Fotovoltaik Teknoloji



Benzer belgeler
Uzaktan Algılama Teknolojileri

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Radyasyon (Işınım) Isı Transferi Deneyi Çalışma Notu

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek

Yıldızlara gidemeyiz; sadece onlardan gelen ışınımı teleskopların yardımıyla gözleyebilir ve çözümleyebiliriz.

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I IŞINIMLA ISI İLETİMİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 5 : IŞIK

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

MADDE VE IŞIK saydam maddeler yarı saydam maddeler saydam olmayan

Işınım ile Isı Transferi Deneyi Föyü

Şekil-1 Yeryüzünde bir düzleme gelen güneş ışınım çeşitleri

METEOROLOJİ SICAKLIK. Havacılık Meteorolojisi Şube Müdürlüğü. İbrahim ÇAMALAN Meteoroloji Mühendisi

12. SINIF KONU ANLATIMLI

Coğrafya X-Robots-Tag: otherbot: noindex, nofollow

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON-2

Dr. Fatih AY. Tel: ayfatih@nigde.edu.tr

Isı enerjisi iletim, konveksiyon (taşıma = sıvı ve hava akımı) ve ışıma (radyasyon) yolu ile yayılır.

Fotovoltaik Teknoloji. Dr. Osman Turan Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

12. SINIF KONU ANLATIMLI

GÜNEŞİMİZ. Ankara Üniversitesi Kreiken Rasathanesi

Dr. Fatih AY. Tel:

Bölüm 7. Mavi Bilye: YER

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

Yavuz KAYMAKÇIOĞLU- Keşan İlhami Ertem Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi.

Elektromanyetik Dalgalar. Test 1 in Çözümleri

Konular Uzaktan Algılama ya Giriş II. HAFTA : Temel Esaslar Doç. Dr. Semih EKERCİN II. HAFTA Temel Esaslar Bu nedenle, uzaktan algılama biliminde,

Bölüm 7. Mavi Bilye: YER

SDÜ ZİRAAT FAKÜLTESİ METEOROLOJİ DERSİ

GÜNEŞ ENERJİSİ VE FOTOVOLTAİK PİLLER SAADET ALTINDİREK

ELEKTRONLAR ve ATOMLAR

Dr. Osman TURAN. Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi ISI TRANSFERİ

ELK462 AYDINLATMA TEKNİĞİ

Ünite. Dalgalar. 1. Ses Dalgaları 2. Yay Dalgaları 3. Su Dalgaları

SES DALGALARı Dalgalar genel olarak, mekanik ve elektromanyetik dalgalar olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Elektromanyetik dalgalar, yayılmak için bi

Elektromanyetik Radyasyon (Enerji) Nedir?

ÖĞRENME ALANI: Kuvvet ve Hareket 2.ÜNİTE: Kaldırma Kuvveti ve Basınç. Kaldırma Kuvveti

GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ

Not: Bu yazımızın video versiyonunu aşağıdan izleyebilirsiniz. Ya da okumaya devam edebilirsiniz

Maddeye dışarıdan ısı verilir yada alınırsa maddenin sıcaklığı değişir. Dışarıdan ısı alan maddenin Kinetik Enerjisi dolayısıyla taneciklerinin

Fotovoltaik Teknoloji

A A A A A A A A A A A

Havacılık Meteorolojisi Ders Notları. 3. Atmosferin tabakaları

3. K. Yanıt B dir. Nihat Bilgin Yayıncılık. v 1 5.

MADDENİN DEĞİŞİMİ VE TANINMASI

ÜNİTE 7 : GÜNEŞ SİSTEMİ VE ÖTESİ UZAY BİLMECESİ

Dünya ve Uzay Test Çözmüleri. Test 1'in Çözümleri. 5. Ay'ın atmosferi olmadığı için açık hava basıncı yoktur. Verilen diğer bilgiler doğrudur.

ISI VE SICAKLIK. 1 cal = 4,18 j

ELASTİK DALGA YAYINIMI

Bir Yıldız Sisteminde Canlılığın Oluşması İçin Gereken Etmenler

4. SINIF FEN VE TEKNOLOJİ DERSİ II. DÖNEM GEZEGENİMİZ DÜNYA ÜNİTESİ SORU CEVAP ÇALIŞMASI

Mühendislik Çevre Danışmanlık Gıda Tarım Turizm Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi LİSANSSIZ ELEKTRİK ÜRETİMİ

Işığın izlediği yol : Işık bir doğru boyunca km/saniye lik bir hızla yol alır.

