Solar Enerji Teknolojisi

Transkript

1 Solar Enerji Teknolojisi Fotovoltaik (Güneş Enerjisi, Solar Enerji) Teknolojide enerji kaynağı olarak Güneş ten gelen fotonlar vazife alır. Fotonlar, Güneş ten her gün Dünya mıza gelen ışığı taşıyan, enerjisi olan parçacıklardır. Güneş Paneli olarak adlandırılan, içinde Güneş Enerji Hücresi adlı parçalar tespit edilen yüzeylere çarpan fotonlar elektriksel bir stres meydana gelmesine sebep olurlar. Böylece elektrik üretilmiş olur. Güneş hücreleri, elektronik dönemleri meydana getiren elemanların imalatında de sarf edilen, zaten toprakta tespit edilen silikondan üretilirler. Gezegende oksijenden sonra en fazla tespit edilen element olan silikon(silisyum) bir yarı ilfaktördür. Fotovoltaik hücre imalatı sırasında p-tarzı ve n-tarzı silikon denen iki katman oluşturulur. Güneş ten gelen fotonlar güneş hücresine çarptığında, p-tarzı silikon katman hemen tespit edilen elektronların enerjilerinin yükselmesine ve bir üst enerji civarına çıkmasına sebep olurlar, bu sayede elektronlar yarı ilfaktör malzemeden geçebilecek enerji civarına ulaşırlar. Bu halde p-tarzı silikon katman hemen tespit edilen elektronlar yarı ilfaktör malzemeyi geçerek n-tarzı silikon katmanına geçerler.

2 Bu halde p-tarzı silikon katman hemen elektron boşlukları meydana gelir. İki katman arasına ilfaktör bir malzeme bağlandığı vakit ise elektronlar, p-tarzı silikon katman hemen meydana gelen boşluklar nedeniyle o bölgeye doğru hareket etmek isterler ve n-tarzı katmandan p-tarzı katanlam doğru elektronlar akar. Güneş ten gelen fotonlar hücreye çarpmaya devam ettiği prosese elektronların bu akışı devam eder ve bu sayede elektrik enerjisi elde edilmiş olur. N-tarzı ve p-tarzı arasındaki bağlantı, ara elektronik donanımlar vasıtası ile şebekeye bağlandığı vakit (bir güneş enerji sistemi meydana getirildiği vakit), elde ettikleri enerji şebekede, elektrik olarak kullanabilmek mümkündür.

3 Güneş Enerjisi Sistemlerinde Yapılan Hatalar Nelerdir? Güneş enerjisi sistemleri şebekeden bağımsız olarak çalıştıklarından dolayı bu konuda alım sırasında insanların maalesef hata yaptıklarını söyleyebiliriz. Her ne kadar tasarım aşamasında monte etmenin kolay olabileceği düşünülüyor olsa da aslında bu sistemlerin montajı kolay değildir. Çünkü bu aynı zamanda tecrübeyle sabit olan bir konudur. Güneş enerjisi aldığınız zaman başarılı ve daha önce referansları olan bir firma tercih edilmesi gerekir. Daha öncesinde bu hizmeti hiç vermemiş olan bir firma ile yıllar boyunca bu hizmeti sağlamış olan bir firma aynı işçilik kalitesini yapamaz. Evet, belki her ikisine anlatmış olduğunuz şemayı ikisi de yapacaktır. Ancak tecrübeli olan firma yapım esnasında yanlışlıkları da görebileceğinden dolayı hatayı en aza indirecektir. İşte bu durum sizin için şu sorunu doğuracaktır. İşi bilmeyen firmanın yapmış olduğu güneş enerjisi sisteminin ömrü daha kısa diğerinin ki ise daha uzun olacaktır. Peki, doğru firmayı ararken nasıl bir yol izlemek gerekiyor. Hatada bulunmamak için neye dikkat edilmesi gerekir. Yapılan Hatalar Neler? Daha önceki makalelerimizde size güneş enerjisi sistemleri hakkında pek çok bilgi vermiştik. Özellikle de ev tipi enerji sistemleri tasarımı ile alakalı bilgiler. Akü Seçimi

