Güneş enerjisiyle sıcaklık 1000 santigrat derecenin üzerine çıkıyor.

Güneş enerjisi denilince aklınıza hemen mavi paneller ve temiz elektrik geliyor. Ancak elektrik enerji türlerinden sadece bir tanesidir. Güneş enerjisi aynı zamanda ısı da sağlar ve bu da ortalama sıcaklıkların yaşama elverişli tutulmasına yardımcı olur. Artık İsviçreli bilim insanları, enerji yoğun endüstrilerde fosil yakıtların yerini alma arayışımızda büyük bir kilometre taşı olan 1.000 santigrat dereceyi (1.830 Fahrenheit derece) aşan sıcaklıklar üretmek için güneş enerjisinden yararlandı.

Çelik demirciliğinde demir cevherini eritmek ve çimento üretiminde fırınları ısıtmak için 1.400 santigrat derecenin (2.500 Fahrenheit derece) üzerindeki sıcaklıklar gerekir. Tipik olarak bu yüksek sıcaklıklar, bol miktarda fosil yakıtın yakılmasıyla üretilir. Ancak konsantre güneş enerjisi bu enerji talebini kısmen karşılayabilir. Gelecekteki iyileştirmelerle belki de güneş enerjisi bu ihtiyaçları tam olarak karşılayabilir.

Güneş Enerjisi: Yüksek Sıcaklık Endüstrileri İçin Yeni Bir Umut

ETH Zürih’ten araştırmacılar, sentetik kuvars kullanarak güneş enerjisini hapsedecek ve 1.050 °C’ye (1.922 °F) kadar yüksek sıcaklıklara ulaşacak bir yöntem geliştirdiler. Bu konsept kanıtı çalışması, güneş enerjisinin karbon yoğun endüstrilerin ihtiyaç duyduğu aşırı ısıyı sağlama potansiyelini ortaya koyuyor.

İsviçre’deki ETH Zürih’ten ilgili yazar Emiliano Casati , “İklim değişikliğiyle mücadele etmek için genel olarak enerjiyi karbondan arındırmamız gerekiyor” diyor.

Cam, çelik, çimento ve seramik gibi endüstriler modern uygarlığın temelidir ancak yüksek sıcaklıklar ve önemli miktarda enerji tüketimi gerektirir ve bu endüstriler şu anda fosil yakıtların yakılmasıyla karşılanmaktadır. Bu endüstriler küresel enerji kullanımının yaklaşık %25’ini oluşturmaktadır.

Güneş enerjisini güneşi takip eden aynalar kullanarak yoğunlaştıran geleneksel güneş alıcıları, ısıyı 1.000 °C’nin üzerinde verimli bir şekilde aktarmada zorluk çekiyor. Güneş alıcılarının verimliliğini artırmak için Casati’nin ekibi, güneş ışığını hapsedecek kuvars gibi yarı saydam malzemeler kullandı. Opak bir silikon diske sentetik bir kuvars çubuğu bağlayarak bir cihaz yarattılar . 136 güneşten gelen ışığa eşdeğer yoğunlaştırılmış güneş enerjisine maruz bırakıldığında soğurucu plaka 1.050°C sıcaklığa ulaştı.

Casati, “Önceki araştırmalar termal tuzak etkisini yalnızca 170 °C’ye kadar göstermeyi başarmıştı” diyor. “Araştırmamız, güneş enerjisiyle termal yakalamanın yalnızca düşük sıcaklıklarda değil, 1.000 °C’nin çok üzerinde de işe yaradığını gösterdi. Bu, gerçek dünyadaki endüstriyel uygulamalara yönelik potansiyelini göstermek açısından çok önemli.”

Ekip ayrıca çeşitli koşullar altında kuvarsın termal yakalama verimliliğini simüle etmek için bir ısı transfer modeli kullandı. Sonuçlar umut vericiydi: Kuvars korumalı bir alıcı, 1.200 °C’de 500 güneş konsantrasyonuyla %70 verimlilik elde ederken, korumasız bir alıcının bu oranı %40’tı.

Casati ve meslektaşları termal yakalama etkisini optimize ediyor ve yeni uygulamalar araştırıyor. Daha yüksek sıcaklıklara ulaşmak için farklı sıvılar ve gazlar gibi diğer malzemeleri de test ettiler. Ek olarak, bu yarı şeffaf malzemelerin soğurma yetenekleri güneş ışığıyla sınırlı değildir, çünkü diğer radyasyon türleri daha geniş uygulamalar için bir alıcıya odaklanabilir.

Casati, “Enerji meselesi toplumumuzun hayatta kalması için bir temel taşıdır” diye vurguluyor. “Güneş enerjisi kolaylıkla bulunabiliyor ve teknoloji zaten burada. Endüstrinin benimsenmesini gerçekten motive etmek için, bu teknolojinin ekonomik uygulanabilirliğini ve avantajlarını geniş ölçekte göstermemiz gerekiyor.”

Bulgular Device dergisinde yayınlandı .