Kumaşlara yerleştirilen küçük güneş hücreleri sayesinde akıllı saat, fitness takip cihazı ve cep telefonu gibi kişisel elektroniklerin enerji ihtiyacının karşılanması hedefleniyor...

Güneş enerjisi artık yalnızca çatılardaki panellerle sınırlı kalmayacak gibi... Bireylerin ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisinin bir bölümünü kendi imkanlarıyla üretebilmesi, geleceğin daha dağıtık ve kişiselleştirilmiş enerji sisteminin önemli unsurlarından biri olarak öne çıkıyor. Esnek, hava geçirgen ve makinede yıkanabilir tekstil ürünlerine entegre edilen güneş panellerinin, giyilebilir teknolojilerin enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılan ağır ve hacimli bataryaların küçültülmesine veya bazı uygulamalarda tamamen ortadan kaldırılmasına imkan sağlayabileceği değerlendiriliyor. Giyilebilir cihaz ve elektronik tekstil uygulamalarında kullanılan bataryanın küçültülmesiyle ürün hacminin azaltılmasının, bu tekstillerin spor giyim, açık hava ekipmanları ve giyilebilir elektroniklerde yaygınlaşmasının önünü açabileceği belirtiliyor.

Nottingham Trent Üniversitesi Elektronik Tekstiller Alanında Doç. Dr. Theo Hughes-Riley, AA muhabirine, üniversite bünyesindeki İleri Tekstiller Araştırma Grubu ile güneş enerjili elektronik tekstiller üzerine yürüttükleri çalışmaların temel amacının, elektronik tekstiller ve giyilebilir teknolojilerin elektrik ihtiyacına çözüm üretmek olduğunu söyledi. Elektronik tekstiller ile giyilebilir cihazların büyük bölümünün batarya paketleriyle çalıştığına işaret eden Hughes-Riley, bu bataryaların taşınabilir uygulamalarda hacim ve ağırlık oluşturabildiğini ifade etti. Hughes-Riley, güneş enerjili tekstillerin yalnızca üzerindeki elektronik sistemlere güç sağlamakla sınırlı kalmayacağını, cep telefonu gibi taşınabilir cihazların şarj edilmesinde de kullanılabileceğini dile getirdi. Tekstil destekli güneş panellerinin açık hava aktivitelerinde kullanılan kıyafetlerde önemli bir kullanım potansiyeline sahip olduğunu aktaran Hughes-Riley, doğa yürüyüşü yapanlara yönelik kıyafetlerin buna örnek olabileceğini söyledi. Hughes-Riley, enerji üretim performansının, panelin büyüklüğüne ve maruz kaldığı ışık miktarına bağlı olduğunu belirterek, şunları kaydetti: "Kumaş üzerindeki araştırmalar, 160x485 milimetre boyutundaki bir panelin parlak dış ortam koşullarında yaklaşık 335 milivat güç üretebildiğini gösterdi. Geliştirdiğimiz tekstil güneş panelleriyle, temel bir cep telefonunun veya giyilebilir bir fitness takip cihazının şarj edilebildiğini gösterdik. Daha büyük paneller veya daha yoğun ışık daha yüksek güç üretimine imkan verebilecek. Panel tasarımı da elde edilen enerji miktarında belirleyici rol oynuyor." Söz konusu teknolojinin öncelikle dış mekan kullanımı için tasarlandığını, iç mekanlarda enerji üretiminin daha düşük olacağını belirten Hughes-Riley, bunun nedeninin iç mekan aydınlatmasının güneş ışığından farklı bir spektruma sahip olması ve pencerelerin dışarıdan gelen ışığın bir bölümünü engellemesi olduğunu anlattı.

Hughes-Riley, güneş teknolojisinin kumaşa entegrasyonunda elektronik iplik teknolojisinden yararlandıklarını, bu sayede tekstilin geleneksel kumaş özelliğinin korunduğunu söyledi. Yaklaşık 5x1,5 milimetre boyutundaki küçük ve sert güneş hücrelerinin ince ve esnek tellere lehimlendiğini, ardından hücrelerin destekleyici bir iplikle kapsüllendiğini anlatan Hughes-Riley, yapıların ilave liflerle kaplanarak dokuma ve örme süreçlerine uygun hale getirildiğini kaydetti. Hughes-Riley, güneş hücrelerinin iplik boyunca kesintili biçimde yerleştirilmesinin esnekliği koruduğuna dikkati çekerek, sözlerini şöyle sürdürdü: "Aynı yapı kumaşın hava geçirgenliğini de koruyor. Gömülü sert hücrelerin kesintili yapısı, hava geçirgenliğini sağlayan gözenekli bir yapı oluşturuyor. Koruyucu kapsülleme ve lifler tekstili günlük kullanıma dayanıklı hale getiriyor. Geliştirdikleri tekstiller makinede yıkamaya ve günlük kullanım sırasında oluşan mekanik zorlanmalara dayanabiliyor." Güneş ışığındaki değişimin enerji üretiminde dalgalanmaya neden olduğunu belirten Hughes-Riley, bu nedenle güneş enerjili tekstillerin mevcut aşamada tek başına sürekli bir güç kaynağı olmaktan ziyade bataryayla birlikte kullanılmasının daha uygun olabileceğini söyledi. Hughes-Riley, şu değerlendirmede bulundu: "Bir giyilebilir cihazın veya elektronik tekstilin normalde ihtiyaç duyacağından daha küçük bir batarya kullanması yeterli olabilir. Güneş enerjili tekstiller, özellikle spor giyim, açık hava ekipmanları ve giyilebilir elektroniklerde kullanım alanı bulabilir. Geliştirdiğimiz kumaş normal tekstil özelliklerini koruyor bu da kıyafet uygulamaları açısından önemli bir avantaj sunuyor."

Söz konusu teknolojinin yaygın ticari kullanıma geçişindeki en büyük teknik zorluğun üretim süreci olduğunu vurgulayan Hughes-Riley, güneş hücrelerinin ince bakır tellere elle lehimlendiğini ve bunun zaman alan, teknik açıdan zorlayıcı bir işlem olduğunu aktardı. Hughes-Riley, ekip olarak başka elektronik bileşenlerin ince tellere lehimlenmesini otomatikleştiren bir teknoloji geliştirdiklerini, sonraki aşamada bu yöntemin güneş hücrelerinin montajına uyarlanması gerektiğinin altını çizdi. Güneş enerjili tekstillerin yenilenebilir enerjiye geçişte daha geniş bir rol oynayabileceğine değinen Hughes-Riley, şöyle devam etti: "Bu teknolojiler taşınabilir, dayanıklı ve hafif yapıları sayesinde bazı uygulamalarda bataryalara alternatif oluşturabilecek. Tekstil tabanlı güneş panelleri özellikle taşınabilir elektronikler ve açık hava ekipmanlarında enerji üretimini doğrudan kullanıcının üzerinde gerçekleştiriyor. Bu tür teknolojiler yenilenebilir enerjinin daha dağıtık ve kişiselleştirilmiş kullanımına katkı sağlayabilecek."