Bilim insanları, pencerelere uygulanabilecek yeni bir kaplamayla güneş gücünün binalarda çok daha aktif kullanılmasını sağlayabilecek bir sistem geliştirdi. Bu çalışmada maksat, pencere yüzeyinin yalnızca 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) ismi 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 ismi renksiz ve tek istikametli güneş yoğunlaştırıcısı (CUSC). CUSC teknolojisi, birden çok CLC katmanını kullanarak gelen ışığı mercek üzere yönlendiriyor. Böylelikle cam, hem görünürlüğünü koruyor hem de gelen ışığı güç üretimi için kullanıyor. Testler sırasında, cam çapı yaklaşık 2,5 cm (1 inç) olan bir örneğe beş CLC katmanı uygulandı. Bu küçük prototip, 10 mW gücünde bir küçük vantilatörü çalıştırabilecek güç sağlayabildi.

Sınırlamalar yok değil!

Bu cam kaplaması teknolojisi, bilhassa ekvatora yakın kentlerde daha verimli çalışabilir; zira bu bölgelerde yıl boyunca güneş ışığı daha daima mevcut. Fakat, bu yaklaşımla odaların doğal ısınması üzerinde ne üzere tesirler olacağı şimdi net değil. Mevcut ticari güneş camları, amorf silikon, galyum arsenit ya da organik fotovoltaik üzere teknolojiler kullanıyor. Ancak bunlar sırf ışığın yaklaşık %20’sini yakalayabiliyor ve camlar yavaşça renklendiği için imaj kalitesi etkilenebiliyor. Yeni CUSC sistemi, bu sınırlamaları aşmayı hedefliyor.

Bununla birlikte, uygulamada birçok zorluk var: Cam yüzeyine gelebilecek yağmur, dolu, kar yahut kuş dışkıları üzere etkenler güç toplama performansını bozabilir. Paklığı ve uzun ömürlülüğü sağlamak için ayrıyeten bir esirgeyici katman gerekebilir, lakin bu katmanın güç yakalama kabiliyetini olumsuz etkileme riski de mevcut. Araştırma, tipik bir 2 metre genişliğinde pencerenin bu sistemle güneş gücü toplama kapasitesini yaklaşık 50 kat artırabileceğini varsayım ediyor. Ancak bu kestirimin, tipik mesken camlarında ve büyük bina cam panellerinde nasıl ölçekleneceği hâlâ belgisiz.

Sonuç olarak, CUSC teknolojisi binaların güç üretme kapasitesini tekrar tanımlayabilir; lakin bu vizyonun gerçeğe dönüşebilmesi için hâlâ mühendisliksel ve çevresel pürüzlerin aşılması gerekiyor.