OPTİK. Işık Nedir? Işık Kaynakları

OPTİK Işık Nedir? Işık Kaynakları Işık Nasıl Yayılır? Tam Gölge - Yarı Gölge güneş tutulması

Elektromanyetik Işıma Electromagnetic Radiation (EMR)

Bir Bakışta Fen Bilimleri Kazanım Defteri

KUTUPLARDAKİ OZON İNCELMESİ

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

BÖLÜM 7. ENSTRÜMENTAL ANALİZ YÖNTEMLERİ Doç.Dr. Ebru Şenel

ÜNİTE : MADDE VE ISI ÜNİTEYE GİRİŞ

Ses Dalgaları. Test 1 in Çözümleri

11. SINIF KONU ANLATIMI 4 FOTOSENTEZ - 2 FOTOSENTEZDE GÖREV ALAN YAPILAR

Km/sn IŞIĞIN KIRILMASI. Gelen ışın. Kırılan ışın

1- İletken : Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Isı iletkenlerini oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler

YUNUS ACI

JAA ATPL Eğitimi (METEOROLOJİ)

6. Kütlesi 600 g ve öz ısısı c=0,3 cal/g.c olan cismin sıcaklığı 45 C den 75 C ye çıkarmak için gerekli ısı nedir?

Dalton atom modelinde henüz keşfedilmedikleri için atomun temel tanecikleri olan proton nötron ve elektrondan bahsedilmez.

F KALDIRMA KUVVETİ (ARCHİMEDES PRENSİBİ) (3 SAAT) 1 Sıvıların Kaldırma Kuvveti 2 Gazların Kaldır ma Kuvveti

Meteoroloji. IX. Hafta: Buharlaşma

Dr. Fatih AY. Tel: ayfatih@nigde.edu.tr

Havacılık Meteorolojisi Ders Notları. 7. Yağış

ISININ YAYILMA YOLLARI

ENERJİ TASARRUFUNDA CAM FAKTÖRÜ

Isı ve sıcaklık arasındaki fark : Isı ve sıcaklık birbiriyle bağlantılı fakat aynı olmayan iki kavramdır.

KUTUP IŞINIMI AURORA.

Zeus tarafından yazıldı. Cumartesi, 09 Ekim :27 - Son Güncelleme Cumartesi, 09 Ekim :53

GÜNEŞ SİSTEMİ. SİBEL ÇALIK SEMRA SENEM Erciyes Üniversitesi İstanbul Üniversitesi

SPEKTROSKOPİ ENSTRÜMANTAL ANALİZ. Elektromanyetik radyasyon (ışıma)

TEST 14-1 KONU IŞIK GÖLGE RENK. Çözümlerİ ÇÖZÜMLERİ

Elektromanyetik Dalgalar. Test 1 in Çözümleri

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

ISI NEDİR? Isı bir enerji çeşidi olduğu için enerji birimleriyle ölçülür. HÜSEYİN DEMİRBAŞ

IŞIK VE SES Hazırlayan; Arif Özgür ÜLGER Muğla 2016

MIRA INFRA NANO ENDÜSTRİYEL

5. SINIF KİMYA KONULARI

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Meteor Yağmurları. Ankara Üniversitesi Kreiken Rasathanesi

2.3 Asimptotik Devler Kolu

Güneş enerjisi yapraklardaki klorofil pigmenti yardımı ile kimyasal bağ enerjisine dönüşür. Fakat bu dönüşüm için, yaprağın önce ışığı soğurması

SERA TASARIMI (Seraların Planlanması)

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

BÖLÜM 7 FOTOSENTEZ: IŞIK ABSORBSİYONU VE ENERJİ SENTEZİ

Havacılık Meteorolojisi Ders Notları. 1. Atmosfer ve İçeriği

E = U + KE + KP = (kj) U = iç enerji, KE = kinetik enerji, KP = potansiyel enerji, m = kütle, V = hız, g = yerçekimi ivmesi, z = yükseklik

2016 Yılı Buharlaşma Değerlendirmesi

1. IŞIK BİLGİSİ ve YANSIMA

İÇİNDEKİLER -BÖLÜM / 1- -BÖLÜM / 2- -BÖLÜM / 3- GİRİŞ... 1 ÖZEL GÖRELİLİK KUANTUM FİZİĞİ ÖNSÖZ... iii ŞEKİLLERİN LİSTESİ...

