Bireylerin elektrik enerjisi ihtiyacının bir kısmını kendi imkanlarıyla üretmesi, gelecekteki enerji sistemlerinin önemli unsurlarından biri olarak öne çıkmaktadır. Esnek, hava geçirgen ve makinede yıkanabilir tekstil ürünlerine entegre edilen güneş panellerinin, giyilebilir teknolojilerin enerji ihtiyacını karşılamak amacıyla ağır bataryaların küçültülmesine veya bazı uygulamalarda tamamen ortadan kaldırılmasına olanak tanıyabileceği değerlendirilmektedir.
Nottingham Trent Üniversitesi Elektronik Tekstiller Alanında Doç. Dr. Theo Hughes-Riley, AA muhabirine yaptığı açıklamada, üniversitenin İleri Tekstiller Araştırma Grubu’nun güneş enerjili elektronik tekstiller üzerine gerçekleştirdiği çalışmaların temel amacının, bu tekstiller ve giyilebilir teknolojilerin elektrik ihtiyacına çözüm üretmek olduğunu belirtti.
Hughes-Riley, giyilebilir cihazların çoğunun batarya paketleriyle çalıştığını, bu bataryaların taşınabilir uygulamalarda hacim ve ağırlık oluşturduğunu ifade etti. Güneş enerjili tekstillerin yalnızca üzerindeki elektronik sistemlere güç sağlamakla kalmayacağını, taşınabilir cihazların, örneğin cep telefonlarının şarj edilmesinde de kullanılabileceğini vurguladı.
Tekstil destekli güneş panellerinin açık hava aktivitelerinde kullanılan kıyafetlerde önemli bir potansiyele sahip olduğunu vurgulayan Hughes-Riley, doğa yürüyüşü yapanlara yönelik kıyafetlerin bu kullanım alanına örnek olabileceğini aktardı. Enerji üretiminin performansı, panelin boyutuna ve maruz kaldığı ışık miktarına bağlıdır. Yapılan araştırmalar, 160x485 milimetre boyutlarındaki bir panelin, parlak dış ortamda yaklaşık 335 milivat güç üretebildiğini göstermektedir.
Geliştirdikleri tekstil güneş panelleri ile bir cep telefonunu veya giyilebilir bir fitness takip cihazını şarj etmenin mümkün olduğunu gösterdiklerini belirten Hughes-Riley, daha büyük panellerin ya da daha yoğun ışığın, daha yüksek güç üretimine imkan verebileceğini ekledi. Panel tasarımının da üretilebilecek enerji miktarında belirleyici bir rol oynadığını ifade etti.
Bu teknolojinin öncelikle dış mekan kullanımı için tasarlandığını, iç mekanlarda ise enerji üretiminin daha düşük olacağını belirten Hughes-Riley, bunun sebebini iç mekan aydınlatmasının güneş ışığından farklı bir spektruma sahip olması şeklinde açıkladı. Ayrıca pencerelerin dışarıdan gelen ışığın bir kısmını engellediğini dile getirdi.
Güneş teknolojisinin kumaşa entegrasyonu aşamasında elektronik iplik teknolojisinden yararlandıklarını, bu sayede tekstilin geleneksel kumaş özelliklerini koruduklarını söyledi. Yaklaşık 5x1,5 milimetre boyutundaki küçük ve sert güneş hücrelerinin, ince ve esnek tellere lehimlendiğini belirten Hughes-Riley, hücrelerin destekleyici bir iplikle kapsüllendiğini, yapıların ilave liflerle kaplanarak dokuma ve örme süreçlerine uygun hale getirildiğini aktardı.
Hughes-Riley, güneş hücrelerinin kumaş ipliklerine kesintili olarak yerleştirilmesinin esnekliği artırdığını belirterek, bu durumun kumaşın hava geçirgenliğini de sağladığını ifade etti. Gömülü sert hücrelerin kesintili yapısı, hava geçirgenliğini destekleyen gözenekli bir yapı oluşturuyor. Ayrıca, koruyucu kapsülleme ve lifler, tekstilin günlük hayatta dayanıklı olmasına katkı sağlıyor.
Geliştirdikleri kumaşlar, çamaşır makinesinde yıkanmaya ve günlük kullanım sırasında meydana gelen mekanik baskılara karşı direnç gösteriyor. Hughes-Riley, güneş ışığındaki değişimlerin enerji üretiminde dalgalanmalara yol açtığını belirterek, bu nedenle güneş enerjili tekstillerin mevcut aşamada tek başlarına sürekli bir enerji kaynağı sağlamak yerine bataryalarla birlikte kullanılmasının daha mantıklı olabileceğini vurguladı.
Hughes-Riley, bir giyilebilir cihazın ya da elektronik tekstilin genellikle ihtiyaç duyduğundan daha küçük bir bataryayla işlev görebileceğini dile getirdi. Güneş enerjili kumaşlar, spor giyim, açık hava ekipmanları ve giyilebilir elektronik ürünlerde geniş bir kullanım potansiyeli taşıyor. Geliştirdikleri kumaşın normal tekstil özelliklerini koruduğunu ve bunun kıyafet uygulamaları için önemli bir avantaj sağladığını kaydetti.
Ancak, bu teknolojinin ticari olarak yaygınlaşmasının önündeki en büyük teknik engelin üretim süreci olduğunu belirtti. Güneş hücrelerinin ince bakır tellere elle lehimlendiğini ve bu sürecin zaman alıcı, teknik açıdan zorlu bir işlem olduğunu ifade etti.
Hughes-Riley, ekip olarak başka elektronik bileşenlerin ince tellere otomatik lehimlenmesini sağlayan bir teknoloji geliştirdiklerini belirterek, bir sonraki aşamada bu yöntemin güneş hücreleri montajında uygulanması gerektiğinin altını çizdi. Güneş enerjili kumaşların yenilenebilir enerji geçişinde daha geniş bir rol oynayabileceğine değinerek, bu teknolojilerin taşınabilir, sağlam ve hafif yapıların sunduğu avantajlarla bazı uygulamalarda bataryalara alternatif oluşturabileceğini söyledi.
Tekstil tabanlı güneş panelleri, özellikle taşınabilir elektronikler ve açık hava ekipmanlarında enerji üretimini doğrudan kullanıcının üzerinde gerçekleştirebiliyor. Bu tür yenilikçi teknolojiler, yenilenebilir enerjinin daha dağıtık ve kişiselleştirilmiş bir şekilde kullanılmasına katkı sağlayabilir.
