Güneş ışınımı asırlardan beri yeryüzüne geldiği halde bilinçli faydalanmaya başlanması oldukça yenidir. Kaynaklara göre, ilk defa Sokrat (M.Ö.400), evlerin güney yönüne fazla pencere koyarak güneş ışığının içeri girmesini ve kuzey tarafını yüksek yaparak rüzgarın önlenmesi gerektiğini belirtmiştir. Arschimed’in (M.Ö.250) iç bükey aynalarla güneş ışığını odaklayarak Sirakuzayı kuşatan gemileri yaktığı iddia edilmektedir. Güneş enerjisi konusundaki çalışmalar 1600 yılında Galile’nin merceği bulmasıyla artmıştır. İlk defa Fransa’da 1725’de Belidor tarafından güneş enerjisiyle çalışan bir pompa yapılmıştır.
Fransız bilim adamı Mouchot 1860’da parabolik aynalar yardımıyla güneş ışınımını odaklamış ve küçük bir buhar makinesi yapmış, güneş pompaları ve güneş ocakları üzerinde deneyler yapmıştır. Güneş enerjisi ile ilgili ilk kitapta 1869’da “La Chaleur Solaire et Aplication Industrielles” ismiyle Nouchot tarafından hazırlanmıştır. Mouchot 1878 yılında ilk defa güneş enerjisi ile çalışan bir soğutucuda bir blok buz üretmeyi başarmıştır.
Güneş enerjisi ile ilk çalışan, iş yapan akışkanın hava olduğu bir makine 1868’de Ericsson tarafından geliştirilmiştir. Bu yıllarda güneş enerjisi konusundaki çalışmalar yoğunlaşmış tatlı su elde edilmesi ve güneş ocakları konusundaki çok sayıda çalışma yapılmıştır. Adams, Hindistan’da yedi askerin yemeğini soğuk ay sayılan ocak ayında konik yansıtıcılı güneş ocağı ile 2 saatte pişirmiştir.
Schuman ve Boys, 1913’te parabolik aynalar yardımıyla güneş enerjili bir buhar üreticisi yapmışlar ve bundan faydalanarak Nil Nehri’nden su çeken 50 BG’deki su pompasını çalıştırmışlardır.
I.Dünya Savaşı ve sonrasında, petrolün önem kazanmasıyla güneş enerjisine olan çalışmalar araştırma düzeyinde kalmıştır. 1930 yılından sonra pasif sistemlerle ilgili çalışmalar yapılmaya başlanmıştır. Araştırmalarla ilgili ilk önemli toplantı da 1954’te Yeni Delhi’de yapılmış ve “Uluslararası Güneş Enerjisi Derneği-International Solar Energy Society”’nin kurulması kararlaştırılmıştır.
Güneş enerjisinin önem kazanması daha çok 1973’deki dünya enerji krizi ile olmuştur. Günümüzde güneş enerjisinden bir çok alanda yararlanılmakta ve her geçen gün faydalanma alanları artmaktadır.
Türkiye’de güneş enerjisi konusundaki çalışmalar yenidir. Özellikle 1973 petrol krizinden sonra ülkemizde de güneş enerjisi ile ilgili çalışmalar yoğunlaşmış ve 1975 yılından sonra güneş enerjisi ile sıcak su sağlayan sistemler yaygınlaşmıştır. Güney ve batı sahillerinde çok sayıda güneş enerjili sıcak su sistemi mevcuttur. Belirtmek gerekir ki Türkiye’de imalatı yapılan güneş toplayıcılarının bir çoğu dünya standartlarının altındadır. Isı hesapları kolay olmadığından Türkiye şartlarına uygun güneş toplayıcılarının geliştirilip yapılması mümkün olmasına rağmen, bir çoğu yabancı ülke patentiyle üretilmekte, genellikle de toplayıcı boyutları da benzetilerek seçilmektedir.
GÜNÜMÜZÜN VE GELECEĞİN “SOLAR” CAMLARI
Cam teknolojisindeki gelişmeler son on yılda çok büyük aşamalar kaydetmiş ve camın alışılmış özelliklerine aranan birçok yeni özellikler katmıştır. Gereksinimler, kullanım alanları ve cam ürünlerindeki rekabet bizleri camın değerini artırmaya zorlamaktadır. Cam ürünleri kavramı ile camın çok çeşitli kullanma alanlarından söz edilir. Bu, pencere camından gözlük camına, araba camlarından çay bardağına kadar çok geniş bir alanı kapsar. Camın değerini artırma ise, camın alışılmış geçirme ve yansıtma özelliğini camın kullanılış alanına uygun olarak istenilen ölçüde geçirici ve yansıtıcı hale getirme, bu özellikleri kontrol edebilme anlamına gelir.
