İnsan derisinden yola çıkarak, binalarda kullanılması amacıyla nefes alıp veren ve sıfır enerji tüketen materyal keşfedildi. Binalar ve yapılar için geliştirilen teknolojiler ve materyaller enerji tasarrufu bakımından verimli ama çok maliyetli olduğu için yaygın bir biçimde kullanılamıyor. ABD’de yapılan araştırmalara göre binalar, kullandığımız toplam enerjinin %40’ını oluşturuyor.

Bu sorundan yola çıkarak araştırma yapan bilim adamları, binaları kalın betonlar yerine, insan derisi gibi dış etkenlere göre hareket edebilen akıllı materyal üretmek için yola çıktılar.  California Berkeley Üniversitesi’nde bilim adamları, binaları kaplama amaçlı içinde milyonlarca mikro ölçekli kapak ve merceklerden oluşan membran ürettiler. Bu membran özelliklerinden dolayı dışarıdan gelen soğuk ve sıcak hava ile nem oranına göre hareket ediyor. Membran sıfır enerji tüketerek binanın içini rahat ve konforlu bir derecede muhafaza etmekle kalmıyor aynı zamanda binanın içini de aydınlatıyor.

SABER olarak isimlendirilen bu akıllı malzemeye özellikle gelişen ülkelerde ihtiyaç duyulacağı için bunu düşük maliyetle üretmek hedefleniyor. Gelişen ülkelerde enerji fiyatları hızlı bir şekilde arttığı ve yeni yapım aşamasında olan çok fazla bina olduğu için özellikle tropik hava şartları olan ve gelişen ülkeler için düşük maliyetli üretim hedefleriyle araştırmalara devam ediliyor.

Kaynak: fastcoexist.com

Aydınlatma çözümlerinde LED kullanımı çok farklı alanlarda uygulanabilmesi ve sağladığı enerji tasarrufu nedeniyle hızla yaygınlaşan ve bir o kadar da hızlı gelişen bir teknoloji. Birçok ülkede çok sayıda LED uygulamasına yönelik projeler hayata geçirilmektedir. Bu kapsamda da teknolojik gelişmelere yön vermeye, uygulamada yaşanabilecek sorunlara fayda sağlamaya ve maliyeti düşürmeye yönelik önemli bilgiler elde edilmektedir.

Bu yazı kapsamında Avrupa Birliği (AB) içinde gerçekleştirilen projelerin sonuçlarına yönelik bir raporun önemli bölümlerine yer verilmektedir. Avrupa Komisyonu Ortak Araştırma Merkezlerinin bir çalışması olan raporun tamamına iet.jrc.ec.europa.eu linkinden ulaşılabilir.

Rapor 17 AB ülkesinden kamu ya da özel sektör tarafından yürütülen 106 LED projesini, ekonomik fizibilitelerini de öne çıkararak inceliyor. Projelerde kamu uygulamalarının öne çıktığı görülüyor. Almanya 27 proje ile en fazla proje gerçekleştiren ülke olurken, ikinci sırada 10 proje ile İspanya geliyor. Raporda, İsviçre’de 8, Çek Cumhuriyeti, İtalya, Fransa ve İsveç’te ise 7’şer projenin hayata geçirildiği görülüyor.

LED teknolojilerinin uygulandığı alanlar trafik ışıklarından, sokak aydınlatmalarına, tarihi binaların ışıklandırılmasından mağaza aydınlatmalarına kadar farklılık gösteriyor. LED aydınlatma ile karşılaştırılan floresan aydınlatmalar, cıva buharlı lambalar, yüksek basınçlı sodyum buharlı lambalar ve akkor lambalar gibi aydınlatma türleri de yine çok çeşitli.