4 Maalesef güneş enerjisi sistemleri yapılırken en fazla yapılan hatanın başında yanlış akü seçimi geliyor. Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında aküler gelir. Genelde sulu tip, kuru tip ve jel aküler kullanılıyor. Burada aküden ziyade doğru marka aküyü seçmek gerekir. İnsanların akü alırken maddi kaygıları ön plana çıkardıklarından dolayı maalesef ki yan sanayi akü almayı tercih ediyorlar ve bu da bir süre sonrasında hata olarak geri dönüyor. Firma Seçimine Dikkat Edin Bu tip sistemler uzmanlık profesyonellik gerektirir eğer ki siz seçeceğiniz firmayı önceden tanımaz ve referanslarını kontrol etmezseniz projenin uygulaması öncesinde yapılan bir hata varsa bunu gözden kaçıracak ve bitimde ya da bir süre sonrasında sizin karşınıza sorun olarak tekrar çıkacaktır. İşte bunun içinde doğru firma seçimi önemli bir konu olmuştur. Yukarıda belirttiğimiz gibi güneş enerjisi sistemlerinde doğru ekipmanların kullanımı büyük öneme sahiptir. Aksi takdir de bu

5 sistemlerin kullanımında hatalar yapılmış olacağında doğru tasarruf ve ekonomi yapılmamış olacaktır. Güneş Enerjisiyle Çalışan Yerli Silah! Samsunlu mucit Mustafa Yiğit, Solar enerjili tam bağımsız robot tabanca yaptı. Dünya Mucitleri Evrensel Araştırmalar ve Geliştirmeler Derneği Genel Başkanı Mustafa Yiğit, sınırlara konuşlandırılabilecek Solar enerjili tam bağımsız robot tabanca projesini yaşama geçirdi. Samsun da yaşama geçirdiği buluşlarla dikkatleri üzerine toplayan ünlü mucit Mustafa Yiğit, 1,5 senedir üstünde çalıştığı Solar enerjili tam bağımsız robot tabanca projesini bitirdi. İnsanların yaşamlarını kolaylaştırmak adına keşifler yapan Mustafa Yiğit, yepyeni buluşunu duyurdu. Güneş enerjisi ile çalışan, ısıyı, hareketi algılayan sensörleri, uyarıcı sistemleri ve 180 derece dönebilme olanağına sahip olan Solar enerjili tam bağımsız robot tabanca pekçok özelliği ile göze çarpıyor. Uzun süredir üstünde çalıştığı projesinin tanıtımı anında aksiyon filmlerini aratmayan görüntüler meydana geldi. Solar enerjili tam bağımsız robot silah karşıdan gelen hedeflere ilk olarak ikazlarda bulundu. İkazları aldırmayan düşmana robot ateş ederek tesirsiz duruma getirdi.

6 SINIR GÜVENLİĞİNDE KULLANILABİLİR Proje konusunda bilgi veren ünlü mucit Mustafa Yiğit, 21. asırda yaşıyoruz, teknolojiye ayak uydurmak gerekli. Ülkemiz e baktığım zaman bu biçimde çalışmalar yok. Bu, basit bir proje. Parasal imkansızlıklarla bu dereceye getirebiliyorsak devletin müesseseleri bunun daha güzelini yapar. Kendi başına hareket edebilen, ısıya hassas, harekete hassas tabanca sistemi filmlerde görüyorduk. İşte şimdi biz bunu yaptık. Yapılamaz diye bir şey yok. Robot tabanca öncesinde uyarıyor daha sonra uyarı dinlenmediği zaman kendiliğinden ateş ederek hedefi tesirsiz duruma getiriyor. Sistem enerjiyi güneş panelinden ediniyor. Gündüz güneşten kendini besliyor, bataryalarını dolduruyor. Bataryaların gücü zaten hareket düzeninde aylarca yetebilecek biçimde. Bu yüzden enerjisi bitmeyen bağımsız bir robot projesi diye konuştu. Bu tür projeler inşa edilerek yeryüzünde söz hakkı sahibi olunabileceğini söyleyen Yiğit, İyiler güçlüyse, kötüler kötülüğünü göstermez ama iyiler zayıfsa kötüler daha da kötü olur. Teknolojide bir numara olmamız gerekmektedir. Bu sistem sınır güvenliğinde kullanılabilir diye sohbet etti. Türkiye de Güneş Hücresi ve Güneş Paneli Üretilecek! UGS Enerji, Çin, Almanya ve Abd ile sınırlı olan güneş panelleri için hücre imalatını Gaziantep e taşıyacak. Güneş enerjisinden elektrik üretimine yönelik yatırımların arttığı bir dönemde, bu tesisleri türk malı teknolojiyle gerçekleştirmeye yönelik arayışlarda yepyeni mertebeye

