Yenilenebilir enerji kaynaklarına öncülük eden ve fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmanın önemli bir yolu olan güneş enerjisi, iklim krizi ile birlikte daha az verimli hale geliyor. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT), küresel ısınma nedeniyle fotovoltaik hücrelerin bazı bölgelerde üretebileceği güç miktarının önemli ölçüde azalacağına ve bunun gelecekteki enerji planlamalarında mutlaka göz önünde bulundurulması gerektiğine dikkat çekiyor.
Esen ERKAN
İklim krizinin dünyanın farklı yerlerinde yarattığı güneş ışığı miktarındaki değişiklikler, güneş enerjisinden elektrik üretimi için önemli etkilere sahip. Bazı alanlar, bulut örtüsündeki değişiklikler, atmosferdeki su buharı, aerosol gibi gaz ortamındaki dağılımlar nedeniyle daha az ya da fazla güneş ışığı alırken değişkenlik de her bölgede artıyor. Bilim insanları, politika yapıcılar ve enerji tedarikçileri belirli bölgelerin bu değişimlerden nasıl etkileneceğini tahmin etmekte ve kesin değişiklikleri hesaplamakta zorlanıyor.
Fotovoltaik hücrelerin verimliliği ısındıkça düşüş kaydederken gezegen ısınırken bunun nasıl sonuçlanacağı henüz netlik kazanmadı. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) uzmanları Ian Peters ve Tonio Buonassisi tarafından yapılan yeni bir araştırma, başka bir faktörün daha dikkate alınması gerektiğini belirtiyor: “Sıcaklık”.
“Her bir derece artış PV’lerin verimini %0.45 oranında azaltıyor”
Güneş ışığı fotovoltaik malzemedeki elektronlara enerji aktardığında akım oluşturuyor. Bu işlem aynı zamanda yapının içinde elektronlara ters yönde akan pozitif yüklü “delikler” meydana getiriyor. Fotovoltaik hücrelerin verimliliğindeki önemli bir faktör, elektronların bu deliklerle bir araya gelme hızına bağlıdır. Bu durum, elektronları iletim bandından çıkarır ve böylece çıkışı azaltır. Bu oran sıcaklığa karşı oldukça hassastır ve ne kadar sıcaksa, rekombinasyon oranı da o kadar yüksek olur.
Peters ve Buonassisi tarafından yapılan çalışma, gezegenin ısınmasının fotovoltaiklerin verimliliğinde önemli bir rol oynayacağını gösteriyor. Ortalama olarak, fotovoltaiklerdeki güç çıkışının sıcaklıktaki her bir derece artış için %0.45 (-0.45% / Kelvin) oranında azaldığı hesaplanıyor.
“Sıcaklıklar yükselirken, enerji üretimi her yerde azalıyor”
Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC)’nin öngördüğü sıcaklık değişimini kullanarak bu değişimin etkisini araştıran uzmanlar, IPCC’nin gelecekteki sera gazı emisyonları tahminlerine dayanarak çeşitli hesaplamalarda bulundu. 2040 yılında emisyonların zirve yaptığı ve 2100’de ortalama küresel sıcaklığın 1.8 derece Kelvin arttığı 4.5 senaryosu kullanılıyor. Konuyla ilgili açıklamalarda bulunan Peters ve Buonassisi, “Gezegenimizin kara kütlesinde neredeyse her yerde sıcaklıklar yükselirken, enerji üretimi de her yerde azalıyor. Ancak bazı bölgeler diğerlerinden daha kötü durumda olacak. Özellikle etkilenen bölgeler arasında Güney Amerika, Güney Afrika ve Orta Asya yer alıyor.” dedi.
Uzmanlar bu değişimin bölgesel olarak etkilerini gösteren küresel bir harita çıkarmaya çalışıyor. Diğer faktörlerin de fotovoltaik hücrelerden gelen güç çıkışını etkilemeye devam edeceğinin ise altı çiziliyor. Özellikle, gelen güneş ışığının miktarı bulut örtüsüne ve atmosferik su içeriğine yani neme bağlı olarak değişim göstermeye devam edecek.
Uzmanlara göre, gelecekte malzeme bilimindeki atılımlar bu kayıpları önemli ölçüde önleyebilir. Örneğin, kadmiyum tellürid gibi ince film solar panel teknolojileri daha yüksek bir bant boşluğuna sahip malzemelerin verimde önemli ölçüde daha az düşüş sağlayabileceği tahmin ediliyor.
Kaynak: MIT Technology Review
Photo by Jeremy Bishop on Unsplash
