Lifelong Learning Programme SOLAR ENERGY HANDBOOK GÜNEŞ ENERJİSİ EL KİTABI MANUEL DE ENERGÍA SOLAR SOLARENERGIE HANDBUCH

Transkript

1 Lifelong Learning Programme SOLAR ENERGY HANDBOOK GÜNEŞ ENERJİSİ EL KİTABI MANUEL DE ENERGÍA SOLAR SOLARENERGIE HANDBUCH

2

3 Hayatboyu Öğrenme Programı GÜNEŞ ENERJİSİ EL KİTABI

4

5 GÜNEŞ ENERJİSİ EL KİTABI SOLAR ENERGY HANDBOOK Proje Ekibi 3 1

6 4 2

7 ÖNSÖZ GÜNEŞ VE GÜNEŞ ENERJİSİ GÜNEŞ ENERJİSİ UYGULAMA ALANLARI Isıl Güneş Sistemleri Doğrudan Isıl Kullanım Isıl Sistemler ile Elektrik Üretimi (Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi Sistemleri) Güneşten Elektrik Üretimi (Fotovoltaik Paneller) Güneş Pillerinin Çalışma Prensibi Güneş Pillerinin Yapısı Güneş Pili Türleri Güneş Pili Sistemleri Güneş Pili Sistemlerinde Kullanılan Elemanlar NEDEN GÜNEŞ ENERJİSİ KULLANMALIYIZ? Avantajları Dezavantajları MEVZUAT ve TEŞVİKLER Türkiye de Güneş Enerji sinden Elektrik Enerjisi Üretimi ve Teşvik Lisanssız Elektrik Üretimi Lisanslı Elektrik Üretimi Teşvik (Türkiye Yenilenebilir Enerji Kanunu) Almanya da Güneş Enerjisinden Elektrik Enerjisi Üretimi ve Teşvik Teşvik (Erneuerbare-Energien-Gesetz, EEG) İspanya da Güneş Enerjisinden Elektrik Enerjisi Üretimi ve Teşvik Teşvik (Régimen Especial) Portekiz de Güneş Enerjisinden Elektrik Enerjisi Üretimi ve Teşvik GÜNEŞ ENERJİSİ EĞİTİMİNE GENEL BAKIŞ Türkiye de Güneş Enerjisi Eğitimi

8 Lise ve Dengi Okullarda Güneş Enerjisi Eğitimi Meslek Yüksekokullarında Güneş Enerjisi Eğitimi Almanya da Güneş Enerjisi Eğitimi İspanya da Güneş Enerjisi Eğitimi Yüksek Öğretim Kurumlarında Güneş Enerjisi Eğitimi İleri Mesleki Eğitim Portekiz de Güneş Enerjisi Eğitimi KAYNAKLAR:

9 ÖNSÖZ Günümüzde teknolojinin yenilenmesi, gelişmesi ve toplum hayatına daha fazla girmesiyle birlikte insanlığın enerji ihtiyacı da aynı oranda artmaktadır. Enerji, tüm toplumlar için önemli bir gösterge olup, üretimi ve tüketimi ile bir ülkenin kalkınma ve gelişmişlik düzeyinin anlaşılması için kullanılmaktadır. Gerek teknolojideki bu değişim gerekse dünya nüfusundaki artışla birlikte mevcut kaynakların ihtiyacı yeterince karşılayamaması sonucunda, alternatif arayışları hız kazanmıştır. Mevcut kaynakların yetersiz kalmasının yanında özellikle fosil yakıtlar ve türevleri ile yapılan enerji üretiminin çevreye verdiği zararlar da artık etkilerini daha fazla hissettirmektedir. Dolayısıyla başta sera etkisi olmak üzere, iklim değişikliklerine dahi sebep olan fosil yakıtlar yerine, çevreye olumsuz etkileri daha az ve yenilenebilir olan kaynakların bulunması ve bunlara dair teknolojilerin geliştirilmesi zorunlu hale gelmiştir. Bu nedenle özellikle 20. yüzyılın son çeyreğinde alternatif enerji kaynaklarına ilgi artmış, özellikle güneş enerjisi araştırmaları önem kazanmıştır. Dünya ve dünyayı çevreleyen atmosferde, bitkilerin yetişmesinden hava kütlelerinin hareketine kadar birçok fiziksel oluşumu etkileyen güneş en önemli enerji kaynağıdır. Hatta fosil yakıtlar dahi biyokütlede birikmiş güneş enerjisi olarak kabul edilmektedir. Güneş enerjisi birçok alanda kullanılmasına rağmen teknolojisinin yeterince ucuz olmaması, konu ile ilgili yeterince bilgi sahibi olunmaması ve toplumsal alışkanlıkların kolay değiştirilememesi sebebiyle henüz yeterince yaygınlaştırılamamıştır. Mevcut teknolojinin iyileştirilmesi, talebin artması ile üretim maliyetlerinin düşmesi, toplumsal çevre duyarlılığının arttırılması ile tüm bu kaynaklar içinde güneş enerjisi kullanımının gelecekte daha cazip hale geleceği düşünülmektedir. Bu bilgiler ışığında, Güneş Enerjisi El Kitabı nın hazırlanmasındaki amaç, toplum ve insan hayatında önemli bir yere sahip olan güneş enerjisini ve bu enerjiyi faydalı hale getirebilecek sistemleri tanıtmak, proje ortakları Türkiye, Almanya, İspanya ve Portekiz de konu ile ilgili mevcut durumu özetlemek ve bu sistemlerin yaygınlaştırılmasına katkı sağlamaktır. 7 5

