güneş enerjisi nedir

Güneş enerjisi

Güneş Enerjisi nedir?

Sonsuz bir enerji kaynağı olan güneş bünyesinde hem ısı hem de ışık enerjisi barındırma özelliğine sahiptir. Güneş enerjisi, kaynağı güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Güneş enerjisi doğrudan güneş ışığından üretilen temiz bir enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi temiz enerji, depolaması kolay ve maliyeti düşük bir sistem olduğu için günümüzde tercih edilen bir sistemdir. Atmosfere de zehirli gazlar vermeyerek çevreci bir kurulumdur. Güneş enerji sistemlerinden yararlanarak alt yapı maliyeti de düşmektedir. Güneş enerji sistemi çevreye duyarlılığı ile ön plana çıkmaktadır.
Güneş’in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır. Güneşte oluşan tepkimeler sonucu meydana gelen bu enerjinin bir kısmı dünyaya ulaşan ışınım enerjisidir. Bu ışınımın paneller ile elektrik enerjisine çevrilir.
Güneş enerjisi yenilebilir enerji ve kirlenme oluşturmayan, temiz bir enerji kaynağıdır. Dünya nüfusunun ve sanayileşmenin artması ile dünyada enerjiye daha çok ihtiyaç duyulmaktadır. Bundan dolayı temiz ve maliyeti daha az olan yenilebilir enerji kaynaklarına yönelmek enerji sıkıntının giderilmesinde yarar sağlamaktadır. Güneş enerjisinin de elektrik üretimindeki payı da oldukça önem kazanmaktadır.
Ülkemiz coğrafî konumundan dolayı sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli bakımından, diğer birçok ülkeye göre oranla daha şanslıdır. Yapılan potansiyel belirleme çalışmaları ile ülkemizin yıllık ortalama ışınım şiddeti 308 cal/cm2 gün (3,6 Kwh/m2 gün) ve yıllık toplam güneşleme süresinin de 2640 saat olduğu 1997 yılı dünya enerji konseyi Türk Milli Komitesi raporunda açıklanmıştır.

Güneş Enerjisinden Elektrik Enerjisi Nasıl Elde Edilir?

Güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretimi iki ayrı yöntemle elde edilmektedir:
• Güneşin ışık enerjisinden elektrik üretimi
• Güneşin ısı enerjisinden elektrik üretimi

güneş enerjisinden yararlanılan sokak lambası

Güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etme metoduna solar panel sistemi veya güneş paneli denir. Güneş enerjisi, güneşten dünyaya gelen fotonların güneş panelleri ile toplanması sonucu, fotonların taşıdığı enerjinin elektrik ve ısı enerjisine çevrilmesiyle oluşur. Fotonların güneş piline çarpmasıyla, elektronlar panel yüzeyinde toplanır ve güneş panelinin üst ve alt katmanları arasında voltaj meydana gelmesini sağlar. Panelin üstü ve alt kısmı boyunca meydana gelen elektrik devresi, elektrik donanımına güç akışını sağlar. Kullanılacak ortamın enerji ihtiyacına göre, güç sağlamak için belirlenen miktarda güneş paneli gereklidir.
Solar; kelime olarak güneş, güneşten yayılan enerjidir. Solar enerji yani güneş enerjisi, güneşteki hidrojen atomlarının helyum atomlarına dönüşmesi sonucu açığa çıkan ışınım enerjisidir

Güneşin Işık Enerjisinden Elektrik Üretimi

Güneş enerjisi, elektrik üretiminde güneş ışınlarını elektriğe çeviren güneş pilleri fotovoltaik hücrelerdir. Fotovoltaik kelimesinin anlamı, güneş ışığını meydana getiren parçacıklar yani fotonlar kelimesi ile elektrik voltajı olan volt kelimesinden meydana gelmektedir. Güneş enerji santrallerinin ana bileşenleri, güneş panelleri ile birlikte inverter, panel taşıyıcı sistem ve BOS (Balance of System)’ dan meydana gelmektedir.
Fotovoltaik veya güneş pili, güneş ışığı enerjisini elektrik enerjisine doğrudan çevirir. Güneş pilleri, panellerin yüzeylerine gelen güneş ışığını direkt olarak elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletkenlerdir. Güneş ışınlarıyla, güneş enerji panelindeki yarı iletken silikonların etkileşimi sonucu katmanlar arasında + ve – yüklü elektronlardan bir gerilim meydana gelir. Doğru akım özelliği olan hücreler sayesinde bir akım ortaya çıkar. Panellerden üretilen elektrik enerjisi toplanarak bir bataryada (akü) depolanır.Güç çıkışını artırmak için çok sayıda güneş pili birbirine paralel veya seri bağlanır ve bir yüzeye montaj edilir. Bu yapıya güneş pili modülü veya fotovoltaik modül denir. Gerektiğinde bu modüller de birbirlerine seri veya paralel olarak bağlanarak fotovoltaik dizi meydana getirebilir. Güneş pilleri uyduların ve uzay programlarının doğrudan güç kaynağıdır. Depolama yapılırken mutlaka güneş enerjisi aküsü (solar akü) kullanılmalıdır.

