Bilim insanları, pencerelere uygulanabilecek yeni bir kaplamayla güneş enerjisinin binalarda çok daha etkin kullanılmasını sağlayabilecek bir yöntem geliştirdi. Bu çalışmada amaç, pencere yüzeyinin sadece ışığı iletmekten öteye geçmesini ve enerjiyi yakalayıp depolayabilmesini sağlamak.

Elektrik üreten camlar

Araştırmacılar, pencerelere şeffaf bir kaplama uygulayarak gelen güneş ışığını camın kenarına yönlendirebilen bir sistem oluşturdu. Bu sistemin kalbinde, klöesterik sıvı kristaller (CLC) adı verilen, kendi helisel yapıları sayesinde ışığı yansıtabilen, renksiz bir sıvı bulunuyor. CLC’lerin bu optik özellikleri sayesinde, camdaki ışık yönlendiriliyor ve cam kenarlarındaki entegre silikon fotovoltaik hücrelere iletiliyor.

Bu sistemin teknik adı renksiz ve tek yönlü güneş yoğunlaştırıcısı (CUSC). CUSC teknolojisi, birden çok CLC tabakasını kullanarak gelen ışığı mercek gibi yönlendiriyor. Böylece cam, hem görünürlüğünü koruyor hem de gelen ışığı enerji üretimi için kullanıyor. Testler sırasında, cam çapı yaklaşık 2,5 cm (1 inç) olan bir örneğe beş CLC tabakası uygulandı. Bu küçük prototip, 10 mW gücünde bir küçük vantilatörü çalıştırabilecek enerji sağlayabildi.

Sınırlamalar yok değil!

Bu cam kaplaması teknolojisi, özellikle ekvatora yakın şehirlerde daha verimli çalışabilir; çünkü bu bölgelerde yıl boyunca güneş ışığı daha sürekli mevcut. Ancak, bu yaklaşımla odaların doğal ısınması üzerinde ne gibi etkiler olacağı henüz net değil. Mevcut ticari güneş camları, amorf silikon, galyum arsenit ya da organik fotovoltaik gibi teknolojiler kullanıyor. Fakat bunlar yalnızca ışığın yaklaşık %20’sini yakalayabiliyor ve camlar hafifçe renklendiği için görüntü kalitesi etkilenebiliyor. Yeni CUSC sistemi, bu sınırlamaları aşmayı hedefliyor.

Bununla birlikte, uygulamada birçok zorluk var: Cam yüzeyine gelebilecek yağmur, dolu, kar veya kuş dışkıları gibi etkenler enerji toplama performansını bozabilir. Temizliği ve uzun ömürlülüğü sağlamak için ayrıca bir koruyucu katman gerekebilir, ancak bu katmanın enerji yakalama kabiliyetini olumsuz etkileme riski de mevcut. Araştırma, tipik bir 2 metre genişliğinde pencerenin bu sistemle güneş enerjisi toplama kapasitesini yaklaşık 50 kat artırabileceğini tahmin ediyor. Ama bu tahminin, tipik ev camlarında ve büyük bina cam panellerinde nasıl ölçekleneceği hâlâ belirsiz.

Sonuç olarak, CUSC teknolojisi binaların enerji üretme kapasitesini yeniden tanımlayabilir; fakat bu vizyonun gerçeğe dönüşebilmesi için hâlâ mühendisliksel ve çevresel engellerin aşılması gerekiyor.