10 1. GÜNEŞ VE GÜNEŞ ENERJİSİ İnsanlık için hayat ve tükenmez enerji kaynağı olan güneş, Güneş, Samanyolu Galaksisinde bilinen 200 milyar yıldızdan sadece biridir. Güneşin çapı yaklaşık 1,4 milyon kilometre, hacmi km³ kütlesi ise yaklaşık olarak (1,98855±0,00025) kg dır. Güneşin, hacim ve kütle olarak yaklaşık %99 u hidrojen ve helyumdan oluşmaktadır. Geri kalanı ise Fe, Ni, O, Si, S, Mg, C, Ne, Ca ve Cr gibi diğer elementlerden meydana gelir [1-2]. Güneş enerjisi, doğal ve sürekli bir füzyon reaktörü olan güneşteki hidrojen gazının nükleer reaksiyonlarla helyuma dönüşmesi sırasında açığa çıkan ışıma enerjisidir. Bu reaksiyonlar sırasında saniyede yaklaşık 600 milyon ton hidrojen tüketilmekte, bunun sonucu olarak da uzaya saniyede 3.8x10 26 joule enerji uzaya yayılmaktadır. Güneşin toplam kütlesinin yaklaşık % 99 unun hidrojen ve helyum olduğu düşünüldüğünde, yapılacak hesaplamalarla yakıtının tüketilmesi için yaklaşık 5 milyar yıllık bir sürenin olduğu anlaşılacaktır. Ancak bu ışınların tamamı yer yüzeyine ulaşmamaktadır. Bir miktarı (yaklaşık % 30 kadarı) dünya atmosferi tarafından geri yansıtılırken, bir miktarı da atmosferde tutulmaktadır. Dünya yüzeyine ulaşan bu enerji ile dünyanın sıcaklığı yükselmekte ve böylece yaşam mümkün olmaktadır. Dünyaya ulaşan enerji miktarı hesaplandığında ve bunun başka kaynaklardan elde edilemeyeceği göz önünde bulundurulduğunda güneşin önemi bir kez daha anlaşılacaktır. 6

11 2. GÜNEŞ ENERJİSİ UYGULAMA ALANLARI Günümüz teknolojisini kullanan cihazların büyük bölümü elektrik enerjisi ile çalışmaktadır. Aydınlatmadan bahsi geçen teknolojik cihazlara, ısınmadan soğutmaya elektrik enerjisine duyulan ihtiyaç her geçen gün artarak devam etmektedir. Bu ihtiyacın hızla artması doğal olarak ülkeleri daha çok enerji tüketmeye, artan tüketimle birlikte de daha çok enerji üretmeye itmiştir. Elektrik enerjisine bağımlılığın ötesinde insanoğlunun var olduğu andan itibaren güneşten farklı şekillerde yararlandığı da açıktır. Genel olarak Güneş Enerjisi Sistemleri olarak adlandırabileceğimiz bu sistemlerin, kullanım şekli, teknolojisi ve malzemesi açısından birçok türü olmakla birlikte, tamamını iki ana kategoride incelemek mümkündür. Bunlar; hem güneş enerjisinden kaynaklanan ısının doğrudan kullanıldığı hem elektrik üretiminde kullanılan ısıl güneş sistemleri ile güneş ışığını doğrudan elektriğe çeviren ve yarı iletken malzemeden meydana gelen fotovoltaik sistemler (güneş pilleri) dir Isıl Güneş Sistemleri Doğrudan Isıl Kullanım Bu sistemler vasıtasıyla güneş enerjisinden ısı elde edilerek, bu ısının doğrudan kullanılması veya elektrik üretilmesi mümkün olmaktadır. Kendi içinde düşük sıcaklık sistemleri ( C), orta sıcaklık sistemleri ( C) ve yüksek sıcaklık sistemleri (>300 C) olmak üzere üç gruba ayrılmaktadır. Düzlemsel güneş kollektörleri bilinen en yaygın düşük sıcaklık uygulamasıdır. Çizgisel yoğunlaştırma yapan sistemler orta sıcaklık uygulamaları, noktasal yoğunlaştırma yapan parabolik sistemler ise yüksek sıcaklık uygulamalarıdır. 9 7