GÖKYÜZÜ GÖZLEM TEKNİKLERİ EMRAH KALEMCİ

Transkript:

Fotovoltaik Teknoloji Bölüm 3: Güneş Enerjisi Güneşin Yapısı Güneş Işınımı Güneş Spektrumu Toplam Güneş Işınımı Güneş Işınımının Ölçülmesi Dr. Osman Turan Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

Güneşin Yapısı Güneş, güneş sisteminin en uzak ve en büyük yıldızıdır. Dünya ya uzaklığı yaklaşık 150 milyon kilometredir Çapı 1.392.000 kilometredir. Bu çap, Dünyanın 109 katıdır Kütlesi, Dünya kütlesinden 333.000 kat fazladır. Sıcaklık 15 Milyon o C.

Güneşin Yapısı

Güneşin Yapısı Güneş enerjisi, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon süreci (hidrojen gazının helyuma dönüşmesi) ile açığa çıkan ışıma enerjisidir. 564 Milyon Ton / Saniye Hidrojen 560 Milyon Ton / Saniye Helyum 4 Milyon Ton / Saniye Hidrojen 38 10 22 kj/saniye Güneş, enerjisini elektromanyetik ışımalar yaparak, güneş sistemine yayar.

Güneşin Yapısı Güneşten Saniyede Açığa Çıkan Enerji Dünya Yıllık Enerji Tüketimi 90 Milyar Varil Petrol Eşdeğeri 12 Milyar Ton Petrol Eşdeğeri (TEP) 38 10 22 kj 5 10 17 kj 750000

Güneşin Yapısı Güneşten Dünyaya Gelen Enerji Dünya Yıllık Enerji Tüketimi 90 Milyar Varil Petrol Eşdeğeri 12 Milyar Ton Petrol Eşdeğeri (TEP) 1.7 10 14 kj/saniye 5 10 17 kj/yıl

Güneş ışınları farklı dalga boylarında yayılır. Güneşten yayılan bu farklı dalga boylarındaki ışınların sıralı görünümüne güneş spektrumu adı verilir. Görünür Işık

Güneş ışınlarının sahip oldukları enerji, dalga boyuna bağlı olarak şu şekilde tanımlanır: h : Planck sabiti = 6.63 10-34 Js λ : Dalga boyu (m) c : Işık hızı = 3 x 10 8 (m/s) Enerji artar Dalga boyu azalır

Mikrodalga Fırın Nasıl Çalışır?

Dünyaya gelen güneş enerjisi, dalga boyları 0.1 3 μm arasında değişen ışınlardan oluşur. Güneşten gelen ışınların dağılımı: % 9 Morötesi % 45 Görünür ışık % 46 Kızılötesi Güneş ışınları, güneş ile dünya arasındaki mesafeyi yaklaşık 8 dk alırlar (yani 3 10 8 m/s ışık hızı ile hareket ederler). Güneş Sabiti Atmosfer dışındaki bir metrekarelik alana dik olarak düşen güneş ışınlarının enerjisi yaklaşık olarak I sc = 1367 W/m 2 değerindedir. Bu değer güneş sabiti olarak bilinir. I sc, güneş ile dünya arasındaki mesafenin (1.47 10 11 1.52 10 11 ) değişiminden kaynaklanan mevsimsel farklardan dolayı ±% 3.5 oranında değişim gösterir.

Zenit (Zirve) Açısı θ = Zenit açısı Güneş ışınımı ile yatay düzlemin normali arasındaki açıdır. Hava Kütlesi (Air Mass, AM) Yeryüzüne ulaşan güneş enerjisi miktarı, önemli ölçüde güneş ışınlarının yeryüzündeki bir noktaya göre konumuna bağlıdır. Söz konusu konum hava kütlesi (air mass) faktörü ile ifade edilir. Hava kütlesi (air mass) faktörü, güneş ışınlarının atmosferden geçerken izlediği yolun, güneşin dik olduğu durumda izlediği yola oranıdır. Hava kütlesi (air mass) faktörü, güneş ışınlarının herhangi bir açıda atmosferdeki geçtikleri hava kütlesinin, güneşin dik olduğu durumda atmosferden geçtiği hava kütlesine oranıdır.

Zenit açısının θ = 0 o ve θ = 48 o karşılık gelen AM = 1 ve AM = 1.5 koşulları, fotovoltaik teknolojisi ile ilgili çalışmalarda yaygın olarak kullanılır. Kosinüs Kuralı Güneş ışınımı yüzeye dik olarak gelmediği durumlarda, yüzeye düşen güneş ışınım miktarı, güneş ışınları ile yüzeyin normali arasında kalan açının kosinüsü ile orantılı olarak azalır. I I b

Dünyamıza Gelen Güneş Işınımı Bilançosu % 30 atmosfer tarafından geri yansıtılır. % 20 atmosfer ve bulutlarda tutulur. Dünya yüzeyine ulaşan güneş ışınlarının % 70 yansıtılır. % 50 atmosferi geçerek Dünya yüzeyine ulaşır.

