Güneş enerjisindeki yeni gelişmeler, teknolojiyi aşarak yazılım ve daha verimli kurulum süreçlerini de kapsıyor.
REKLAM
1970'lerden bu yana güneş panellerinin fiyatı yüzde 99'dan fazla düştü. Bu durum, bir zamanlar pahalı olan bir teknolojiyi milyonlarca ev için yaygın olarak kullanılan bir enerji kaynağına dönüştürdü ve dünya çapında enerji piyasalarını yeniden şekillendirdi.
PLOS ONE dergisinde yayınlanan yeni bir MIT araştırması, güneş enerjisi fiyatlarının neden bu kadar düştüğünü ortaya koyarak, fotovoltaik (PV) sistemlerini net sıfır hedefleri için küresel bir değişim motoru haline getiren karmaşık gizli atılımları ortaya çıkarıyor.
Araştırma sonuçları, çoğu enerji sektörü dışından gelen on yıllar süren inovasyonların güneş enerjisini ana akım haline getirdiğini göstermekte. Ayrıca, diğer yenilenebilir teknolojilerin maliyetlerini düşürmeye yardımcı olabilecek değerli dersler de sunuyor.
Çığır açan gelişmeler
MIT'deki araştırmacılar, 1970'den bu yana PV sistem maliyetlerini düşüren 81 farklı yeniliği tespit etti. Bunlar, silikon atığını büyük ölçüde azaltan tel kesme gibi panellerin içindeki değişikliklerden, yeni projeler için daha hızlı izin prosedürleri gibi sistemik iyileştirmelere kadar uzanıyordu.
Bu devrimsel gelişmeler sadece güneş enerjisi dünyasından gelmedi. Yarı iletkenler, metal işleme, cam üretimi ve hatta yasal reformlar gibi çok çeşitli alanlardaki yenilikler, maliyetleri düşürmede ve güneş enerjisinin performansını artırmada şaşırtıcı bir rol oynadı.
Enerji düşünce kuruluşu Ember'in küresel elektrik analisti Kostantsa Rangelova, bu kademeli iyileştirmelerin “uygulayarak öğrenme ve ölçek ekonomisi gibi üst düzey mekanizmalarla” birleştirildiğinde en etkili olduğunu açıklıyor. Bu, üretim arttıkça küçük kazançların önemli maliyet düşüşlerine dönüştüğü anlamına geliyor.
Rangelova, “Uluslararası Enerji Ajansı'nın ifadesiyle, güneş enerjisinin tarihteki en ucuz elektrik türü haline gelmesinin öyküsü, verimliliği artırmak ve maliyetleri düşürmek için genellikle bu unsurları bir araya getiren yeni malzemeler, araçlar ve süreçler getiren sistematik kademeli yeniliklerin istikrarlı bir şekilde ilerlemesinin öyküsüdür,” diyor.
Güneş enerjisi, Avrupa'da bir dönüm noktasına yaklaşıyor
Bu uzun vadeli maliyet kesintilerinin etkisi, Avrupa'nın enerji karışımında artık açıkça görülüyor.
Haziran ayında, güneş enerjisi tarihinde ilk kez AB'de diğer tüm kaynaklardan daha fazla elektrik üretti. Bu, temiz enerji yatırımlarının artmasıyla birlikte gelen sembolik bir dönüm noktasıdır.
Küresel olarak, geçen yıl yenilenebilir enerji kaynaklarına yaklaşık 1,7 trilyon euro yatırım yapıldı. Bu, fosil yakıtlara yapılan yatırımdan 685 milyar euro daha fazla. Uzmanlar, sektörün olumlu bir dönüm noktasına yaklaştığını, küçük değişikliklerin hızlı ve geri dönüşü olmayan bir büyümeyi tetikleyebileceği bir ana geldiğini söylüyor.
Deniz rüzgarı artık fosil yakıtlardan yüzde 53 daha ucuz, ancak güneş enerjisinin maliyetindeki düşüş en dramatik olanı oldu. On yıllardır süren istikrarlı Ar-Ge çalışmaları, seri üretim ve diğer sektörlerden gelen bilgi aktarımı, Avrupa'yı güneş enerjisinin fosil yakıtlarla rekabet etmekle kalmayıp, yenilenebilir kaynaklara geçişe öncülük ettiği bir noktaya getirdi.