12 Türkiye de olduğu gibi güneş enerjisinin en yaygın kullanıldığı alan su ısıtma amacıyla kurulan düzlemsel güneş kollektörleridir. Güneş kollektörlerinin çalışma prensibi, güneşin ısısını kollektör içerisinde dolaşan sıvıya aktararak bu sıvı vasıtasıyla suyun ısıtılmasıdır. Sistem içerisinde dolaşan sıvının sıcaklığı C civarında olmaktadır. Ayrıca sistem içerisinde mevcut olan iyi bir yalıtıma sahip depo vasıtası ile gün içerisinde uzun süreli sıcak suyun kullanılması sağlanmaktadır. Aynı yöntemle yüzme havuzlarında ve sanayi tesislerinde de sıcak su ihtiyacını karşılanmaktadır. 120 C sıcaklıklara ulaşan vakumlu güneş kollektörleri de günümüzde yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır Güneş Enerjisinden Yararlanarak Konut Isıtılması Güneşten aracısız ve en doğal faydalanma şekli konutların ısıtılmasıdır. Bu konuda ısınma için ciddi oranda fosil yakıtların kullanıldığı, çevre kirliliğinin kış aylarında gözle görülür hale geldiği düşünüldüğünde güneş enerjisi kullanımı ile büyük oranda tasarruf yapmanın mümkün olduğu görülmektedir. Bu sistemlerin verimi doğrudan su ısıtılmasına göre daha yüksek olmakla birlikte, ısıtmanın yapılacağı konutun mutlaka yalıtılmış olması gerekmektedir. Sistemin en büyük avantajı düşük sıcaklıklarda (50-90 C) ısıtmanın mümkün olmasıdır Güneş Enerjisi ile Kurutma Güneş enerjisiyle kurutmada ısı malzemeye doğrudan temas ettirilebildiği gibi dolaylı yoldan havanın ısıtılarak malzemeye teması ile de yapılabilmektedir. Kurutma işleminin yapılabilmesi için özel olarak hazırlanmış (nem ve sıcaklık kontrollü) bir bölme gerekmektedir. Bu tür kurutucuların avantajı doğrudan yapılan kurutmalarda yaşanabilecek olumsuzlukların en aza indirilmiş olmasıdır. Şekil 2.1. Bir güneş kurutucusunun çizimi 10 8

13 Güneş Enerjisi ile Damıtma Güneş enerjisi ile suyun damıtılmasında arıtılacak suyun (muhtemelen tuzlu su) bulunduğu bölüm güneş ışığının daha iyi absorblanabilmesi için siyah renge boyanmaktadır. Suyun önce buharlaştırılıp daha sonra yoğunlaştırılarak bir kapta toplanmasına dayanan basit bir mantıkla çalışan damıtma sistemleri gün boyu damıtma yapabildiği gibi depoladığı ısı sayesinde gece de damıtma işlemine devam edebilirler Güneş Enerjisi ile Pişirme Hindistan, Pakistan ve Çin gibi güneş enerjisi potansiyeli yüksek ülkelerde yaygın olarak kullanılan güneş ocaklarında maliyetin yüksek olması, gerekli ısının depolanamaması ve güneş ışınımının yeterli olmadığı zamanlarda kullanılamaması dezavantaj olarak görülmektedir. Çok değişik türleri geliştirilen güneşli ocakları genellikle gelişmekte olan ülkelerde ticari olarak kullanım potansiyeli bulmuştur. Değişik mekânlarda kullanmak amacı ile katlanabilir, yansıtıcılı, kolay taşınabilir güneş ocakları bulmak mümkündür. Ocağın yapısı incelendiğinde cam veya geçirgen örtüden oluşmuş birkaç tabaka ile yalıtılmış bir kaptan ibaret olduğu görülecektir. Çalışma prensibi sera etkisi ile aynıdır. Üst yüzeyde bulunan geçirgen örtü kısa dalga boylu güneş ışınımının geçişine izin verirken, fırının içinde bulunan düşük sıcaklıktaki maddelerin yaydığı daha uzun dalga boylu ışınların geçişlerini engeller. Bununla birlikte gelen ışınımın şiddetini arttırmak amacıyla yansıtıcı aynaların kullanımı mümkündür. 11 9

14 Parabolik yansıtıcılı güneş ocaklarında ise yoğunlaştırıcının odak noktasına yerleştirilen malzemenin pişirilmesi sağlanır. Bu tip sistemler güneşin hareketini takip etmek için yönlendirilebildiklerinden günün büyük bir kısmında verimlidir Güneş Enerjisi ile Soğutma Son yıllarda özellikle yaz aylarında soğutma ihtiyacının olduğu durumlarda da güneş enerjisinden faydalanmanın yolları araştırılmaktadır. Bu araştırmalar güneş enerjisi ile yapılan çalışmalarda da önemli bir yere sahiptir. Soğutma işlemleri için güneş enerjisi; Rankine çevrimli mekanik buhar türbinli sistem, absorbsiyonlu sistem, termoelektrik sistem, adsorpsiyonlu sistem, Brayton çevrimli mekanik sistem, gece ışınım etkili sistemler ile fotovaltaik ünitelerde enerji kaynağı olarak kullanılabilmektedir. Dolayısıyla sistemin tamamen güneş enerjisine bağımlı olarak tasarlanması durumunda ısı depolanması gerekmektedir. Figure 2.2. Bir evin güneş enerjisi ile soğutulmasının gösterimi Isıl Sistemler ile Elektrik Üretimi (Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi Sistemleri) Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi (CSP) sistemlerinde, aynalar veya lensler yardımı ile geniş bir alana düşen güneş ışınları nispeten daha küçük bir alana odaklanarak elektrik üretilir ve odaklanan enerji ısıya dönüştürülerek bir türbin veya motoru döndürebilir. Sistemlerde güneş takip sistemleri kullanılarak, güneşten faydalanma oranı ciddi bir şekilde arttırılabilir. Yoğunlaştırılan güneş ışınları, klasik enerji santrallerinde ısı kaynağı olarak kullanılabildiği gibi güneş panellerine düşürülerek elektrik enerjisi üretiminde de kullanılabilir

