Geceleri Elektrik Üretebilen Güneş Hücresi Geliştirildi

Bilim insanları, gündüz ısınan karaların geceleri soğuyarak ısısını kaybetmesi sonucu yayılan kızıl ötesi ışınlarla, geceleri elektrik üretebilen güneş hücresi geliştirdi.

Geceleri Elektrik Üretebilen Güneş Hücresi

Kaliforniya Üniversite’si Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği bölümünde profesör olan Jeremy Munday ve master öğrencisi Tristan Deppe ile birlikte ACS Photonics dergisinde yayınladıkları makale ile geceleri elektrik üretebilen güneş hücresi modelini duyurdular. Özel olarak dizayn edilen bu güneş hücresi geceleri şuan için metrekare başına 50 W güç üretme kapasitesine sahip. Bu geleneksel güneş hücrelerinin gün içerisinde metrekare başına ürettiği enerjinin dörtte biri kadar.

Profesör Jeremy Munday, geceleri az miktarda olsa elektrik üretebilecek bu güneş hücresi modelinin prototipini geliştiriyor. Araştırmacılar bu hücrelerin verimliliğini ve güç çıkışını geliştirmeyi umuyorlar.

Munday’a göre geceleri elektrik üretebilen güneş hücreleri, sıradan hücreler ile benzer, ama ters yönde bir çalışma prensibine sahip. Çevre ortamına göre daha sıcak olan bir nesne, ısısını kızıl ötesi ışık olarak saçar. Geleneksel güneş hücreleri ise güneşe göre soğuk olduğundan, güneş ışığını emer. Geceleri elektrik üretebilen güneş hücresi ise gündüz ısınan ve gece soğuyan ortamların radyasyon ile ısı transferi ile soğuması ile açığa çıkan kızıl ötesi ışık ile elektrik üretimini yapar. Bu termodinamiğin 2. yasasının bir sonucudur.

Uzay geçekten oldukça soğuktur. Eğer sıcak bir nesneniz var ise ve bunu gökyüzüne doğrultursanız, ısıyı oraya doğru yayacaktır. İnsanlar bunu yüzyıllardır soğutma amacıyla kullanıyor. Son beş yılda ise bu işlemi gerçekleştirebilen cihazlara Profesör Munday büyük ilgi duyduğunu belirtti. (güneş ışığını filtreleyerek veya güneşten uzaklaştırarak)

Isı Yayınımı ile Güç Üretimi

Yeryüzü tüm gün boyunca güneş ışınları ile ısınır geceleri ise ortam soğuduğu için gün boyu ısınmış yeryüzü kızıl ötesi ışınlar yayarak soğumaya başlar. Araştırmacılar ise soğuma sırasında yayınlan bu enerjiyi ısıl yayınım hücresi adı verilen cihazlar ile elektriğe dönüştürmeyi planlıyor.

Yeryüzü geceleri uzaydan daha sıcak olduğu için ısıl ışınım hücreleri, geceleri gökyüzüne doğrultulduklarında kızılötesi ışınımı soğurabiliyor.

“Sıradan güneş hücreleri, güneş ışığını soğurarak güç üretir yani bu da hücre içerisinde akımın akması için bir voltaj oluşmasına sebep olur. Bu yeni teknolojide ışık soğurulmak yerine yayılıyor ve bu sebepten de akım ve gerilim ters yönde hareket ediyor fakat yine de güç üretimi sağlanıyor. İki farklı malzeme kullanmak zorundasınız fakat fizik yine de aynı.” diye belirtiyor Munday.

Prof. Jeremy Munday

Bu cihazı direk güneş ışığından uzak tutarak veya güneşten uzak bir noktaya doğrultursanız, gün içerisinde de elektrik üretimi yapabilir. Çünkü bu yeni tip güneş hücresi 24 saat çalışabileceğinden, elektrik şebekesini gece-gündüz döngüsü üzerinden dengelemek için ilgi çekici bir seçenektir.

Kaynak: UC Davis