Hong Kong Polytechnic University’deki (PolyU) bir araştırma ekibi, güneş panellerindeki “sıcak noktaların” etkili bir şekilde soğutulması için ısı dağılımını iyileştiren ve aynı zamanda enerji üretim verimliliğini artıran, basit ve uygun maliyetli bir hidrojel kaplama geliştirdi. Bu yenilik, Hong Kong’un kentsel karbon nötrlüğüne ulaşma hedefini destekliyor. Genellikle kısmi gölgelenmeden kaynaklanan sıcak noktalar, uzun süredir güneş panellerinin enerji üretim verimliliğinin azalmasına neden olan ve zaman içinde tüm güç kaynağı sistemlerinin istikrarını olumsuz etkileyen temel sorunlardan biri olarak görülüyor. PolyU’nun geliştirdiği teknoloji, sektörün önemli bir sorununa etkili ve dayanıklı bir çözüm sunuyor.
Yenilikçi hidrojel soğutma teknolojisi, Enerji ve Binalar alanında Kürsü Profesörü Prof. YAN Jinyue Jerry liderliğindeki PolyU ekibi tarafından, Bina Çevresi ve Enerji Mühendisliği Bölümü Araştırma Yardımcı Doçenti Dr. LIU Junwei’nin katkılarıyla geliştirildi. Ekibin araştırması, güneş panellerine hidrojel kaplama uygulandıktan sonra sıcak nokta sıcaklıklarının 16°C’ye kadar düşürülebildiğini ve güç çıkışının %13’e varan oranda artırılabildiğini gösterdi. “Çatı ve bina entegre fotovoltaik (BIPV) sistemlerine” uygulandığında, hidrojel kaplamanın sıcak noktaların neden olduğu güç kayıplarının neredeyse yarısını azaltması ve böylece bina elektrik tedariklerinde güneş fotovoltaik sistemlerinin uzun vadeli stabilitesini ve verimliliğini önemli ölçüde artırması bekleniyor.
Prof. Yan, “Hidrojel soğutma teknolojimiz, mevcut devre tasarımlarında değişiklik yapmaya gerek kalmadan güneş panellerindeki sıcak nokta sorunlarını etkili bir şekilde çözüyor. Maliyet açısından avantajlı ve kullanıcı dostu olması, onu çeşitli kentsel ortamlarda kullanıma uygun hale geliyor. Ekibimiz, Hong Kong ve Singapur örnekleri üzerinden yaptığımız değerlendirmelerde yıllık enerji üretiminde sırasıyla %6,5 ve %7,0 oranında artış potansiyeli öngörüyor. Tahmini geri ödeme süreleri ise yalnızca 4,5 yıl ve 3,2 yıl gibi oldukça kısa sürelerde gerçekleşiyor. Küresel ölçekte bu yenilik, BIPV sistemlerinde sıcak noktaların neden olduğu enerji üretim kayıplarının yaklaşık %50’sini telafi etme potansiyeline sahip olup, güneş enerjisi teknolojisinin ilerlemesine önemli katkılar sağlayacağını gösteriyor” dedi.
Sıcak noktaların güneş fotovoltaik sistemleri üzerindeki etkisi dikkatle ele alınması gereken bir konu olarak öne çıkıyor. Çünkü bu noktalar yalnızca yüksek çalışma sıcaklıkları nedeniyle enerji üretim verimliliğini azaltmakla kalmıyor, aynı zamanda ciddi durumlarda potansiyel yangın riskleri de oluşturabiliyor. 3,3 milyon fotovoltaik paneli inceleyen mevcut araştırmalara göre, panellerin %36,5’inde termal kusurlar tespit edilirken, kusurlu modüllerde ortalama sıcaklık artışının 21°C’nin üzerinde olduğu belirlendi. Bu durum, güneş panellerinin yaşlanma ve bozulma süreçlerini hızlandırıyor. PolyU tarafından geliştirilen hidrojel kaplama, yalnızca üstün soğutma performansı sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda uzun süreli dış ortam kullanımı için uygun olacak şekilde yüksek dayanıklılık da sergiliyor.
PolyU araştırma ekibinin bulguları, güneş panellerine bu hidrojel kaplamanın uygulanmasının sıcak nokta sıcaklıklarını 16°C’ye kadar azaltabileceğini ve güç çıkışını %13’e varan oranda artırabileceğini gösterdi.