15 Günümüzde yaygın olarak üç çeşit konsantre güneş enerjisi sistemi kullanılmaktadır. Bunlar: i. Parabolik Oluklu Kollektörler ii. Güneş Enerji kulesi iii. Parabolik Çanak Sistemler Parabolik Oluklu Kollektörler: Güneş ışınları, merkezde bulunan sıvı ile dolu geçirgen cam tüpe yoğunlaştırılır. Bu tüp parabolik oluklu kollektör boyunca uzanır. Bu sistemlerin gün boyunca güneşi takip etmeleri gerekmektedir. Kollektörler doğudan batıya, kuzeyden güneye yönlendirilebilirler. Kullanılan tüpün parabolik oluklu kollektör boyunca uzanmasından dolayı tek eksenli yönlendirme yapılması yeterlidir. Parabolik oluklu kollektörler 50 ile 400 C arası ısı üretebilirler. 400 C de ısı enerjisinden elektrik enerjisi üretebilecek yeterli teknolojiye sahip olunmasına rağmen halen birçok ülkede bu işlem için fosil kaynaklar kullanılmaktadır

16 Güneş Enerji kulesi (Heliostat enerji santrali): Yüzlerce yansıtıcı kullanarak güneşten gelen ışınları tek bir merkezde bulunan kuledeki alıcıya yansıtarak çok yüksek sıcaklıklar elde edilebilir. Merkezdeki bu kuleye heliostat alan veya merkezi alıcı denir. Alıcılar tarafından emilen bu ısıl enerji bir sıvıya aktarılır. Bu sıvıdan daha sonra enerji elde edilir. İlk uygulamalarda sıvı olarak su kullanılmış daha sonra ise sodyum kullanılmaya başlanmıştır. Sodyumun suya göre avantajı, sodyumun daha fazla enerji saklayabilmesidir. Parabolik Çanak Sistemler: Bu sistemler iki eksenli yönlendirme sistemi ile güneşi gün boyu takip eder. Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi alıcısı çanağın merkezine yerleştirilmiştir. Merkezdeki bu yapının içeriği iki faklı şekilde olabilir. Bunlardan birincisi merkezde bulunan uygun bir sıvıya bu ısı enerjisini aktarılmasıyla elektrik üretimidir. Bu sistemde sıcaklık 1500 C ye kadar çıkmaktadır. İkinci yöntem ise merkeze yerleştirilen Stirling motoru ile elektrik elde etmektir

17 2.2. Güneşten Elektrik Üretimi (Fotovoltaik Paneller) Güneş enerjisinden farklı yöntemlerle elektrik üretimi mümkün olmakla birlikte, bu konuda teknolojisi en gelişmiş yöntem, güneş panelleri (fotovoltaik paneller) vasıtasıyla enerji üretilmesidir. Bu teknolojide güneş ışınlarının panel yüzeyine ulaşması ile yarıiletken malzemeler kullanılarak enerji dönüşümü sağlanmaktadır Güneş Pillerinin Çalışma Prensibi Fotovoltaik etki, Güneş Pillerinin güneş ışınlarını elektrik enerjisine dönüştürdüğü basit bir fiziksel işlemdir. Güneş ışığı, foton veya güneş enerjisi parçacıklardan oluşur. Güneş ışığından gelen fotonlar farklı dalga boylarından oluşmaktadır ve bu farklı dalga boylarına karşılık gelen çeşitli miktarda enerji içerirler. Şekil 2.3. Bir yarıiletkende p-n ekleminin gösterimi 15 13

18 Fotonlar PV yüzeyine çarptığı zaman oluşabilecek üç muhtemel durum vardır. Foton yansıyabilir, absorbe edilebilir ya da direk olarak geçebilir. Sadece absorbe edilen fotonlar elektrik üretebilir. Bu durumda fotonun enerjisi çarptığı hücredeki elektrona transfer edilir. Elektron elde ettiği bu enerji ile normal pozisyonundan kaçarak bir elektrik devresindeki akımın bir parçasını oluşturarak güneş ışığını elektrik enerjisine çevirmiş olur Güneş Pillerinin Yapısı Bir PV hücresi içerisindeki elektrik alanı meydana getirmek için, iki ayrı yarı iletkenleri birlikte sıkıştırılmıştır. Saf yarı iletken malzemeler elektriği ne iyi iletir ne de kötü iletir. Bunun sebebi, değerlik bandındaki elektron sayısı sınırlıdır. Saf bir yarı iletkenin elektron ve oyuk sayısı artırılarak iletkenliği artırılabilir. Bu durum saf bir yarı iletkene katkı maddesi eklenerek oluşturulur. Katkı maddesi eklenerek oluşturulan iki tip yarı iletken vardır. Bunlar pozitif (p) ve negatif (n) tip yarı iletkenlerdir. Bir PV hücresi, pozitif (p) ve negatif (n) tip yarı iletken malzemeden oluşur. Şekil 2.4. Bir güneş hücresinin katmanlarının gösterimi 16 14

