullanılacak floresan toplayıcılarla güneş enerjisini dönüştürmeyi amaçladı. Enerji üretimi için fosil yakıtlardan yenilenebilir kaynaklara geçiş ve sürdürülebilir kalkınmayı geliştirmek için güneş enerjisi teknolojilerinin ortaya çıkması nedeniyle, LSC üzerine yapılan araştırmalar, kentsel alanlarda entegre enerji üretimi çözümleri için umut verici bir teknoloji olduğu için önem kazanmıştır. LSC’nin çalışma prensibi 70’lerin sonlarından bugüne kadar değiştirilmemiştir; bununla birlikte, lüminesan malzemelerin, güneş pillerinin ve teorik çalışmaların iyileştirilmesi, LSC teknolojisine olan ilgiyi yeniledi. 

Cihaz, floresan boya, kuantum noktaları veya nadir toprak malzemeleri gibi floroforlarla katkılı polimer tabakalardan oluşur. Gelen ışık floroforlar tarafından emilir ve daha uzun bir dalga boyunda yeniden emilir. Bu yeniden düzenlenmiş ışığın bir kısmı daha sonra polimerin içinde tutulur ve dalga, kenarlara doğru yönlendirilir, burada kenarlarda ekli fotovoltaik paneller tarafından toplanır. LSC de bulunan lüminesan malzemeler ortam ışığını dağıtır ve enerjisini gerçek bir güneş piline aktarır ve daha sonra ışığı elektrik enerjisine dönüştürülür. 

 Tipik bir lüminesan bir güneş konsantratörü’nün iki ana avantajı vardır: 

1) Işığı kenarlara yoğunlaştırarak panelin toplam maliyetini azaltmaya yardımcı olan çok daha az miktarda fotovoltaik malzeme gereklidir. 

2) Lüminesan bir güneş konsantratörü bir soğutma sistemi gerektirmez ve hareketli parçalar yoktur, bu da bir güneş izleyicisinden daha ucuzdur. 

Tekstil Ürünlerine Yerleştirilebilecek Esnek Güneş Yoğunlaştırıcılar Geliştirildi

Empa araştırmacıları, ışıldayan bir güneş konsantratörü gibi çalışan ve hatta tekstile uygulanabilen bir malzeme geliştirmeyi başardılar. Bu doğrudan ihtiyaç duyulan yerde, yani günlük elektroniklerin kullanımında enerji üretmek için çok sayıda olasılık açacağına inanılan bir gelişme. Bu sayede sokak kıyafetlerini güneş enerjisi santrallerine dönüştürmek mümkün gözüküyor. 

Keşif, güneş enerjisi endüstrisi tarafından zaten kullanılan bir şey olan enerji üretimi için dolaylı veya ortam ışığını kullanabilen malzemelere dayanmaktadır. Bu malzemeler, dağınık ortam ışığını yakalayan ve enerjisini bir güneş piline ileten ve daha sonra ışığı elektrik enerjisine dönüştüren lüminesan güneş konsantratörleri (LSC) içerir. 

Bugüne kadar, LSC’ler  esnek olmayan veya nefes alamayan sert bileşenler olarak mevcuttu. Bu onları tekstilde kullanım için uygun hale getirmekten uzaklaştıran bir etkendi .

İsviçre Federal Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Laboratuvarları (EMPA) Biyomimetik membranlar ve Tekstil Laboratuvarı’ndan Luciano Boesel liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu ışıldayan malzemeleri esneklik ve hava geçirgenliği sağlayan bir polimere dahil etmenin bir yolunu buldu. 

Kontakt Lenslerden Kıyafetlere 

Bu yeni malzeme, silikon-hidrojel kontakt lenslerde zaten kullanılan bir malzeme sınıfı olan amfifilik polimer ortak ağlarına (APCN) dayanmaktadır. Polimerin özel özellikleri, hava ve su buharı geçirgenliğinin yanı sıra esneklik ve stabilitedir. Bu aynı zamanda insan gözü için de faydalıdır ve özel kimyasal özelliklere dayanır.  

Nano ölçekte bu  polimere iki ışıldayan malzeme (kırmızı ve yeşil) dahil edilmiştir. Bu polimer esnek, geçirgen ve aynı zamanda tekstil elyaflarına uygulanabilen enerji üretimi için bir güneş konsantratörü görevi gördü. Fotovoltaik ve liflerde uzmanlaşmış meslektaşların yardımıyla, ekip polimeri esnek bir güneş konsantratörüne dönüştürebildi. 

Bu polimerin seçilme nedeni; Nano ölçekte iki karışmaz ışıldayan malzemeyi birleştirebilmek ve birbirleriyle etkileşime girmelerine izin verebilmektir. Araştırmacılar ”Elbette, bu malzemelerin entegre edilebileceği başka polimerler de var, ancak bu agregasyona yol açacak ve enerji üretimi mümkün olmayacaktı.” şeklinde konuştu.

Bu yeni güneş konsantratörü, tekstil liflerine kırılgan hale gelmeden ve çatlamaya veya ter şeklinde su buharı biriktirmeye duyarlı hale gelmeden uygulanabilir. Giyilebilir güneş konsantratörleri, özellikle taşınabilir cihazlar için artan enerji talebi için büyük bir avantaj sunabilir. Teknolojik aletlerimizi kendi kıyafetlerimizle şarj etmenin mümkün olduğu bir çözüm sunabilir.

Diğer yazılarımızı okumak için aşağıdaki linklere tıklamanız yeterli.

Giyilebilir Teknoloji Nedir?

İnsan Derisine Basılabilen Biyometrik Sensörler Geliştirildi

Perovskit Güneş Pilleri

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu