Güneş Enerjisi Üreten Kumaşlar Telefonları Şarj Edebilecek

Güneş panellerinin kumaşlara entegre edilmesiyle akıllı saat, cep telefonu ve fitness takip cihazı gibi taşınabilir elektroniklere enerji sağlanmasının önü açılıyor. Esnek, hava geçirgen ve makinede yıkanabilir özellikte geliştirilen tekstiller, bireylerin ihtiyaç duyduğu elektriğin bir bölümünü kendi üzerlerinde üretmesine imkan tanıyarak daha dağıtık ve kişiselleştirilmiş enerji sistemlerine katkı sunabilir.

Tekstil tabanlı panellerin özellikle giyilebilir teknolojilerde kullanılan ağır ve hacimli bataryaların küçültülmesini, bazı uygulamalarda ise tamamen ortadan kaldırılmasını sağlayabileceği değerlendiriliyor. Batarya boyutunun azaltılmasıyla ürünlerin hacmi de küçülebileceği için bu teknolojinin spor giyim, açık hava ekipmanları ve giyilebilir elektroniklerde daha yaygın kullanılması bekleniyor.

Kıyafet Üzerinden Enerji Üretimi

Nottingham Trent Üniversitesi Elektronik Tekstiller Alanında Doç. Dr. Theo Hughes-Riley, üniversitenin İleri Tekstiller Araştırma Grubu ile yürüttükleri güneş enerjili elektronik tekstil çalışmalarında temel hedefin, elektronik tekstillerin ve giyilebilir cihazların elektrik ihtiyacına çözüm geliştirmek olduğunu belirtti. Bu ürünlerin büyük bölümünün batarya paketleriyle çalıştığını ifade eden Hughes-Riley, söz konusu bataryaların taşınabilir uygulamalarda hem ağırlık hem de hacim oluşturabildiğine dikkat çekti.

Hughes-Riley’e göre güneş enerjili tekstiller yalnızca üzerlerine yerleştirilen elektronik sistemleri çalıştırmakla kalmayacak; cep telefonu gibi taşınabilir cihazların şarj edilmesinde de kullanılabilecek. Teknolojinin, özellikle açık hava etkinliklerinde giyilen kıyafetler açısından önemli bir potansiyel taşıdığını söyleyen Hughes-Riley, doğa yürüyüşlerine uygun giysileri örnek gösterdi.

Üretilebilecek enerji miktarının panelin büyüklüğüyle birlikte maruz kaldığı ışığın yoğunluğuna bağlı olduğu belirtildi. Yapılan çalışmalarda, 160x485 milimetre ölçülerindeki bir panelin parlak dış ortam koşullarında yaklaşık 335 milivat güç üretebildiği görüldü. Geliştirilen tekstil güneş panelleriyle temel bir cep telefonunun ve giyilebilir bir fitness takip cihazının şarj edilebildiği gösterilirken, daha büyük panellerin veya daha yoğun ışığın üretim kapasitesini artırabileceği kaydedildi. Panelin tasarımının da elde edilen enerji miktarında belirleyici olduğu ifade edildi.

Teknolojinin öncelikli olarak dış mekan kullanımı düşünülerek geliştirildiği, kapalı alanlarda ise enerji üretiminin daha düşük kalacağı aktarıldı. Bunun nedeni, iç mekan aydınlatmasının güneş ışığından farklı bir spektruma sahip olması ve pencerelerin dışarıdan gelen ışığın bir kısmını engellemesi olarak açıklandı.

Esnek ve Yıkanabilir Yapı

Güneş teknolojisini kumaşa taşıyabilmek için elektronik iplik sisteminden yararlanılıyor. Bu yöntem, tekstilin geleneksel kumaş niteliğini korumasını sağlıyor. Yaklaşık 5x1,5 milimetre boyutundaki küçük ve sert güneş hücreleri önce ince, esnek tellere lehimleniyor; ardından destekleyici bir iplikle kapsülleniyor. Yapılar, dokuma ve örme işlemlerinde kullanılabilmeleri için ek liflerle kaplanıyor.

Hücrelerin iplik boyunca aralıklı biçimde yerleştirilmesi, kumaşın esnekliğinin korunmasına yardımcı oluyor. Sert hücrelerin kesintili dizilimi, hava geçişini mümkün kılan gözenekli bir yapı oluştururken koruyucu kapsülleme ve lifler de tekstilin günlük kullanıma dayanıklılığını artırıyor. Geliştirilen kumaşların makinede yıkanabildiği ve kullanım sırasında ortaya çıkan mekanik zorlanmalara dayanabildiği belirtildi.

Güneş ışığının gün içinde ve çevresel koşullara göre değişmesi, tekstilin ürettiği enerjide de dalgalanmalara yol açıyor. Bu nedenle güneş enerjili kumaşların mevcut aşamada tek başına sürekli güç kaynağı olarak kullanılmasından çok, bataryayla birlikte değerlendirilmesinin daha uygun olduğu ifade edildi. Hughes-Riley, bir giyilebilir cihazın veya elektronik tekstilin ihtiyacından daha küçük bir bataryayla çalışabileceğini, bu ürünlerin spor giyimde, açık hava ekipmanlarında ve giyilebilir elektroniklerde kullanım alanı bulabileceğini söyledi. Kumaşın normal tekstil özelliklerini korumasının da giysi uygulamaları açısından önemli bir avantaj olduğu vurgulandı.

Otomatik Üretim Hedefi

Teknolojinin geniş çaplı ticari kullanıma ulaşmasının önündeki en büyük teknik engelin üretim süreci olduğu belirtildi. Güneş hücrelerinin ince bakır tellere halen elle lehimlenmesi, üretimi hem zaman alan hem de teknik açıdan zorlayıcı bir aşamaya dönüştürüyor.

Araştırma ekibinin başka elektronik bileşenlerin ince tellere lehimlenmesini otomatik hale getiren bir teknoloji geliştirdiği, bir sonraki adımda bu yöntemin güneş hücrelerinin montajına uyarlanmasının planlandığı aktarıldı. Taşınabilir, dayanıklı ve hafif yapıları sayesinde güneş enerjili tekstillerin bazı uygulamalarda bataryalara alternatif oluşturabileceği değerlendiriliyor. Tekstil tabanlı paneller, özellikle taşınabilir elektronikler ve açık hava ekipmanlarında enerjiyi doğrudan kullanıcının üzerinde üretirken yenilenebilir enerjinin daha dağıtık ve kişiselleştirilmiş biçimde kullanılmasına katkı sağlayabilir.