Böyle olunca doğal olarak sonuçlar da çok büyük farklılıklar gösteriyor.  LED projelerinin, mevcut tüketimlere göre, enerji tasarruf oranları %10 ila %90 arasında değişiyor. Bu çok farklı sonuçlara karşın ortalama rakam %59 olarak yine de çok etkileyici. Geri ödeme süreleri de 2 yıldan başlayarak 10 yıl ve üzerine kadar çıkabiliyor. Ancak raporun yazarları bu her iki konuda da tedbiri elden bırakmayarak hala çok sayıda denemenin devam ettiğini ve bu rakamların sağlıklı istatistiki bilgiler olarak değerlendirilemeyeceğini ifade ediyorlar.

Projelerde ekonomik olarak en verimli sonuçlar trafik aydınlatmaları ile iç mekan aydınlatmalarında elde ediliyor. Raporda enerji tasarrufu kadar işletme maliyetlerindeki azalma, daha doğru aydınlatma, daha görsel aydınlatma, çevresel olumlu sonuçlar, ultraviyole salınımında azalma gibi LED teknolojilerinin farklı avantajlarına da yer veriliyor. Bunlar zaten LED teknolojisinin değerlendirilmesinde de gündemde olan hususlar.

Raporda öne çıkan diğer önemli bir detay ise projelerin %60’ını sokak aydınlatması, tünel aydınlatması ya da tarihi yerlerin aydınlatılması gibi kamu aydınlatma uygulamalarının oluşturması. Toplamda 35 adet sokak aydınlatması projesi gerçekleştiriliyor. Sokak aydınlatma projelerinde ağırlıklı olarak sodyum buharlı lambalar ile LED çözümleri değiştiriliyor. Fransa’daki bir projede hareket detektörleri de kullanılarak %60 oranında enerji tasarrufu elde ediliyor.

Yenilenen aydınlatma türüne bağlı olarak enerji tasarrufu %10 ila %90 arasında değişiyor demiştik. Bu kapsamda 12 iç mekan projesinin ortalaması %89, 36 dış mekan projesinin ortalaması ise %55 olarak hesaplanıyor. Ancak dış mekandaki bu verimlilik oranlarına karşın ekonomik fizibilitede aynı sonuçları görmüyoruz. Raporda benzer şekilde ışık şiddeti ve ışık hüzmesi gibi teknik kıyaslarda da bazı eksikliklere yer veriliyor. Ancak LED çok hızlı gelişen bir teknoloji ve bu handikabın kısa sürede aşılacağı öngörülüyor. Aydınlatmada LED uygulamalarına yer vermeye devam edeceğiz.

Uğur Yüksel
Genel Sekreter
ELDER-Elektrik Dağıtım Hizmetleri Derneği

Güneş hücrelerinin üretimini düşük maliyetli ve verimli hale getirecek Perovskit adındaki materyal bilim adamlarını heyecanlandırdı. Şimdiye kadar üretilen güneş hücrelerinden daha verimli, yani güneş ışığını en yüksek oranda elektriğe dönüştürebilen materyalin Perovskit olduğu belirlendi.  Güneş hücrelerini oluşturan materyaller arasında Perovskit ile verimlilik %10’dan %20’ye yükseliyor.

Güneş enerjisini düşük maliyete getirebilmek için Northern Illinois Üniversitesi’nde araştırma yapan bir grup bilim adamı, güneş hücrelerine altın yerine nikel yerleştirerek aynı şekilde elektrik üretilebileceğini ve bu değişimin %10.4 verimlilik getirdiğini ortaya koydu. Aynı zamanda araştırmacılar güneş hücrelerinin performansını etkilemediği için Karbon Nanotüp üzerinde de çalışmalarına devam ediyorlar.

Perovskit kristal yapı olarak kalsiyum titanyum ve oxit bileşiğine benziyor. Bu materyal henüz piyasaya sürülmemiş olsa da, ürünü ticarileştirmek adına bir ilke imza atmak isteyen, Birleşik Krallık’ta bulunan girişimci şirket Oxford Photovoltaics, Perovskit teknolojisini geliştirirken metal organik halojenür kullanarak aynı kristal yapıyı oluşturuyor. Bu şekilde güneş hücreleri üretiminde %80 oranını oluşturan silikondan, güneş ışınlarını daha kolay çeken bir materyal üretiliyor.