19 GÜNEŞ ENERJİSİ EL KİTABI Güneş Pili Türleri Üretiminde kullanılan malzemelere göre güneş pillerinin değişik türleri mevcuttur. Tabloda güneş pilleri türeleri ile ilgili karşılaştırmalar verilmiştir

20 Güneş Pili Sistemleri Güneş Pili Sistemleri insanların elektik enerjisine ihtiyacının olduğu her uygulamada kullanılabilir. Güneş pili modülü uygulamalara bağlı olarak, inverterler, akümülatör, regülatör gibi kontrol cihazları ve çeşitli elektronik destek devreleri ile birlikte oluşturulur. Güneş pili sistemi uygulamalar pili sistemi Uygulamaları iki ana gruba ayrılabilir; i. Şebeke bağlantılı Sistemler (On Grid) ii. Şebekeden bağımsız sistemler (Off-Grid) Şebeke Bağlantılı Sistemler (On Grid): Şebeke bağlantılı güneş pili sistemler büyük güç sistemleri (santral boyutunda) şeklinde olabileceği gibi binalarda küçük güçlü sistemler şeklinde de karşımıza çıkabilir. Küçük güçlü sistemlerde elde edilen enerji, kurulu olduğu sistemin elektrik enerjisi gereksinimini karşıladıktan sonra fazla olan elektrik enerjisi, elektrik şebekesine satılır. Yalnız bu durumda üretilen DC elektrik AC ye çevrilerek şebekeye uygun hale getirilir. Yeterli elektrik enerjisini üretilemediği durumda ise şebekeden elektrik enerjisi alınır. Bu sistemlerde depolama olmadığı için akü grubuna gerek yoktur. Şebekeden Bağımsız Sistemler (Off-Grid): Güneş panellerinde elde edilen güç sistemin gereksinimini karşılar, fazla gelen enerji ise akülerde depo edilir. Depo edilen bu enerji güneş enerjisinin yetersiz kaldığı zaman, özellikle gece boyunca kullanılır. Akünün aşırı şarj ve deşarj durumlarında zarar görmesini engellemek için regülatör kullanılır. Sistemlerde regülatörün görevi ise akünün durumuna bakarak ya sistemin akım çekmesini durdurur ya da güneş pilinden gelen akımı keser

21 Güneş Pili Sistemlerinde Kullanılan Elemanlar Fotovoltaik Panel: Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren sistemlerdir. Kurulacak oluğu sisteminin enerji ihtiyacına göre panel sayısı arttırılarak enerji ihtiyacı karşılanır. Şarj Denetleyici: Fotovoltaik Paneller ile akü/batarya grupları arasına bağlıdır. Şarj denetleyicisi akülerin aşırı dolmasını veya tamamen bitmesini önleyerek akülerin veya bataryaların daha uzun ömürlü olmasını sağlar. Akü / Batarya: Fotovoltaik panellerden elde edilen enerjinin depolandığı üniteleridir. Kurşun aküler/bataryalar en yaygın kullanılan türdür. Uygun maliyetli olmaları ve fazla bakım gerektirmemeleri nedeniyle fotovoltaik sistemler için idealdir. İnvertör: Fotovoltaik Panellerden üretilen doğru akımı alternatif akıma çeviren elektronik bir alettir. Doğru akımla çalışan cihazların invertöre gereksinimi yoktur. Çift yönlü sayaç: Şebeke (on grid) bağlantılı istemlerde kullanılır. Kullanılan elektriğin kendi fotovoltaik sisteminden mi alındığını yoksa şebekeden mi alındığını belirler. Şekil 2.5. Bir fotovoltaik sistemin gösterimi 19 17

22 3. NEDEN GÜNEŞ ENERJİSİ KULLANMALIYIZ? Güneş Enerjisi ile çalışan sistemlerinin yaygınlaştırılabilmesi için bu sistemler hakkında yeterli bilgiye sahip olmak gerekmektedir. Doğal olarak her enerji kaynağında ve üretim sisteminde olduğu gibi güneş enerjisi sistemlerinin de avantajları ve dezavantajları vardır. Bu amaçla avantaj ve dezavantajlar aşağıdaki şekilde sıralanmıştır Avantajları Fosil yakıtların tükenmeye başladığı dünyamızda diğer yenilenebilir enerji kaynaklarında olduğu gibi güneş enerjisi de sonsuz, yenilenilir ve sınırsız enerji kaynağıdır. Bu güneş enerjisinin en önemli avantajıdır. Küresel ısınmanın giderek arttığı bir ortamda güneş enerjisinden enerji elde ederken karbon salınımı meydana gelmemektedir. Çevreyi kirletici atıkları olmayan, çevre dostu, gerektiğinde enerji ihtiyacına bağlı olarak kolayca değiştirilebilen sistemlerdir. Güneş enerjisinin bir diğer çevreci özelliği de çalışırken ses çıkarmadığından gürültü kirliliğine neden olmamaktadır. Güneş enerjisi yakıt maliyeti gerektirmeden sıcak su, ısınma, soğutma, endüstriyel uygulamalar, elektrik üretimi gibi birçok uygulamayı sağlamaktadır. Güneş enerjisi sistemleri enerji ihtiyacına göre kolay kurulabilir sistemlerdir. Ayrıca enerji ihtiyacının artması durumunda hızlı ve kolay bir şekilde sistemler genişletilebilir. Güneş enerjisi sistemlerinde üretim ve kurulum maliyetlerinden sonra kullanımda çok fazla bakım maliyeti oluşturmamaktadır. Güneş enerjisi ile çalışan sistemler kolaylıkla taşınıp kurulabilir. Elektrik şebeke hattı bulunmayan ya da şebeke hattının götürülmesinin pahalı olduğu kırsal yörelerde güneş pillerinin kullanımı daha ekonomik olabilmektedir. Güneş sistemlerinin ilk kurulum ve üretim maliyetlerinin yüksek olmasına rağmen uzun dönemde düşünüldüğünde fosil yakıtlara göre başlangıçtaki ödenen maliyetin geri dönüşümü vardır

