İklim krizinin etkilerinin hız kazandığı günümüzde sürdürülebilir enerji kavramı çerçevesinde yenilenebilir enerji yatırımları dünyanın gündeminde geniş yer tutuyor. Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) tarafından hazırlanan “Yenilenebilir Kapasitesi İstatistikleri 2022” raporu, küresel yenilenebilir enerji yatırımlarının büyümeye devam ettiğini ortaya koyuyor. Buna göre 2021’de küresel yenilenebilir üretim kapasitesi 3.064 GW’ye ulaşırken aynı dönemde yenilenebilir enerji stoku yüzde 9,1 oranında artış gösterdi. Verilere göre hidroelektrik santralleri 1.230 GW ile küresel yenilenebilir üretim kapasitesinden en büyük payı alsa da güneş ve rüzgâr enerjisinin küresel yatırımlardan aldığı pay da giderek artırıyor. 2021’de güneş enerjisinin üretim kapasitesi %19 rüzgâr enerjisinin kapasitesi ise %13 artış gösterdi. Yenilenebilir enerji kaynaklarında yönelik yatırımlardaki artış, dünyayı iklim değişikliğinin olası korkunç senaryolarıyla karşılaşma olasılığından uzaklaştırıyor. Elektrik üretimi için güneş gibi yenilenebilir kaynakların kullanımının önemli ölçüde artırmasına rağmen birçok ülkede bu yöndeki yatırımların henüz yeterli doygunluğa ulaşmaması endişeyle karşılanıyor.
Güneş enerjisinin geleceği panellerle şekilleniyor
Elektrik üretiminde fosil yakıtlardan uzaklaşılması, güneş enerji sistemlerine yönelik yatırımlarla hızlanıyor. İklim krizi ve enerjide dışa bağımlılık mücadelesinin etkisiyle yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik yatırımlar hızlanırken üniversite ve çeşitli kurumlar tarafından yürütülen projeler de giderek yaygınlaşıyor. Kaynağını güneşten alan paneller güneşin doğuşuyla birlikte mesaisine başlıyor, güneşi uğurlayarak paydos ediyor. Buna karşılık akademi ve bilim dünyası gece de elektrik üreten panel sistemlere yönelik çalışmalarıyla güneş enerjisinin geleceğini şekillendiriyor.
Termoelektrik etkisi
ABD’de Stanford Üniversitesi'nden bir grup mühendis hem gündüz hem de gece için sürekli yenilenebilir bir güç kaynağı olabilecek bir güneş paneli sistemi geliştirdi. Sistem gündüz standart bir panel gibi çalışıyor geceleri ise elektrik üretmeye devam etmek için entegre bir donanımı devreye alıyor. Termoelektrik üreteçlerle donatılan paneller güneş battıktan sonra ortam havası ile güneş panelinin yüzeyi arasındaki sıcaklık farkından elektrik üretebiliyor. Panel ile bulutsuz bir gecede kesintisiz ve yenilenebilir güç kaynağı sayesinde metrekare başına 50 miliwatt enerji üretilebiliyor. Gündüzleri ise metrekare başına yaklaşık 200 watt'a kadar ulaşan enerji elde edebiliyor.
24 saat yenilenebilir enerji üretimi
24 saat yenilenebilir enerji üretimine olanak sağlayan panel, radyatif soğutma adı verilen yöntemi kullanıyor. Panel, yüzeyinden uzaya kızılötesi ışık halinde yayılan ısıdan yararlanarak çalışıyor. Gün boyunca güneşin enerjisini toplamak için geleneksel güneş paneli gibi çalışan panel, geceleri de elektrik üretimini sürdürmek için ters yönde hareket ediyor. Sistemin çalışmasının önündeki tek engel ise bulutlar. Çünkü bulutlar kızılötesi radyasyonu dünyaya geri yansıtarak sistemin hareketini kısıtlıyor.
Standford Üniversitesi'nden Metroloji Mühendisi Zunaid Omair’ın başkanlığını yaptığı ekip tarafından yürütülen proje yarattığı maliyet tasarrufuyla da dikkat çekiyor. Metroloji Mühendisi Zunaid Omair, ucuz ve kolay temin edilebilen malzemeler kullandıklarını, kaynakların sınırlı olduğu yerleşim noktalarında da panellerin rahatlıkla kullanabileceğini belirtti. Zunaid Omair, “Güneş enerjisine ihtiyaç duymayan paneller, güneşle çalışan panellere entegre olabiliyor. Böylece güneşli ya da güneşsiz havalarda gece ve gündüz fark etmeksizin enerji üretimi kesintisiz olarak sürdürülebiliyor” dedi.
Erişilebilir malzeme ile maliyet tasarrufu
İleri teknolojilerin detaylandırdığı proje, "Fotovoltaik pilin radyatif soğutulması yoluyla 50mW/m2 yoğunluğunda gece elektrik enerjisi üretimi" başlığıyla Applied Physics Letters adlı bilimsel dergide yer buldu. Metroloji Mühendisi Zunaid Omair, dergiye şu açıklamada bulundu: "Panel tasarımında erişilebilir malzeme kullandığımız için ciddi bir maliyet tasarrufu elde ettik. Kurulumda kullanılan en pahalı şey termoelektrik. Termoelektrik jeneratör de diyebileceğimiz bu sistem, sıcak hava ile güneş paneli arasında bulunan ısıyı yakalıyor ve kolayca enerjiye dönüştürüyor. Çalışmalarına devam ettiğimiz projemizle dünyada elektriksiz yaşayan yaklaşık 750 milyon kişiye güvenilir ve temiz bir enerji kaynağı sağlamayı hedefliyoruz.”
Pil depolama ihtiyacını sonlandırma hedefi
Panel sisteminin şebeke dışı konumlarda hem gündüz hem de gece kesintisiz, yenilenebilir bir güç kaynağı olarak kullanılabildiğini ifade eden Zunaid Omair, “Mini şebekelere veya şebeke dışı sistemlere bağlı birçok kırsal alanda, gece boyunca enerji temini için genelde önemli miktarda ilave pil depolama kurulumu gerekiyor. Bu da hem maliyetleri artırıyor hem de sistemde karmaşaya neden oluyor. Oysa geliştirdiğimiz bu sistemle paneller üzerinden enerji temin etme süreci geceleri de devam edebiliyor. Panelimiz enerji üretimine yönelik gündüz sınırlamasını hafifletecek ve elektrik enerji sistemlerinde pil depolama ihtiyacını azaltacak ya da tamamen ortadan kaldıracak” iddiasında bulunuyor.
KAYNAKLAR
Independent
ABC gazetesi
Donanım Haber
Applied Physics Letters
DSÖ