7 gelindi. Ekonomi Bakanlığı, güneş enerjisinden elektrik üretimine yönelik mühim bir teknolojik yatırımı daha teşvik kapsamına aldı. Çin, Almanya ve Abd da yapılan, güneş panelleri için hücre imalatını Türkiye de gerçekleştirmeyi planlayan kuruluş, mevduat teşviklerinden yararlandırılacak. UGS Enerji mevzubahis yatırımla, senede 16,8 milyon güneş paneli hücre, 280 bin güneş paneli üretmeyi amaçlıyor. Projenin sabit mevduat tutarı 66 milyon 310 bin lirayı buluyor. Mevduat için tahmini 25 milyon dolar değerinde makine ve ekipman ithal edilecek. Yatırım teşviki kapsamına edinilen kuruluş, gümrük vergisi muafiyeti, KDV istisnası, vergi indirim oranı, sigorta primi işveren hissesi desteği, mevduat yeri tahsisi benzeri desteklerden yararlanacak. UGS Enerji nin sahibi Sinan Uğraş, yaptığı bildiride, enerjinin, son zamanlarda ekonomilerin gelişmesinde en mühim sektörlerden biri olduğunu ifade etti. Ülkemiz nin yüksek güneş enerjisi potansiyeli bulunduğuna işaret eden Uğraş, bu teknolojinin türk malı yatırımla gerçekleştirilmesinin ülke ekonomisine mühim bir katkı sağlayacağını ifade etti. Güneşten elektrik imalatında panellerin hemen her yerde üretilebildiğini fakat hücre imalatının Çin, Almanya ve Amerika yla sınırlı olduğunu belirten Uğraş, yapacakları yatırımla Ülkemiz yi bu alanda dördüncü ülke konumuna getirmeyi hedeflediklerini altını çizdi. Uğraş, tesis için 22 profesörün katılımıyla Ar-Ge çalışmaları gerçekleştirdiklerini ifade etti. Güneş hücresinin 2016 itibarıyla üretimine başlamayı planladıkları belirten Uğraş, tesisin imalata geçmesiyle tahmini 300 kişiyi istihdam etmeyi hedeflediklerini belirtti.

8 Katlanabilir Güneş Panelli Lamba! Yeryüzünde milyonlarca insanın hala elektriksiz ve cereyansız yaşamaya mahkum olduğunu ve bu bölgelerde yaşayanların geceleri en temel ihtiyaçlarını rahatça gidermek için gaz lambası gibi riskli ışık kaynaklarından başka seçenekleri olmadığını gören Amerika Birleşik Devletlerivatandaşı Alice Min Soo Chun bir ürün üretti Haiti zelzelesinin ardından afet durumlarında ışığa duyulan ihtiyacın ne kadar mühim olduğunu gören Soo Chun un kurduğu Solight Design şirketinin tasarladığı ve ürettiği SolarPuff çok hafif, PET ten imal edildiği için kolay kolay zarar görmüyor, sudan etkilenmiyor ve hemen hemen hiç yer kaplamıyor. Zira kağıt katlama sanatı origamide olduğu gibi, bu lambalar katlanabiliyor. Böylelikle gündüz ister sırt çantanızda, ister evinizin bahçesinde güneşlenmeye bıraktığınız zaman, geceleri biriktirdiği enerjiyi en az 8 saat kullanabileceğiniz bir ışık kaynağına dönüşüyor. Solar Gece Lambası

