Yeni Tasarım Solar Panellerde Kelebek Kanatlarından Esinlenildi

Kelebekler bir yerde kanat çırptığında dünyanın diğer bir yanında hortumlar oluştuğu teorisini duymuşsunuzdur. Yeni ortaya çıkan bir 3D baskı inovasyonu ile, bu canlının en renkli kuzenlerinden bir tanesinden esinlenerek ortaya çıkarılan buluş sayesinde, iklimimizin geleceği olumlu yönde etkilenebilir.

Almanya’daki Karlsruhe Institute of Technology’den ve Caltech’ten oluşan bir araştırma ekibi, yeni güneş panelleri tasarlamak için kelebeklerin kanatlarından esinlendi. Bu paneller güneş ışığının daha etkin bir şekilde absorbe edilmesini sağlıyor.

Daha temiz ve yenilenebilir enerji kaynakları, gün geçtikçe daha fazla önemi fark edilen bir alan. Dünya genelinde iklim değişikliğinin etkileri hissedilmeye başlandıkça ülkeler, yenilenebilir enerji kaynaklarına olan yatırımlarını artırıyor.

Bu enerji kaynaklarının iklim üzerindeki etkisi çok minimal düzeyde, fakat etkinlikleri geleneksel enerji kaynaklarına göre daha az ve maliyet açısından da daha pahalı. Bu nedenlerden dolayı da uygulanma aşamasında problemler oluşuyor. İnce filmli güneş panelleri, ışığı yakalamak konusunda eksikliklere sahip.

Araştırmacılar da bu noktadan yola çıkarak bu sorunu çözmek ve doğal çevreyi korumak amacıyla, gene doğadan ilham aldılar.

Siyah kelebekler de işte burada devreye giriyor. Resmi olarak adı Pachliopta aristolochiae olan kelebek türü, Güney ve Güneydoğu Asya’da bulunan Lepidoptera ailesine bağlı bir tür. Bu kelebeğin kanat yapısı daha küçük ve etkili fotovoltaik hücreler üretilmesi için kullanılacak. Bu canlının kanatlarını kaplayan bir yapı, güneş ışığını geniş menzilde, farklı açılarda ve dalga boylarında çekebiliyor.

Bu yapı, gelecekte minyatür güneş panellerinin geliştirilmesinde anahtar bir öneme sahip. Bu projede çok gelişmiş mühendislik araştırmaları yerine, doğa anadan ücretsiz yardım alınıyor.

Celtech’ten Radwanul Siddique bu konuda, ”Bu kelebeğin kanadının yapısal tasarımı (armalar ve küçük delikler bulunuyor), eşzamanlı olarak iyi bir mekanik stabilite sağlarken, aynı zamanda ışığı da çok etkili bir şekilde absorbe ediyor.” dedi.

Bu kelebeğin fizyolojisi ve 3D baskı teknolojisi ile birlikte Siddique ve ekibi, bu canlının kanadına benzer bir 3D model üzerinde çalışmaya başladı. Bu çalışma yapılırken kanatların mikroskopik resimleri incelendi.

Daha sonra optik özellikleri daha iyi anlamak için, bu kanat yapısının ışığı absorbe etme kapasitesi üzerinde çalışıldı. Bunun ardından, sonraki adımda bazı solar hücrelerin nano delikler boyutunda silikon ile taklidi yapıldı. Yapılan testlerin ardından bu yöntem ile üretilen panellerin, geleneksel yapılara göre yüzde 200 daha verimli olduğu ortaya çıktı.

Araştırmacılar gelecekte daha fazla güneş ışığının absorbe edilmesini sağlayacak olan fotovoltaik emiciler üzerinde çalışmaya devam edecekler. Bu yapıyı geliştirmek için kullanılacak yöntemlerden biri de, oyma profilini optimize etmek. Örnek olarak burada yararlanılacak yöntem silindirik yerine ters piramit modeli olabilir.