Nelerin değişmesi gerekiyor?
MIT araştırmacıları için güneş enerjisinin geçmişinden çıkarılan ders, atılımların genellikle beklenmedik yerlerden geldiği. Maliyetlerin düşürülmesinin bir sonraki aşaması, malzemeler ve donanım kadar süreçler, politikalar ve yazılımlara da bağlı olabilir.
Yazarlar, yapay zeka destekli tasarım araçları, daha hızlı kurulum için robotik ve elektrik şebekesi yönetimi ile daha iyi entegrasyonun yeni tasarruflar ve kalite iyileştirmeleri sağlayabileceğini savunuyor.
Ortak yazar Magdalena Klemun, “Bilgi yayılımı açısından, PV'de şimdiye kadar gördüklerimiz gerçekten sadece başlangıç olabilir,” dedi.
Daha yüksek hesaplama gücü, uzaktan saha değerlendirmeleri ve otomatik mühendislik incelemelerini mümkün kılarak gecikmeleri ve maliyetleri azaltıyor.
Rangelova, güneş enerjisinin maliyetlerinde yaşanan büyük düşüşlerden çıkarılan bir diğer önemli dersin modülerlik olduğunu ekliyor. Başka bir deyişle, güneş panelleri gibi teknolojilerin daha küçük, standartlaştırılmış ve kolayca çoğaltılabilir parçalardan oluşacak şekilde tasarlanması. Bu sayede teknolojiler daha basit ve hızlı bir şekilde üretilip kurulabiliyor.
“Bu, pil teknolojilerinde maliyetlerin hızla düşmesine şimdiden katkıda bulunuyor,” diyor.
Ancak teknoloji ilerledikçe, başka zorluklar da dikkat çekiyor.
Bilim insanları geri dönüşüm açığını kapatıyor
Güneş enerjisi tesislerinin sayısı hızla artarken, dikkatler kullanım ömrü sonu yönetimine yöneliyor.
Güneş panelleri 30 yıl veya daha uzun süre ve zorlu koşullara dayanacak şekilde üretilir. Ancak bileşenlerine ayrılmak üzere tasarlanmamıştır. Dayanıklılıkları, geri dönüşüm için sökülmelerini zor ve pahalı hale getirir. Bu durum, ilk üretilen panellerin kullanım ömrünün sona ermesiyle birlikte yaklaşan bir atık sorunu konusunda endişeleri artırıyor.
Küresel olarak, bilim insanları bu sorunu ele almaya başladı.
AB'den Avustralya'ya kadar yeni araştırma projeleri, daha uygun maliyetli ve sürdürülebilir geri dönüşüm yöntemleri geliştirirken, bazı şirketler ömrünün sonuna gelmiş ürünlerin geri kazanımını göz önünde bulundurarak paneller tasarlıyor. Onarım ve yeniden kullanım da ilgi görmeye başlıyor ve eski paneller çöp sahasına gönderilmek yerine hizmet vermeye devam ediyor.
Diğer yenilenebilir enerji kaynakları da benzer engellerle karşı karşıya. Çelik, bakır, beton ve hatta bazı reçineler dahil olmak üzere rüzgar türbini malzemelerinin yüzde 80-95'i halihazırda yeniden kullanılabilir veya geri dönüştürülebilir olsa da, bilim insanları türbin atıklarının 2050 yılına kadar 43 milyon tonu aşabileceğini tahmin ediyor.
Bu durum, bu teknolojilerin hızlı bir şekilde benimsenmesini daha da acil hale getiriyor.
MIT araştırmacıları, güneş paneli yeniliklerinin çoğunun araştırma laboratuvarlarında veya endüstri devleri tarafından ortaya çıktığını, ancak daha fazla büyüme ve gelişmeyi teşvik eden sistemik yeniliklerin çoğunun hükümetler tarafından öncülük edildiğini belirtti.
Trancik, “Bu geriye dönük analiz sayesinde, gelecekteki strateji için değerli bilgiler ediniyorsunuz,” diyor. “Belirli bir teknolojinin geliştirilmesine hangi komşu sektörlerin destek olabileceğini bilmek de yararlıdır.”
Bu, güneş enerjisinin yenilikleri benimsemesini sağlayan koşulları sürdürmek ve bir sonraki sıçramanın da bir önceki kadar etkili olmasını sağlamak anlamına geliyor.