9 Güneş Enerjisi Sistemleri Günümüzde fosil yakıtlar ile çalışan güç santrallerinin çoğu, bu yakıtları suyu buharlaştırmak için bir sıcaklık kaynağı olarak kullanmaktadır. Kaynayan suyun meydana getirdiği buhar daha sonra büyük türbinleri çevirmekte kullanılmakta ve bunun sonucu olarak harekete geçen jeneratörler ile elektrik üretilmektedir. Yeni nesil güç santralleri ise fosil yakıtların yerine güneş enerjisini suyu buharlaştırmak ve böylelikle türbinleri döndürmek için kullanmaktadır. Bu çeşit güneş enerjisi sistemlerine toplayıcılı solar güç sistemleri denir. Bu sistemlerin üç ana çeşidi vardır.parabolik-oluk,çanak-motor ve güç kulesi. Parabolik-Oluk sistemleri güneş enerjisini uzun, U şeklinde eğimli aynalar yardımıyla bir noktada yoğunlaştırır.güneş ışınlarının yoğunlaştırıldığı bu noktadan başka bir söylemle oluktan bir boru geçirilir. Böylelikle güneş ışınları yoğunlaştırılmış olarak bu borunun üzerine düşer ve içinde devirdaim şeklinde bulunan yağı ısıtır. Isınan sıcak yağ daha sonra aynı eski tip güç santrallerinde olduğu gibi suyun buharlaştırlmasında kullanılır. Solar Çanak-Motor Sistemleri

10 Çanak-Motor sistemleri ise büyük uydu antenlerine benzeyen aynalar ile kaplanmış bir çanak yardımıyla güneş ışınlarını bir alıcının üzerinde yoğunlaştırır. Bu alıcının görevi ısıyı emmek ve motorun içine bulunan sıvıya emdiği ısıyı iletmektir. Isı, motorun içerisinde bulunan sıvının patlamasına ve pistonları itmesine sebep olur. Böylelikle ele geçirilen mekanik güç jeneratörün veya alternatörün elektrik üretmesi için kullanılır. Solar Güç Kulesi Güç Kulesi sistemi geniş bir alana yayılmış aynalar yardımıyla güneş ışığını aynaların ortasında bulunan bir kulenin tepesindeki alıcının üzerinde yoğunlaştırır. Bu sıcaklık, alıcının içinde devirdaim yapan erimiş tuzun ısınmasını sağlar. Isınan sıvı/akışkan tuz ise yine bilinen güç santrallerindeki gibi suyu buharlaştırmak ve türbinleri döndürüp jeneratör ile elektrik üretmek için kullanılır. Sıvı/akışkan tuz sahip olduğu ısıyı iyi tuttuğu için, elektriğe çevrilme işleminde kullanılmadan öncesinde günlerce saklanabilir. Başka bir söylemle, bulutlu bir günde veya güneş battıktan sonra da elektrik üretmek olasıdır.

11 Güneş Enerjisi ile Çalışan Sıcak Su Sistemleri Ülkemizde yaygın olarak bilhassa bol güneş alan güney ve batı bölgelerinde kullanılan Güneş Enerjisi ile Çalışan sıcak su sistemleri, fotovoltaik başka bir deyişle güneş enerjisinden elektrik üreten güneş panellerinden çok daha çeşitli şekilde çalışırlar. Güneş ışınlarını faydalanarak sıcak su üreten sistemlerinin teorik olarak nasıl çalıştığını bir örnekle açıklayalım. Bir gölde sığ sular çoğunlukla derin sulardan daha sıcaktır. Bunun sebebi güneş ışınlarının sığ sularda gölün tabanını ısıtabilmesidir. Isınan taban sonra da suyu ısıtır. Güneş ışınlarıyla su ısıtma sistemleri de prensipte böyle çalışır. Solar Sıcak Su Sistemlerinin Bileşenleri: Binalarda kullanılan solar sıcak su sistemleri iki ana bölümden oluşur. Solar toplayıcılar başka bir deyişle güneş panelleri ve depo başka bir deyişle su tankı. En çok kullanılan toplayıcı düz levhalı toplayıcı türüdür. Çatıya kurulan bu toplayıcılar çoğunlukla resimde de görüldüğü gibi dikdörtgen halinde olup güneşe bakan yüzü saydamdır. Bu toplayıcıların içerisinde ise küçük borular bulunur. Bu borularda su ya da farklı bir sıvı/akışkan (antifiriz karışımında olduğu gibi ) devir-daim yapar. Paneller, güneş ışınlarını tutması açısından siyah renkli boya ile kaplanırlar. Güneşten gelen ışınların paneli ısıttıkça, içerideki borulardan geçen sıvı/akışkan da ısınır. Isınan bu su ya da sıvı/akışkan daha daha sonra depoya gider ve burada saklanır. Bu tanklar çoğunlukla iyi yalıtılmıştır. Su yerine farklı bir sıvı/akışkan kullanan sistemlerde ısınan sıvı/akışkan daha daha sonra sarmal bir tüp sistemi yardımıyla suyun ısıtılmasında kullanılır.

