Güneş ışığı ve yağmur damlalarından elektrik üreten hibrit güneş paneli

Triboelektrik etkisinden faydalandılar
Yorumlar

Bilim insanları güneş enerjisini daha verimli bir şekilde elektriğe dönüştürmek için güneş panellerine yönelik çok sayıda çalışma yapılıyor ancak sık sık yağmur yağan bölgelerde güneş panellerinin yetersiz kalması sorunu henüz çözülebilmiş değil. Çinli mühendislerden oluşan bir ekip ise hem güneş ışınlarını hem de yağmur damlalarını enerji üretmek için kullanabilen bir hibrit güneş paneli geliştirerek güneş panellerinin kullanım alanını genişletecek önemli bir adım attı.

Triboelektrik etkisinden faydalandılar

Zhen Wen, Xuhui Sun ve Baoquan Sun'un liderliğinde geçmiş yıllarda üretilenlerden daha verimli bir hibrit güneş paneli oluşturmak isteyen ekip, triboelektrik etkisinden faydalanmaya çalıştı. Triboelektrik etkisini oluşturmak içinse polimer yüzeyler arasındaki sürtünme kuvvetini kullanarak elektrik üreten triboelektrik nanogenaratörleri oluşturmak isteyen ekip, ilk olarak fotovoltaik hücrelerin üstüne iki polimer katman ekledi. Her iki polimer tabakanın da performansını artırmak için oluklu bir yapı tasarlayan araştırmacılar ayrıca polimer tabakaları saydam bir şekilde oluşturarak fotovoltaik hücrelerin de güneş ışınlarından elektrik üretimini engellememeye özen gösterdi.

Tüm bu çalışmanın sonucunda ortaya çıkan hibrit güneş paneli yağmurlu havalarda, yağmur damlalarının yukarıdaki polimer tabakaya değmesiyle çalışmaya başlıyor. Yağmur damlalarının oluşturduğu basınç sonrasında üstteki ve alttaki polimer tabakalar birbirleriyle temas ederken ortaya çıkan sürtünme kuvveti ile triboelektrik etkisi gerçekleşiyor ve elektrik üretimi sağlanıyor. Güneşli günlerde ise panel, standart bir şekilde çalışmasını sürdürüyor.

Araştırma sonucunda güneş panelinin, yağmur damlalarına bağlı olarak elektrik ürettiği esnada 33 nA'lık bir tepe kısa devre akımına ve yaklaşık 2,14 V'luk bir tepe açık devre voltajına sahip olduğu gözlemlendi. Bu değerler verimlilik konusunda yetersiz görünse de prototipin işe yarar olduğunu kanıtlamak için oldukça önemli. Üstelik ekip, sistemin ölçeklendirilebilir olduğunu ve söz konusu değerlerde iyileştirmeler yapılabileceğini belirtiyor.

Tabi geliştirilen prototipin ticari kullanıma ne zaman sunulabileceği henüz belli değil ancak ilerleyen dönemlerde yağmurlu günlerde de elektrik üretebilen güneş panellerini günlük hayatta kullanmamız sürpriz olmayacak.