Solar aküler, güneş, rüzgar ve diğer yenilenebilir enerji sistemleri için enerji depolayan derin döngülü akülerdir. Bu aküler, araba aküsü ve çeşitlerinden tamamıyla değişiktir. Derin döngülü solar akü; şebeke dışı olan yenilenebilir enerji sistemlerinde uzun süreli, yenilenen ve derin deşarjlara dayanabilir.

Güneşin Isı Enerjisinden Elektrik Üretimi

Güneş ışınları, ayna ve merceklerle yoğunlaştırılarak panellerin içinde dolaşan su ısıtılır. Sonra sıcaklık arttırılarak panellerdeki su buhara dönüştürülür. Türbinden elde edilen mekanik enerji jeneratör tarafından elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu türbinlerin aşırı su ihtiyaçlarından dolayı su kaynağı yakınlarına kurulması ve güneş enerjisinin yetersiz olduğu zamanlarda da, enerji verimliliği açısından kesintisiz enerji üretimini sağlamak için doğal gazlı ısıtıcı sistem kullanılması zorunluluğu vardır.

Not: Güneş enerjisi araştırma ve geliştirme konularında EİE’nin yanında Tübitak Marmara Araştırma Merkezi ve üniversiteler (Gazi Üniversitesi, Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Araştırma Enstitüsü, Muğla Üniversitesi, ODTÜ, Kocaeli Üniversitesi, Fırat Üniversitesi) çalışmalar yapmaktadır.
Ülkemizin coğrafi konumu itibarıyla güneş enerjisi potansiyeli birçok ülkeye göre çok iyidir. Küçük güçlerde olmasına rağmen güneş enerjisiyle elektrik üretmek için yapılan çalışmalar vardır. Bu kapsamda EİE (Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü) Didim Güneş ve Rüzgâr Enerjisi Araştırma Merkezi’ne, 4,8 kW gücünde şebeke bağlantılı güneş pili sistemi kurulmuştur. EİE’nin eski DMİ (Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü) kayıtlarını kullanarak yaptığı hesaplara göre ülkemizin yıllık ortalama ışınım şiddeti 308 cal/cm2-gün (3.6 kWh/m2-gün) ve yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saattir.

Güneş Işığından Faydalanılarak Elde Edilen Elektrik Enerjisinin Uygulama Alanları

Güneş enerjisinin kullanım alanları;

• Dağ evleri veya yerleşim yerlerinden uzaktaki evlerde TV, radyo, buzdolabı gibi elektrikli cihazların çalıştırılması,
• Tarımsal sulama hayvancılık veya ev kullanımı amacı ile su pompajı,
• Solar enerji sistemleri ile elektrik üretilerek, seralarda sebze ve meyveler,
• Trafik lambaları, işaret lambaları ve sokak lambalarında,
• Elektrik ve su dağıtım sistemlerinde yapılan telemetrik ölçümler, hava gözlem istasyonları,
• Fabrika, endüstriyel alanlar ve soğuk hava depolarının çatıları,
• İlk yardım, alarm ve güvenlik sistemleri, deprem ve hava gözlem istasyonları,
• Petrol boru hatlarının katodik koruması (metal koruma),
• Metal yapıların (köprüler, kuleler vb) korozyondan koruması,
• Haberleşme istasyonları, kırsal radyo, telsiz ve telefon sistemleri,
• Bina içi veya dışı aydınlatma,
• Orman gözetleme kuleleri,
• Deniz fenerleri,
• AVM, oteller, hastaneler, akaryakıt istasyonları,
• Evlerin elektrik ihtiyacını karşılamak için çatı tipi güneş enerjisi santralleri, çatı ges projesi,OBS’ ler,
• Sağlıkta ilaç ve aşı soğutması,
• Çatılara kurulan güneş paneli ile güneş enerjisi su ısıtma da tercih edilen bir enerji çeşididir.
• Güneş pilleri hesap makineleri ve taşınabilir cihazlarda da kullanılan güneş enerjisinin kullanım alanları oldukça yaygındır.
Güneş enerjisi firmaları tarafından imalatı yapılan güneş enerjisi fiyatları kullanılacak yerin durumuna göre belirlenmektedir. Güneş enerji sistemleri modelleri çevreye zarar vermeden enerji tasarrufu sağlamaktadır. Robotik sistemde de solar çalışmalar yapılmaktadır. Güneş enerjisiyle çalışan otomobiller, robotlar da vardır. Bu sayede robotların harcadığı enerji doğal enerji kaynaklarıyla karşılanmış olup bu sayede tasarruf yapılabilir.