Güneş enerjisi, küresel ısınmanın etkilerini hızla görmeye başlayan insanoğlu için birincil önemdeki yenilenebilir enerji kaynağı olarak kabul ediliyor. Uygun fiyatlı, tükenmez ve temiz güneş enerjisi teknolojilerinin geliştirilmesinin uzun vadede büyük faydalar sağlayacağı inkar edilemez bir gerçek olarak karşımızda duruyor. Güneş enerjisi tükenmez ve çoğunlukla ithalden bağımsız bir kaynağa dayanarak ülkelerin enerji güvenliğini artıracak niteliklere sahip. Sürdürülebilirliği artırmak, kirliliği ve küresel ısınmayı azaltmak için güneş enerjisi teknolojilerinin genel kullanıma sunulabilecek kadar geliştirilmesi gerekliliği tüm uluslararası kuruluşlarca kabul ediliyor.
Güneş enerjisi, güneş ışığının fotovoltaik hücreler yardımıyla doğrudan elektriğe dönüştürülmesi ile üretilir. Güneş pili olarak da adlandırılan fotovoltaik hücre (PV), fotovoltaik etkiyi kullanarak ışığı elektrik akımına dönüştüren bir cihazdır. İlk güneş pili 1880'lerde Charles Fritts tarafından inşa edildi. Alman sanayici Ernst Werner von Siemens, bu keşfin önemini bilenler arasındaydı. 1931'de Alman mühendis Bruno Lange, prototip selenyum hücrelerinin, gelen ışığın % 1'inden daha azını elektriğe dönüştürmesine rağmen bakır oksit yerine gümüş selenit kullanan bir fotovoltaik hücre geliştirdi. 1940'larda önemli sonuçlara ulaşan Russell Ohl'un çalışmalarının ardından araştırmacılar Gerald Pearson, Calvin Fuller ve Daryl Chapin 1954'te ilk silikon güneş pili yarattılar. Bu erken dönem güneş hücreleri % 4.5-6'lık verime ulaşbilmişti.
1800’lerin ortalarından itibaren ilgi gören elektrikli araçların, özellikle 50’lerde belli bir verimlilik düzeyine ulaşan bu teknoloji ile ilişki kurması kaçınılmazdı. İcat edilen ilk güneş arabası General Motors çalışanı William G. Cobb tarafından yaratılmış olan küçük bir araçtı. Cobb, Sunmobile adı verilen bu aracı 1955 yılında Chicago, Powerama Kongresi’nde tanıttı. Sunmobile, 12 adet selenyum fotovoltaik hücre ve küçük bir elektrik motoru ile çalışıyordu.
Güneş enerjisi araçları genellikle tümüyle güneşten gelen güçle çalışırlar ancak bazı modeller bu gücü bir batarya kullanarak destekleyecek ya da bataryaları yeniden şarj etmek için güneş panelleri kullanabilir ya da çoğunlukla batarya kullanan bir otomobil için yardımcı sistemler çalıştırabilirler.
Güneş arabaları, güneş ışığını elektriğe dönüştürmek için fotovoltaik hücreleri (PV hücreleri) kullanan bir güneş dizisine bağlıdır. Güneş enerjisini ısıya dönüştüren solar termal enerjinin aksine PV hücreleri güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirir. Güneş ışığı (fotonlar) PV hücrelerine çarptığında elektronları harekete geçirir ve akmasına izin vererek elektrik akımı yaratır. PV hücreleri, silikon ve indiyum, galyum ve azot alaşımları gibi yarı iletken malzemelerden yapılmıştır. Kristal silikon, kullanılan en yaygın materyaldir ve %15-20'lik bir verimlilik oranına sahiptir.
Güneş enerjili arabaların geliştirilmesi 1980'lerden beri bir mühendislik hedefi olmuştur. Çok sayıda projenin yarıştığı pek çok etkinlik de yine bu yıllarda düzenlenmeye başlamıştır. 1987’den bu yana iki yılda bir düzenlenen Dünya Güneş Enerjisi Yarışması, üniversitelerden ve özel kuruluşlardan gelen takımların, Avustralya'nın merkezindeki Darwin'den diğer bir şehir olan Adelaide'a 3.021 kilometre yarıştığı, bir güneş enerjisiyle çalışan araba yarışıdır. 1987'de gerçekleştirilen ilk yarışmayı, GM'in Sunraycer isimli arabası, ortalama 67 km/s hız ile kazandı. Sonuncusu 2017’de düzenlenen yarışmada Cruiser sınıfında kazanan, Eindhoven Teknoloji Üniversitesi'nin üretimi Stella Lux 76.73 km/s ortalama hıza erişti.
Görsel: wikimedia.org
Yıllar içinde geliştirilen yeni modeller ile ilerleyen teknolojisi sayesinde güneş enerjili arabalar sadece yarışlarda değil yollarda da görülmeye başlandı. İlk güneş enerjili aile arabası olarak kabul edilen Stella, 2013 yılında Hollanda'daki öğrenciler tarafından üretildi. Bu araç güneş ışığı altında bir şarjda 885 kilometre mesafe ket edebiliyordu. Dünya Güneş Enerjisi Yarışları’na son yıllarda damga vuran Stella Lux ise tek şarj ile yaklaşık 1500 kilometre giderek rekor kırdı.
Ticari olarak üretimleri denenen birçok model günden güne ortaya çıkıyor. Çinli güneş paneli üreticisi Hanergy, son tüketicilere yönelik olarak lityum-iyon pillerle donatılmış güneş araçları üretmeyi ve satmayı planlıyor. Hanergy, beş ila altı saatlik güneş ışığının otomobillerin ince film güneş pillerinin günde 8-10 kWh güç üretmesine olanak sağladığını söyleyerek testlerini yaptıkları otomobilin yalnızca güneş enerjisi ile yaklaşık 80 km seyahat edebildiğini, maksimum menzilin ise yaklaşık 350 km olduğunu belirtiyor.
Son dönem modelleri arasında dikkat çeken bir diğer güneş enerjili araba ise Alman üretimi Sion. Sono Motors'un Sion modeli, Temmuz 2016'da halka duyuruldu. İki prototip, crowdfunding tarafından finanse edildi ve test sürüşleri Ağustos 2017'de gerçekleşti. Satış fiyat 16.000 avro olarak belirlenen Sion’un kiralayabileceğiniz veya satın alabileceğiniz bataryaları ise 4.000 avronun altında fiyatlarla satılacağı öngörülüyor. Sono Motors'un web sitesi aracılığıyla verilebilen ön siparişlerin teslimatlarının 2019'un üçüncü çeyreğinde başlaması planlanıyor. Sion 5 kapılı ve maksimum 140 km/s hıza sahip 80kW'lık bir motoru var. Bataryası ise 250 km'lik gerçekçi bir menzile sahip olacak.
Yakın zamanda çokça yatırımcının odağına giren güneş enerjili otomobiller, henüz hala birçok kişi tarafından imkansız bir rüya olarak düşünülüyor. Ancak 2019 yılında piyasaya sürülecek tamamen güneş enerjili bir diğer araç olan Lightyear One'ın arkasındaki tasarımcılar bu hayali gerçeğe dönüştürecek gibi görünüyor. Lightyear One, yakın zamanda İklim Değişikliği İnovasyon Ödülü'nü kazandı. Hollanda’lı Lightyear şirketi tarafından tasarlanan Lightyear One aylarca şarj edilmeden gidebiliyor ve 400 - 800 km menzile sahip.