23 Güneş pili, dayanıklı, güvenilir ve uzun ömürlüdür. Her ev, kendi enerjisini çatısına kurduğu güneş pilleri ile karşılayabilir. Böylece iletim ve enerjiyi taşıma maliyetleri ve kayıpları ortadan kalkmaktadır Dezavantajları En önemli dezavantajı fotovoltaik panellerin ve takip sistemli toplaçların üretim ve kurulum maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Ancak teknolojik gelişmeler ile enerji giderek yaygınlaşmakta ve maliyette düşmektedir. Güneş enerjisi sistemlerinin verimi güneşin durumuna bağlıdır. Bulutlu havalar, çevre kirliliği, güneşin yönü bazı sistemlerde verimi direkt etkilemektedir. Özellikle elektrik üretimi yapan toplaç tiplerinde gölgelemeyi önlemek için geniş alanlara ihtiyaç duyulmaktadır. Güneş enerjisi sistemlerinin gece enerji sürekliliği sağlayabilmesi için depolama sistemlerine ihtiyaç duyar. Güneş Pillerinin verimleri düşüktür (%15 civarı). Binalarda kullanılan güneş toplaçları görünüm ve yer açısından bazı sorunlara yol açabilmektedir. Fotovoltaik hücrelerde kullanılan yarıiletken maddeler kullanım ömrü bittikten sonra çevre kirliliğine neden olabilmektedirler. Güneş enerjisi teknolojisi ulaşım amaçlı uygulamalar için henüz yeterli verime sahip değildir. Gelişmekte olan bir teknolojidir

24 4. MEVZUAT ve TEŞVİKLER TÜRKİYE Başkent: Ankara Resmi Dil: Türkçe Para Birimi: Türk Lirası ( ) Nüfus: 76,67 Milyon 22 20

25 4.1. Türkiye de Güneş Enerji sinden Elektrik Enerjisi Üretimi ve Teşvik Türkiye de yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanarak elektrik üretimi kanun ve yönetmeliklerle düzenlenmiştir. Kanun kapsamında elektrik üretimi, üretim kapasitesinin büyüklüğüne göre Lisanssız ve Lisanslı olmak üzere iki başlık altında yer almaktadır Lisanssız Elektrik Üretimi tarihinde yayınlanan 6446 sayılı Elektrik Piyasası Kanunu kapsamında lisanssız elektrik üretimi üst sınırı 1 MW' a yükseltilmiştir. Bu kapsamda elektrik üretim tesisi kurmak isteyen tüzel ve gerçek kişiler Yönetmeliğin 7. maddesi çerçevesinde Lisanssız Üretim Bağlantı Başvuru Formu ile birlikte belirtilen belgeleri doğrudan ilgili dağıtım şirketine veya OSB dağıtım lisansı sahibi tüzel kişiye başvurmalıdırlar. İlgili dağıtım şirketince düzenlenen Bağlantı Anlaşmasına Çağrı Mektubunun tebellüğ tarihinden itibaren yüz seksen gün içerisinde elektrik üretim tesisinin kurulumunun tamamlanması gerekmektedir. Gerçek veya tüzel kişiler söz konusu sürenin ilk doksan günü içerisinde üretim tesisi ve varsa irtibat hattı projesini Bakanlık veya Bakanlığın yetki verdiği kurum ve/veya tüzel kişilerin onayına sunar. Yönetmeliğin 9. maddesinde belirtilen belgelerin dağıtım şirketine eksiksiz sunulması halinde dağıtım şirketi ile otuz gün içerisinde bağlantı ve sistem kullanım anlaşması imzalanır. Ayrıca, elektrik üretim tesisi projelerinin, Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğünce yayımlanan Saha Uygulamalı Güneş Enerjisi Santralı Proje Şablonu veya Çatı ve Cephe Uygulamalı Güneş Enerjisi Santralı Proje Şablonunda belirtilen kriterler doğrultusunda, onay için TEDAŞ (Türkiye Elektrik Dağıtım Anonim Şirketi) Genel Müdürlüğüne sunulması gerekmektedir Lisanslı Elektrik Üretimi Elektrik piyasasında lisanslı olarak tüzel kişiler tarafından gerçekleştirilebilecek faaliyetler; üretim, iletim dağıtım, toptan ve perakende satış, piyasa işletim, ithalat ve ihracat faaliyetlerini kapsamaktadır. Tüzel kişilere faaliyet göstermek istedikleri alanda en fazla 49 yıllığına lisans verilir

