Evrenin oluşumundan beri var olan ve bizlere adeta bir yaşam kaynağı olan Güneş son yıllarda en büyük enerji kaynağımız oldu. Einstein ışığın sadece dalga yapısında olmadığını tanecik ya da parçacık şeklinde hareket ettiğini kanıtladı. Işığın bu karakteristiği içindeki foton adı verilen enerji paketçikleri sayesinde oluşur. Yenilenemez enerji kaynaklarından biri olan Güneş, yaydığı enerji paketçikleri sayesinde dışarıdan enerji alınması gereken birçok sistemin enerjisini karşılar. İşte tam bu noktada Güneş Enerji Sistemleri devreye giriyor. Güneş enerjisi insanlığın enerji için harcayacağı maliyeti en aza indiriyor.
GES Nedir ?
Güneş, foton yayar ve her bir foton enerji paketçiklerinden oluşur. Bu enerji paketçikleri güneş panelleri dediğimiz sistemlerde fotovoltaik etki ile direkt olarak elektrik enerjisine dönüşür. Fotovoltaik etki, fotovoltaik bir hücre tarafından güneş ışınımını direkt elektriğe dönüştüren temel bir fiziksel işlemdir. Fotovoltaik hücreler Güneş Enerji Sistemlerinin ana bileşenidir. Hücreler sınırlı sayıda enerji üretir. Dolayısıyla güneş panelleri çok geniş alanlara entegre olur. Bu yüzden çok sayıda fotovoltaik hücre bir araya gelerek güneş panellerini, çok sayıda güneş paneli bir araya gelerek güneş enerji sistemlerini oluşturur. Güneş paneli boyutu, üzerindeki hücre sayısı ve markasına göre farklılık gösterir.
Fotovoltaik Hücrelerin Yapısı ve Çalışma İlkesi
Fotonlar enerjik parçalardır ve yarı iletkenlerdeki elektronların akışını artırarak güneş ışığının elektriğe dönüşmesini sağlar. Fotovoltaik hücreler sandviç yapısına benzeyen çok katmandan oluşur. Neredeyse tamamı yarı iletken olan silisyumdan oluşur. Güneş ışınımının yaydığı fotonlar akış halinde FV hücrenin en üst katmanında bir kısmı absorbe edilirken bir kısmı yansır. Yüzey yansıması enerji kaybı sağlar. Bu nedenle enerji kaybının en aza indirgenmesi adına hücrenin üstüne yansıma önleyici bir kaplama konur. Absorbe edilen fotonun yaydığı enerjiyi yarı iletken birbirinden ayırır ve alt katmana doğru hareket eder. İki katman arasındaki elektron akışı belli bir miktarda akım meydana getirir.
Fotovoltaik hücreler birbirine seri olarak bağlandığında gerilim artarken akım sabit kalır ; paralel olarak bağlandığında ise akım artarken gerilim sabit kalır. Fotovoltaik hücreler birbirine hem seri hem de paralel olarak kombine olur. Bu sayede yüksek gerilim ve yüksek akım meydana gelir.
Fotovoltaik Hücrenin Verimliliğinin Ölçülmesi
Fotovoltaik hücrenin performansını belirleyen değer verimliliğidir. Verimlilik, hücrenin ürettiği elektrik gücünün, güneş ışığının gücüne oranıdır. Hücrenin verimliliğini ölçmek için, güneş ışığını taklit eden simülatör ile 1.000W’lık ışığa maruz bırakılır ve sistemin elektrik gücü ölçülür.
Güneş Paneli Çeşitleri
Monokristal ve polikristal olmak üzere iki tip güneş paneli vardır. Bu iki güneş paneli dayanıklı olduğundan silikondan yapılıdır. İki teknoloji arasındaki temel fark kullanılan silikon güneş hücresi türüdür. Monokristal güneş panellerinde silikon, çubuklar halinde dilimlere bölünür. Tek bir kristal silikon kullanıldığı için elektronların hareket alanı fazladır bu da daha verimli olmasını sağlar. Polikristal güneş panellerinde birden çok silikon parçası birlikte eritilir. Çok sayıda silikon kullanılır. Dolayısıyla elektronların hareket alanı monokristal güneş panellerine göre daha azdır. Bu yüzden monokristal güneş panelleri, polikristal güneş panellerine göre daha yüksek verimlidir. Bundan dolayı monokristal güneş panelleri daha pahalıdır.
Güneş Panelleri Kullanımı ve Kullanım Alanları
Güneş panelleri doğru akım (DC) akım üretir. DC akım doğrudan hesap makinelerinde ve kol saatlerine güç sağlar.
Üretilen elektrik enerjisi alternatif akım (AC) ile beslenmesi gereken bir sistem ile beslenmesi gerekiyor ise enerji dönüşümü sağlanmalıdır. Dolayısıyla güneş paneline dönüştürücü (inverter) entegre edilir. Trafik ışıkları ve solar sulama sistemleri bu şekilde güneş enerjisiyle çalışır.
Güneş Enerji Sistemleri tüm dünya için oldukça önemli olmakla birlikte kullanım alanı da fazladır ve ülkemiz dünyanın en büyük güneş ovasına sahiptir.
-
Kaynaklar
- emo.org.tr
- tr.wikipedia.org
- aydinlatma.org