Güneş hücreleri üreticileri için Perovskit iyi bir haber olsa da bunu ticarete dönüştürmek adına birçok zorlukla karşılaşacaklar. Laboratuar ortamında %20’lere varan enerji verimliliği, seri üretime geçince istikrarlı bir şekilde aynı kalitede sürdürmeye çalışmak ayrı bir zorluk yaratacak. Yeni teknolojilerle güneş hücreleri üreten şirketler yine silikon yapıdan oluşan hücreleri üreten şirketlerle rekabet edecek, çünkü bu alanda %20 verimlilik ile çalışan şirketler de var. Son olarak Perovskit materyallerinin silikonda olduğu gibi 25 sene kullanımdan sonra elektrik üretiminde ilk senelere kıyaslayarak %80 oranında başarı sağlaması bekleniyor.

Elektrikli arabalarda kullanılan piller, bir deneye tabii tutularak ABD Enerji Laboratuar Departmanı’nda geliştirilen malzeme ile dayanıklılık gücünü ikiye katladı. Kaliforniya’da bulunan girişimci firma Seeo tarafından üretilen yeni teknoloji piller ticarileştirilebilirse uygun fiyatlı elektrikli arabalar tek şarjla yaklaşık 322 km gidebilecek.

Bugün en ucuz elektrikli arabalar yaklaşık 70 bin TL ve tek şarjla yaklaşık 160 km gidebiliyor. Yeni teknoloji piller alternatif olarak, elektrikli arabalarda kullanılan pilleri yarıya indirerek, yine bugünkü tek şarjla sürüş mesafesini koruyup, araba maliyetini düşürebilir. Elektrikli arabalarda kullanılan geleneksel pillerin fiyatı yaklaşık 23 bin TL.

Geliştirilen prototipin özelliği ise pilde kullanılan elektrolitin katı hal olması. Geleneksel lityum-iyon pillerinde kullanılan sıvı elektrolit ile kıyaslandığında katı elektrolitin avantajları çok fazla. Piller bu teknoloji ile üretildiğinde saf lityum kullanılıyor ve depolanan enerji miktarı yükseliyor. Bu yeni teknolojinin detayları firma tarafından verilmese de, üretiminde yatan bir takım problemlerin aşıldığı belirtiliyor. Normalde katı elektrolit iyon nakletmiyor ve saf lityum metal filament ya da dendrit oluşturma eğilimi gösteriyor ve kısa devre yapmasına neden oluyor. Bu sorun lityumu, grafit gibi başka bir maddeyle karıştırarak çözülebiliyor. Seeo’nun kullandığı katı elektrolit iki kat polimer içeriyor; bunlardan biri yumuşak ve iyon naklediyor, diğeri ise sert ve dendritlerin kısa devre yapmalarını önlemek için fiziksel bir bariyer oluşturuyor.

Firma, geliştirilen prototipin henüz kaç kere şarj edilebileceği konusunda kesin bilgi veremiyor. Fakat yapılan deneylerde, yaklaşık 100 defa şarj edildiği biliniyor. Pillerin kullanılabilmesi açısından bu rakamın 1000’e çıkması öngörülüyor. Başka bir sorun, mevcut lityum-iyon pillerinin hızlı bir şekilde daha iyi ve ucuz üretiliyor olması. Bu konuda Tesla Motors ve Panasonic tek şarjla yaklaşık 320 km gidebilen ve 80 bin TL değerinde olan elektrikli araba üretmeyi amaçlıyor.

Seeo yeni buluşunu finanse etmek için Samsung Ventures dahil, yatırımcılardan yaklaşık 17 milyon dolar topladı. Firma kısa zamanda yeni pilleri potansiyel müşterilerine göndererek değerlendirmelerine sunacak.