12 Pasif ve Aktif Solar Sıcak Su Sistemleri: Solar sıcak su sistemleri pasif ve aktif olmak üzere iki çeşittir. Daha yaygın olan sistemler, aktif sistemlerdir. Bu sistemlerde borulardaki su ya da sıvı/akışkan pompalar yardımıyla panellerden depoya aktarılır. Pasif sistemlerde ise bu işlem yer çekimi ve ısınan suyun devir-daim yapmasıyla sağlanır. Yüzme havuzlarında kullanılan sistem ise çok daha basittir. Havuzun filtre pompası suyu solar toplayıcılara başka bir deyişle panellere yollar. Çoğunlukla siyah plastik ya da lastikten yapılan bu toplayıcılar böylelikle devirdaim yapan suyu ısıtırlar. Fotovoltaik (solar) Sistemler ve Bileşenleri Fotovoltaik (solar) Sistemler ve Bileşenleri

13 Fotovoltaik sistemlerin güneş enerjisinden elektrik enerjisi ürettiğini bilmekteyiz. Ancak bu şekilde elektrik üretmek için yalnızca güneş panelleri yeteri kadar değildir. Bir fotovoltaik sistem güneş panelinin dışında birçok cihazın birlikte kullanılmasını gerektirir. Aşağıda bir fotovoltaik sistemde olması gerekli olan bileşenleri ve görevlerini görebilirsiniz. Güneş Panelleri: Fotovoltaik sistemi ana bileşenidir. Güneşten gelen enerjisi elektrik enerjisine çevirmekle görevlidirler. Bir güneş paneli seçerken aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir. Fiyatı: Bir güneş panelinin fiyatı büyüklüğüne, dayanıklılığına ve çeşidine göre değişiklik gösterir. Bununla Birlikte farklı şirketlerin farklı kalitedeki mahsulleri de fiyat açısından çeşitlilik gösterir. Aşağıdaki linkte çeşitli şirketlerin çeşitli büyüklükteki panellerinin ücretlerini görebilirsiniz. Büyüklüğü: Bir solar panelin büyüklüğü veya yüzey alanı onun ne kadar vat üreteceğini doğrudan etkiler. Solar panel büyüklüğünün başka bir deyişle sıra panelin çeşidi baksa bir değişle teknolojisi de vat kıymetini doğrudan etkiler. Bu konuda daha çok bilgi için aşağıdaki makaleye göz atabilirsiniz. Dayanıklılığı: Anlaşıldığı gibi bir solar panelin nitelikleri birbirleri ile bağlantılıdır. Aynı şekilde bir panelin dayanıklılığı doğrudan maliyetini etkiler ve yine doğrudan panelin teknolojisine bağlıdır. Bununla birlikte daha kaliteli ürünler daha sağlam ve uzun ömürlüdür. Uzun ömürlü güneş panelleri yatırımın geri dönüşü açısından tercih edilmelidir. Çeşidi: Solar panellerin imalatında farklı teknolojiler kullanılmaktadır. Bu teknolojiler, bir solar panelin maliyetini, büyüklüğünü ve dayanıklılığını doğrudan etkiler. Yeni teknolojilerin güneş enerjisi üretme performansı daha

