Imperial College London‘dan araştırmacılar, fotovoltaik güneş gücünü toplayıp üreten ve gerçek bitkilerde bulunan süreçleri taklit ederek tatlı su üreten yeni yaprak gibisi bir tasarım icat etti. Bilindiği üzere fotovoltaik güneş gücü, güneş ışığının elektriğe dönüştürülmesiyle elde ediliyor fakat buradaki verimlilik üretimi sınırlıyor. Imperial araştırmacıları ise yaprak gibisi tasarım geliştirerek verimliliği artırmayı başardılar. Geleneksek güneş panellerinden daha verimli
Imperial College London’a nazaran yeni fotovoltaik yaprak (PV-leaf) teknolojisi düşük maliyetli gereçler kullanıyor ve yeni kuşak yenilenebilir güç teknolojilerine ilham verebilir. Yapılan bir dizi deney, PV yaprakların, gelen güneş gücünün yüzde 70’ini etrafa kaybeden klasik güneş panellerine kıyasla yüzde 10’un üzerinde daha fazla elektrik üretebildiğini gösteriyor. Geliştirilen PV-leaf tasarımı yalnızca güç üretmekle kalmıyor. Üstte da dediğimiz üzere doğal süreci başarılı bir formda taklit ediyor. Münasebetiyle güç üretiminin yanında bir de su üretimi sağlanıyor. Araştırmacılara nazaran PV-leaf tasarımı verimli bir formda kullanılması halinde 2050 yılına kadar yılda 40 milyar metreküpten fazla tatlı su üretme kapasitesine sahip. Yapay yaprak, pompalara, fanlara, denetim ünitelerine ve değerli gözenekli materyallere olan gereksinimi ortadan kaldıracak halde tasarlanmışken ayrıyeten termal güç de sağlayabiliyor. Yeni tahlil ek olarak çeşitli güneş şartlarına ahenk sağlayabildiği üzere ortam sıcaklıklarını da tolere edebiliyor.
Doğadan esinlenmek
Olağan bir bitki yaprağı, suyun transpirasyon ismi verilen bir süreçle bitkinin köklerinden yapraklarına taşınmasını sağlayan farklı yapılardan oluşuyor. Bitki yapraklarından ilham alan PV-leaf konsepti, suyun hareket etmesine, dağılmasına ve buharlaşmasına müsaade vererek terleme sürecini taklit ediyor. Doğal lifler yaprak damar demetlerini taklit ederken hidrojeller süngersi hücreleri taklit ediyor, böylelikle PV-leaf, güneş hücrelerinde oluşan ısıyı tesirli ve uygun maliyetli bir biçimde uzaklaştırabiliyor. Yapılan testlerde PV-leaf dizaynının 43,2 C sıcaklığa ulaştığı, referans güneş paneli dizaynının ise 68,8 C sıcaklığa ulaştığı tespit edildi. PV leaf yüzde 15,0 güç dönüşüm verimliliği, 0,63 V açık devre voltajı ve 0,77 dolum faktörü elde ederken buna karşılık referans hücre yüzde 13,2 verimlilik, 0,58 V açık devre tansiyonu ve 0,75 dolum faktörü elde etti.
Akademisyenler ayrıyeten PV-leaf’in gerektirdiği ek bileşenlerin sermaye maliyetinin yaklaşık 1,1 $/m2 olduğunu ve bunun da klâsik güneş panellerinin maliyetinin yaklaşık yüzde ikisine tekabül ettiğini belirtiyor. Akademisyenler ayrıyeten aygıtın 1000 W/m güneş ışınımı altında ek 1,1 L/saat/m2 tatlı su üretebileceğini argüman ediyor.
Çalışmanın muharriri Dr. Gan Huang şunları söyledi: “Bu yenilikçi tasarım, güneş panellerinin performansını değerli ölçüde arttırmak için muazzam bir potansiyele sahipken, tıpkı vakitte maliyet aktifliği ve pratiklik de sağlıyor.”