26 Üretim lisansı başvurusunda bulunan tüzel kişiye öncelikle, üretim tesisi yatırımına başlaması için mevzuattan kaynaklanan izin, onay, ruhsat ve benzeri belgeleri edinebilmesi ve üretim tesisinin kurulacağı sahanın mülkiyet veya kullanım hakkını elde edebilmesi için Kurum tarafından belirli süreli ön lisans verilir Teşvik (Türkiye Yenilenebilir Enerji Kanunu) Türkiye enerji politikası olarak 2023 yılına kadar enerjisinin % 30' unu yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılayabilmeyi planlamaktadır. Bu kapsamda enerjisini yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılayan işletmelere bazı teşvikler sunulmaktadır. Bu teşviklerden bazıları; vergi ve arazi kullanım bedellerinde indirim, sistemde yerli malzeme kullanıldığı takdirde tarifeye ek pirimler, yılları arasında lisans sahibi olacak olan üreticilere sabit fiyattan alım garantisi, proje hizmet bedellerinden muafiyet olarak dikkat çekmektedir. Ayrıca Türkiye' de 38 şehir güneş enerjisinden elektrik üretimi konusunda izin almıştır. 92 MWlık kapasitesi ile bu iller arasında ilk sırada Konya yer almaktadır. Ancak bu illerin toplam güneş enerjisinden elektrik üretim değeri 600 MW ile sınırlandırılmıştır yılı yenilenebilir enerji kanunu ulusal üretim sektörünü desteklemek ve canlandırmak amacıyla Türkiye de yapılan bileşenlerin üretimleri için de teşvikler getirmektedir. Şirketler üretimlerini yaptıkları ekipmana/bileşene göre fazladan tabloda belirtildiği miktarlarda bir teşvik almaktadırlar: 24 22

27 ALMANYA Başkent: Berlin Resmi Dil: Almanca Para Birimi: Euro ( ) Nüfus: 81,80 Milyon 25 23

28 4.2. Almanya da Güneş Enerjisinden Elektrik Enerjisi Üretimi ve Teşvik Almanya da güneş enerjisinden elektrik üretimi bir tarife ile teşvik edilmektedir. Koşullar ve ödemelerin miktarı Yenilenebilir Enerjilere Öncelik Verilmesine İlişkin Alman Yasası (EEG) ile belirtilmiştir. Alman Yenilenebilir Enerji Yasası (Erneuerbare-Energien-Gesetz, EEG), madde 16 ya göre enerji tedarikçisi kullanıcı tarafından üretilen elektrik için ödeme yapmak zorundadır. Ücretin miktarı işletmenin devreye alınma tarihi, imalat türü çeşidi (çatı montaj veya açık arazi) ile birlikte işletmenin performansıyla da belirlenir. Yapılacak ödeme şebekeye beslenen elektriğin kilovat-saatine göre yapılmaktadır. Federal Ağ Ajansı (Bundesnetzagentur) aylık ücretin ne kadar değişeceğini duyurmaktadır. Yasaya göre, bir ödeme, genellikle 20 yıllık bir süre için yasal olarak bağlantılı bir şekilde üreticiye şebeke operatörü tarafında garanti edilmektedir Teşvik (Erneuerbare-Energien-Gesetz, EEG) Zemine monte sistemlerden üretilecek elektrik üretimi, sadece tesisin resmi bir planlama (örneğin arazi kullanım planı) kapsamında inşa edilmesi halinde uygundur. Kalkınma planlarında yer alan bölgelerde bulunan zemin-monte sistemler, 1 Ocak 2009 tarihinden sonra sadece belirlenmiş alanlara inşa edilmelidirler. Üretilen güneş enerjisinin tüketimi de EEG de ayrı ayrı düzenlenmektedir. Eğer üretilen elektrik tamamen şebekeye geri döndürülmez ve kısmen evde tüketilirse ayrıca bir ikramiye vardır. Bunun için ödeme oranlarına ek olarak bir hükümet ikramiyesi verilmektedir. Güç tüketim ikramiyesi kurulumun aktif büyüklüğüne göre hesaplanır. Buna göre ödemelerde tüketim payının toplam üretilen elektriğin yüzde 30 unun altında ve üstünde olmasına üzere ayrıma gidilmektedir

29 25

30 İSPANYA Başkent: Madrid Resmi Dil: İspanyolca Para Birimi: Euro ( ) Nüfus: 47,19 Milyon 28 26