14 yüksektir. Başka Bir Deyişle ayni yüzey alanından daha çok enerji üretirler. Ancak bu nitelikleri ücretlerinin yüksek olmasına yol acar. Konu hakkında detaylı bilgi için aşağıdaki linke tıklayınız. Fotovoltaik (solar) Sistemler ve Bileşenleri Inverter(çevirici): Inverter bir fotovoltaik sistemin mühim bileşenlerinden biridir. Görevi Doğru akimi alternatif akıma çevirmektir. Güneş panelleri tarafından üretilen enerji doğru akimdir. Doğru akıma başka bir örnek ise pillerdir. Buna karşılık şehir şebekesinden gelen akim alternatif akimdir. Bir inverterde bulunması gerekli olan mühim özellikler aşağıda sıralanmıştır. Otomatik açma/kapama: Bu özelliği yardımıyla bir inverter evdeki enerji kullanımını algılayıp otomatik olarak kendini acar. Buna karşın herhangi bir enerji kullanımı olmaması durumunda ise kendini otomatik olarak kapar. Böylelikle fazla enerji harcamaz ve tasarrufa yardımcı olur. Pil Şarj Etme: İnverter kendi enerjisini kendi pilinden sağladığı için, kendiliğinden şarj etme özelliği kullanım acısından büyük bir kolaylık sağlar. Böylelikle inverter solar panelden gelen enerjinin küçük bir kısmını kendini şarj etmek için kullanır. Böylelikle kendiliğinden pili azaldığı zaman şarj olur.

15 Güç Arttırma: Bilindiği gibi çamaşır makinesi gibi büyük cihazlar diğer cihazlara göre daha çok güç tüketirler başka bir deyişle güç ihtiyaçları fazladır. Güç arttırma özelliği olan bir inverter gerek duyulduğunda çıkış gücünü arttırarak bu cihazların düzgün bir şekilde çalışmasını güvence eder. Bu özelliklerin dışında bilinmesi gerekli olan başka bir mühim nokta ise inverter çeşitleridir. Inverterler iki temel başlık altında incelenebilir Şehir şebekesine bağlı solar sistemler için senkronize inverter: Bu inverterler solar panellerden aldıkları enerjiyi evi şehir şebekesinden gelen dağıtım kutusuna iletirler. Böylelikle bu enerji normal olarak ev içerisinde kullanılabilir. Bunun dışında bu inverterler ayni zamanda üretilen enerjinin şehir şebekesine satılmasını da sağlar. Kanunlara ve uygulamalara göre üretilen enerji kadar para elektrik masraflarından düşülür. Şehir şebekesine bağlı olmayan solar sistemler için bağımsız inverter: Şehir şebekesinin olmadığı veya şehir şebekesinin kullanılmak istenmediği vaziyetlerde güneş panellerinden alınan enerjiyi doğrudan evdeki prizlere ileten inverter çeşididir. Inverter üreten firmalar arasında en bilinenleri ve en kaliteli olanlarından bazıları aşağıda sıralanmıştır. Beacon Power Exeltech Fronius SMA PV Powered Xantrex

16 Pil ve Akü Pil:Fotovoltaik sistemler üretilen elektrik enerjisini depolamak için pile ihtiyaç duyar. Böylelikle gün boyunca depolanan enerji herhangi bir sürede kullanılabilir. Arabalarda kullanılan pillerden çeşitli olarak, fotovoltaik sistemler lead-acid deep cycle denilen şarj edilmede meydana gelebilecek duraklamalara daha toleranslı piller kullanır. Böylelikle güneş paneline düşen güneş ışığında meydana gelebilecek aksamalar (gölgelenme, panelin açısının değişmesi gibi ) pillerin şarj edilmesini olumsuz etkilemez. Bir fotovoltaik sistemin pilleri sisteme orantılı olarak değişir. Yüksek enerji üreten sistemlerde bu enerjinin depolanmasını sağlayabilmek için fazla miktarlarda pil kullanılabilir. Bunun yanında bir evin elektrik ihtiyacını karşılamada daha az miktarda pil yeteri kadar olacaktır. Şarj Denetleyicisi: İsminden de anlaşıldığı gibi şarj denetleyicisi pillerin şarjlarını kontrol etmek için kullanılır. Solar panel ile pil arasına yerleştirilir. Böylelikle solar panel den pile giden şarj miktarını ayarlar. Eger pil dolu ise solar panelden pile giden bağlantıyı keser ve pilin fazla şarj olmasını, bozulmasini,ömrünün kısalmasını engeller. Bu olaya voltaj regülasyonu denir.