Mucitler, bir buçuk yüzyıldan fazla bir süredir güneş enerjisi teknolojisini geliştiriyorlar ve verimlilik ve estetikte gelişmeler devam ediyor.

Her şey, 1839'da fotovoltaik etkiyi - ışığa veya radyan enerjiye maruz kaldığında voltaj veya elektrik akımı üreten bir süreç - gözlemleyen ve keşfeden Fransa'da çalışan genç bir fizikçi olan Edmond Becquerel ile başladı . Birkaç on yıl sonra, Fransız matematikçi Augustin Mouchot, fizikçinin çalışmasından ilham aldı. 1860'larda güneş enerjisiyle çalışan motorlar için patent almaya başladı. Fransa'dan ABD'ye, mucitler matematikçinin patentlerinden ilham aldılar ve 1888 gibi erken bir tarihte güneş enerjisiyle çalışan cihazlar için patent başvurusunda bulundular.

New Yorklu mucit Charles Fritts'in selenyumu ince bir altın tabakasıyla kaplayarak ilk güneş pilini geliştirdiği 1883 yılına hafif bir adım atın . Fritts, selenyum modülünün "sürekli, sabit ve oldukça güçlü" bir akım ürettiğini buldu. Bu hücre yüzde 1 ila 2 arasında bir enerji dönüşüm oranı(verim) elde etti. Modern güneş pillerinin çoğu yüzde 15 ila 20 verimlilikle çalışır. Böylece Fritts, düşük etkili bir güneş pili geliştirmiş oldu, ancak yine de bu, Amerika'da fotovoltaik güneş paneli inovasyonunun başlangıcıydı.

" Adını İtalyan fizikçi, kimyager ve elektrik ve gücün öncüsü Alessandro Volta'dan alan fotovoltaik, ışık enerjisini elektriğe dönüştürmek için daha teknik bir terimdir ve fotoelektrik terimi ile birbirinin yerine kullanılır. "

Sadece birkaç yıl sonra, 1888'de, mucit Edward Weston, güneş pilleri için iki patent aldı - ABD Patenti 389,124 ve ABD Patenti 389,425 . Weston, her iki patent için de "güneşten elde edilen ışıma enerjisini elektrik enerjisine veya elektrik enerjisi yoluyla mekanik enerjiye dönüştürmeyi" önerdi . Işık enerjisi odaklanır bir mercek (f) vasıtasıyla güneş hücresine (a), "benzer olmayan metal çubuklardan oluşan bir termopil (termal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren elektronik bir cihaz). Işık güneş pilini ısıtır ve elektronların salınmasına ve akımın akmasına neden olur. Bu örnekte ışık, elektrik oluşturan ısıyı oluşturur; bu, akkor ampulün çalışma şeklinin tam tersidir, elektriği ısıya çevirerek ışık üretir.

Aynı yıl, Aleksandr Stoletov adlı bir Rus bilim adamı, ışığın bir malzemeye düştüğü ve elektronların salındığı fotoelektrik etkiye dayanan ilk güneş pilini geliştirdi. Bu etki ilk olarak Alman fizikçi Heinrich Hertz tarafından gözlemlendi. Hertz, araştırmasında ultraviyole ışığın görünür ışıktan daha fazla güç ürettiğini keşfetti. Günümüzde güneş pilleri, güneş ışığını güce dönüştürmek için fotoelektrik etkiyi kullanır. 1894'te Amerikalı mucit Melvin Severy, "Terpillerin montajı ve çalıştırılması cihazı" için 527.377 ve 527.379 patent aldı."Güneş ısısı ile elektrik üreten bu cihaz" için. Her iki patent de esasen fotoelektrik etkinin keşfine dayanan erken dönem güneş pilleriydi. İlki, "bir ısı yığını üzerindeki güneş ısısının etkisiyle elektrik" üretti ve güneşin günlük ve yıllık hareketleri sırasında sabit bir elektrik akımı üretebiliyordu; Severy'nin 1889'daki ikinci patenti aynı zamanda ısı, ışık ve güç için elektrik üretmek üzere güneşin termal enerjisini kullanmaktı. “Termos yığınları” ya da bugünkü adıyla güneş pilleri, dikey yönde kontrol edilebilecek bir dikme üzerine ve yatay düzlemde hareket etmelerini sağlayan bir döner tabla üzerine monte edildi. “Bu iki hareketin birleşimiyle,

Neredeyse on yıl sonra, Amerikalı mucit Harry Reagan, termal enerjiyi depolamak ve serbest bırakmak için kullanılan yapılar olan termal piller için patent aldı . Termal pil, ısınabilen ve enerjiyi serbest bırakabilen büyük bir kütleye sahip olarak ısıyı toplamak ve depolamak için icat edildi. Elektriği değil "ısıyı" depolar, ancak günümüzde sistemler geleneksel türbinlerle elektrik üretmek için bu teknolojiyi kullanır . 1897'de Reagan'a ABD patenti 588,177 verildi."güneş ısısının termo pillere uygulanması" için. Patent istemlerinde Reagan, buluşunun "güneş ışınlarının termo-pilleri ısıtmak için kullanıldığı, amacının güneş ışınlarını bir odak noktasına yoğunlaştırmak ve bir ışınların odak noktasında termo-batarya, söz konusu termo-bataryanın diğer bağlantı noktalarında ise uygun soğutma cihazları uygulanır.” Buluşu, güneş ısısını gerektiği gibi toplamak, depolamak ve dağıtmak için bir araçtı.