31 4.3. İspanya da Güneş Enerjisinden Elektrik Enerjisi Üretimi ve Teşvik Eski Özel Rejim Kanunu (RE) kapsamında, yenilenebilir enerji ve kojenerasyon tesisleri şebekeye tüm net güç transferi karşılığında: (i) teşvike veya (ii) piyasa fiyatı artı belirlenmiş bir prime hak kazanıyordu. İspanyol hükümeti tarafından vaat edilen bu teşvikler yenilenebilir enerji kurulumlarını cesaretlendirmeyi ve desteklemeyi amaçlıyordu. 12 Temmuz 2013 tarihinde İspanyol Bakanlar Konseyi, İspanya da elektrik tarife açığını ortadan kaldırmayı amaçlayan acil yasal önlemler paketini onayladı. 13 Temmuz 2013 günü, İspanyol hükümeti Özel Rejimi Kanununu kaldıran ve bunu yeni bir ödeme sistemi ile değiştiren Kraliyet Kararnamesi Taslağını (9/2013) onayladı. Üretilen enerjiyi referans alarak teşvik vermek yerine, bireysel bazda kurulu standart tesis in kurulu kapasitesine ve bu tesisin maliyetlerine göre hesaplanan belirli bir ödeme yapılmasına karar verilmiştir Teşvik (Régimen Especial) İspanyol hükümeti 2013 yılında mevcut finansal durum sebebiyle fotovoltaik sistemler için tüm teşvikleri askıya aldı. Ayrıca iade edilecek ödemelerin ne zaman olduğuna dair de bir açıklamada bulunmadı. Bununla birlikte daha önce ödeme garantisi verilmiş geriye dönük teşviklerin ise etkilenmeyeceğini belirttiler. Teşvik yerine, 100 kw a kadar olan küçük jeneratörlerin şebekeye bağlanmasına ve piyasa fiyatı üzerinden şebekeye sağladıkları elektrik kadar bu üreticilere ödeme yapılmasına izin veren bir mevzuat bulunmaktadır. Askıya alınmadan önceki planlanmış tarifeler aşağıda verilmiştir: Ayrıca İspanyol tarifesi Kraliyet Kararnamesi (RD) 14/2010 a göre yılda kaç saate kadar ödeneceği sınırlandırılmıştır. 31 Aralık 2013 e kadar ülke genelinde 29 27

32 sayının sabitlenmesine karar verilmiş, ancak 2014 yılından itibaren (aşağıda şekilde gösterildiği gibi) ülke iklimsel olarak beş bölgeye ayrılmıştır

33 PORTEKİZ Başkent: Lizbon Resmi Dili: Portekizce Para Birimi: Euro ( ) Nüfus: 10,43 Milyon 31 29

34 4.4. Portekiz de Güneş Enerjisinden Elektrik Enerjisi Üretimi ve Teşvik Tarihsel olarak Portekiz de yenilenebilir enerji üretimi ağırlıklı olarak büyük hidroelektrik üretim kapasitesi tarafından temsil edildi. Rüzgâr gücü kapasitesi 2000 ve 2007 yılları arasında üstel olarak MW a kadar yükseldi yılından sonra fotovoltaik kullanarak elektrik üretimine devlet teşviki arttı. Portekiz de yenilenebilir enerji için destek mekanizmaları genellikle teşvik sistemleri ile küçük seviyelerde yatırım sübvansiyonları ve vergi avantajlarına dayanmaktadır Teşvik (Special Regime Production Law (PRE)) Teşvik, sabit bir zaman diliminin garanti edildiği (15 yıl), teknolojisine göre ayrıştırılmaktadır ve hedeflenen kapasiteye ulaşılana kadar uygulanabilirdir. PRE ye katılan üreticiler için ödeme takvimi ilk olarak 1999 yılında kısmen karmaşık bir formül ile tanıtılmıştır yılında, yasa değişik teknolojileri de dikkate alarak yeterli geri dönüşü sağlamak amacıyla güncellenmiştir Mart ile birlikte üretim zaman ile (15 yıl) veya en azından kurulu elektrik gücü kapasitesi başına üretilen belli enerji miktarına göre sınırlandırılmıştır. Bu özel üreticilere piyasa rakamlarına göre ödeme yapılacağı anlamına gelmekteydi yılındaki kanuna göre, 5 kw a eşit veya daha az olan fotovoltaik kurulumları ilk 21 GWh/MW a kadar veya 15 yıl boyunca hangisi önce gelirse 44,4 Euro cent/kwh olarak desteklenmiştir. Diğer taraftan 5 kw tan büyük kurulumlar için ise şebekeye sağlanan ilk 21 GWh/ MW a kadar veya 15 yıl boyunca hangisi önce gelirse 31,7 Euro cent/kwh olarak desteklenmiştir. Daha sonra 2007 yılında, tarifeler küçük (5 MW ın altı) ve büyük (5 MW ın üstü) kurulumlar olarak sağlanmıştır: 5 kw a kadar fotovoltaikler: 450 Euro/MWh, 5 kw tan 5 MW a: 317 Euro/MWh, 5 MW ın üzeri: 310 Euro/MWh, 5 kw ın altında mikro-jenerasyon fotovoltaikler: 470 Euro/MWh, 5 ve 150 kw arasında: 355 Euro/MWh. Son kanunlara göre mikro ve mini üretimler için teşvik miktarları aşağıdaki tablolarda gösterildiği şekilde duyurulmuştur: 32 30