Günümüzdeki çeşitli anlamlarda değerlendirilmiş camlar çeşitli tekniklerle hazırlanmakta ve çok farklı amaçlarla kullanılmaktadır. Cama katma değer sağlama işlemi farklı şekillerde yapılabilir. Camın kendi hamuru değiştirilebildiği gibi, cam yapıldıktan sonra üzerine konan kaplamalarla camın optik özellikleri kontrol edilebilir. Harman kompozisyonunun değiştirilmesi pahalı bir yöntem olduğundan ve harmandan çıkan renkli camların özelliğinin sınırlı olması nedeni ile daha çok düz camın ikinci işlemlerle kaplanarak değer artırma yolu kullanılır.
Geleceğin camları olarak, kaplama özelliğinin değiştirilebilmesi ya da değişmez olmasına göre aktif ve pasif camlardan bahsedilir. Pasif camlar özellikleri tasarımlanabilen, ancak kontrollü olarak değiştirilemeyen camlardır. Aktif camlar ise özelliklerini ya dış etkilere göre değiştiren ya da optik özellikleri bizim tarafımızdan kontrol edilebilen, değiştirilen camlardır. Aktif camlara “akıllı” camlar ya da “kromojenik” camlar da denir.
Camlarda aranan özellikler örneğin, görünüm, renk ve kusursuz olmanın dışında geçirgenlik ve yansıtma veya ısı alma ve yansıtma özellikleridir ki bu sonuncular coğrafik yere, mevsime, gündüz ve geceye bağlı olarak değişir. Enerji kaybının minimuma indirilmesi açısından cama solar kontrollü kaplamaların konması kaçınılmaz olmuştur. Genellikle pencere camlarının çoğu görülür ışığı dalga boyundan bağımsız olarak maksimum oranda geçirmeyi ve minimum oranda yansıtmayı sağlayacak şekilde düzenlenir. Özellikli camlar ise dışarıdan iç mekâna maksimum oranda güneş enerjisi alan, fakat içeriden dışarıya daha az enerji sızdıran camlardır. Bunlar solar enerjinin büyük kısmını dışarıdan iç mekâna geçiren, fakat içi mekândaki termal enerjiyi de çoklukla tekrar içeri yansıtsan bir cam tasarımıdır. Aktif camlarda isteğe göre camın özellikleri kontrol edilebilmektedir. Bu da özellikle “elektrokromik” camların normal ve diğer solar camlara üstünlüğü anlamına gelir.
Kaplamalı camları, kaplama proseslerindeki farklılıklar nedeni ile büyük alanlı ve küçük alanlı kaplamalar olarak iki kısımda toplayabiliriz. Büyük alanlı camları ise kullanılma alanlarına göre mimari camları ve oto camları olarak tekrar iki kısma ayırabiliriz. Küçük alanlı camlardan kaplama ile değerlendirilebilecek olanlar interferans filtreleri, lazer aynaları, kamera objektifleri gibi optik bileşenler, dekoratif camlar, gözlük camları vb. gibi diğer kullanım alanlarındaki camlardır. Bilhassa gözlük camlarındaki yansıtmayı önleyici, AR kaplamalar ve plastik lensler üzerine konan çizilmez sert kaplamalar günümüzün en yeni ve büyük sermaye gerektirmeyen, ancak çok büyük pazarları olan teknolojileridir.
Solar camları kızılötesi (IR) bölgede yansıtıcı, fakat görülür bölgede geçirici (düşük emisiviteli, “Low-E”, kaplamalar), veya görülür bölgede selektif yansıtıcı veya geçirici camlar (renkli solar camlar), veya yansıtmayı önleyici, AR, geçirgenliği yüksek camlar ve bunlar gibi çeşitli solar kontrollü camların yapımı, ince film kaplamaları ile mümkündür. Böyle kaplamalı camların büyük alanlı bina camlarında ve aynı zamanda oto camlarında yaygın ve çeşitli uygulama alanları vardır. AR kaplamalar müzelerdeki koruyucu resim camlarında, kamera objektiflerinde ve bunun gibi yerlerde istenmeyen yansımaları önlediği için çok kullanışlıdır. Low-E camlar camın ışık geçirme özelliğini değiştirmeksizin camdaki ısı kaybını önlediğinden, enerji tasarrufu açısından sağlayıcı yararları açıktır. Renkli solar camlar ise hem gizlilik sağlaması hem de solar enerji kayıplarını azaltması açısından gerek duyulan camlar arasındadır. Araba camlarındaki özel kaplamalar arasında; bir dakikada buzlanmış camdaki buzu eriten, buğuyu gideren kaplamalar, AR kaplamalar, akıllı camlar, radara görünmeyen camlar gibi örnekleri sayabiliriz.