1913'te Washington, DC'den William Coblentz, "faydalı işler yapmak için böyle bir kapasitede bir elektrik akımı üretmek için" ışık ışınlarını kullanan bir cihaz olan "termal jeneratör" için 1.077.219 numaralı patenti aldı. Ayrıca buluşun ucuz ve güçlü bir yapıya sahip olmasını kastetmiştir. Bu patent bir güneş paneli için olmasa da, bu termik jeneratörler ya ısıyı doğrudan elektriğe dönüştürmek ya da bu enerjiyi ısıtma ve soğutma için güce dönüştürmek için icat edildi.

1950'lerde Bell Laboratories , silikon gibi yarı iletken malzemelerin selenyumdan daha verimli olduğunu fark etti. Yüzde 6 verimli bir güneş pili üretmeyi başardılar. Mucitler Daryl Chapin, Calvin Fuller ve Gerald Pearson ( 2008'de Ulusal Mucitler Onur Listesi'ne alındılar ) , Bell Laboratuarlarında silikon güneş pilinin arkasındaki beyinlerdi . Güneş enerjisini elektriğe dönüştürmek için ilk pratik cihaz olarak kabul edilmekle birlikte, çoğu insan için hala maliyeti engelleyiciydi. Silikon güneş pillerinin üretilmesi pahalıdır ve bir güneş paneli oluşturmak için birden çok hücreyi birleştirdiğinizde, halkın satın alması daha da pahalıya gelir. Delaware Üniversitesi, ilk güneş enerjisi binalarından birini kurmasıyla tanınır.1973'te “Solar One” . İnşaat, güneş enerjisi ve güneş fotovoltaik enerjisinin bir kombinasyonu ile çalıştı. Bina güneş panelleri kullanmıyordu; bunun yerine çatıya güneş enerjisi entegre edildi.

1970'lerde Amerika Birleşik Devletleri'nde bir enerji krizi ortaya çıktı. Kongre, 1974 tarihli Güneş Enerjisi Araştırma, Geliştirme ve Gösterim Yasasını kabul etti ve federal hükümet, " güneş enerjisini uygulanabilir ve karşılanabilir kılmak ve bunu halka pazarlamak" konusunda her zamankinden daha fazla kararlıydı. "Solar One"ın çıkışından sonra insanlar güneş enerjisini evleri için bir seçenek olarak gördüler. 1980'lerde geleneksel enerji fiyatlarındaki düşüş nedeniyle büyüme yavaşladı. Ancak sonraki on yıllarda, federal hükümet güneş enerjisi araştırma ve geliştirmeye daha fazla dahil oldu ve güneş sistemlerini kullananlar için hibeler ve vergi teşvikleri oluşturdu. Güneş Enerjisi Sanayicileri Derneği'ne göre, güneş enerjisi, büyük ölçüde 2006'da yürürlüğe giren Güneş Enerjisi Yatırım Vergi Kredisi sayesinde Amerika Birleşik Devletleri'nde son 10 yılda ortalama yüzde 50'lik bir büyüme oranına sahip oldu.

Bununla birlikte, en azından yakın zamana kadar, uygulanabilir ve uygun fiyatlı bir enerji çözümü bulmanın yolu, güneş pillerini estetik açıdan hoş veya güzel yapmaktan daha önemliydi. Amerikan çatılarındaki geleneksel güneş panelleri tam olarak estetik veya göze hoş gelmiyor. Zaman zaman komşular için göze batan bir sorun oldular ve kesinlikle ev sahibi dernekleri için uğraşılması gereken bir sıkıntı oldular, ancak çevreye faydaları önemli. Peki denge nerede? Günümüzde şirketler, binaya uygulanan fotovoltaik gibi daha iyi görünen ve gelişmiş güneş enerjisi teknolojisine doğru çabalıyor . Bu tür gizli güneş pili, mevcut kiremitlere veya binaların seramik ve cam cephelerine entegre edilir.

Solus Engineering, Enpulz, Guardian Industries Corporation, SolarCity Corporation, United Solar Systems ve Tesla (SolarCity ile birleştikten sonra), geleneksel güneş panelinden çok daha gizli olan güneş pilleri için patentler aldılar. Tüm patentler, silikon gibi yarı iletken malzemeler kullanarak ışığı elektriğe dönüştüren fotovoltaik sistemler içeriyor. Güneş panelleri ve güneş enerjisi teknolojisi uzun bir yol kat etti, dolayısıyla bu patentli buluşlar, teknolojinin etkinliğini ve estetiğini hâlâ geliştirdiğinin kanıtı.

Kendimizi güncellemeye devam edeceğiz; herhangi bir sorunuz veya yazmamızı istediğiniz blog konusu öneriniz varsa, lütfen bizimle iletişime geçin!

Sosyal medyada bizi takip etmeyi unutmayın Twitter, Facebook, YouTube ve İnstagram.