Güneş ışınlarının yaklaşık olarak % 50 si, atmosfer tarafından Dünya yüzeyine gelmesi engellenir. Güneş ışınlarını atmosferde meydana gelen bu azalması iki şekilde meydana gelir: 1)Rayleigh yayılımı 2)Ozon, Su Buharı, CO 2 ve Oksijen tarafından soğrulma Güneş Işınlarını Atmosferdeki Azalması Rayleigh Yayılımı (Saçılımı) Ozon, Su Buharı, CO 2 ve Oksijen tarafından soğrulma

Rayleigh Yayılımı (Saçılımı) Rayleigh Yayılımı, güneş ışınlarının atmosferde, dalga boyundan daha küçük, herhangi bir gaz molekülüne çarpması sonucu bütün doğrultularda eşit olarak yayılmasıdır. Yayılım etkisi ~ 1 / λ 4 Mavi ışığın (λ = 400 nm) yayılması, kırmızı ışığın (λ = 400 nm) yayılmasından daha fazladır. Bu yüzden gökyüzü mavi görünür.

Ozon, Su Buharı, CO 2 ve Oksijen tarafından soğrulma Güneşten çıkan ışınlar, atmosferi geçerken, atmosferi oluşturan çeşitli gazlar ve toz parçacıkları tarafından soğurulurlar. Yeryüzünün yaklaşık olarak 25 km yükseklikle, ozon tabakası olarak adlandırılan ve güneş ışınlarının mor ötesi ışınlarını kesen bir katman bulunur. Ozon tabakası λ < 320 nm olan mor ötesi (UV) ışınlarını soğurur. Bu işlem canlılar için son derece önemlidir. Çünkü, mor ötesi (UV) ışınların cilde ve göze zarar verici etkileri vardır. Kızılötesi (IR) ışınların yaklaşık % 20 si su buharı ve CO 2 tarafından soğurulur. Yayılım (veya saçılma) olayının aksine soğrulma işleminde Güneş ışınlarından enerji kazanılır ve atmosfer ısınır.

Belirli dalga boyuna sahip güneş ışınlarının atmosferde süzülerek yeryüzüne gelirler. Atmosferdeki azalmanın bir sonucu olarak, yeryüzüne ulaşan toplam güneş ışınımı, doğrudan ışınım ve yaygın ışınım olmak üzere iki farklı özelliğe sahiptir. Toplam güneş ışınımı = Doğrudan ışınım + Yaygın ışınım Doğrudan Işınım Herhangi bir etkiye uğramadan, Dünya üzerindeki herhangi bir yüzeye dik ve yön değiştirmeden direkt olarak gelen ışınımdır. Zenit açısına, AM faktörüne bağlıdır. Yaygın Işınım Gökyüzündeki bulutlar ve tozlar tarafından saçılmaya uğratılmış ışınımdır. Bulutlu havalarda güneşten gelen ışınımın tamamı yaygın ışınım şeklindedir.

Güneş Işınımı Ölçümü Güneş Işınımı Ölçen Aletler Doğrudan Işınım Toplam Işınım Yayılı Işınım Pirheliometre Doğrudan ışınım, güneş takip sistemi kullanılarak pirheliometre tarafından ölçülebilir. Bu aletler, çalışma mantığı olarak piranometrelerin aynısıdır. Ancak, bu aletlerde sensör, güneş ışınlarının yönünde yerleştirilmişuzun bir borunun altnda yer alır. Böylece, yayılı ışınım bertaraf edillmiş olur. Piranometre Piranometre (Gölgelendirilmiş) Yayılı ışınım, doğrudan ışınımı gölgeleyerek piranometre tarafından ölçülebilir. Bu tür piranometreye gölgelenmiş piranometre adı verillir.

Güneş Işınımı Ölçümü Sinyal yükseltici Okuyucu 1 Dış cam kubbe : Güneş ışınlarını siyah gövde üzerine odaklamak amacıyla kullanılır. 2 İç cam kubbe : Güneş ışınlarını siyah gövde üzerine odaklamak amacıyla kullanılır. 3 Siyah gövde (Sensör): Güneş ışınlarını soğurarak toplar. 4 Destek gövde : Destek gövdeye, hiçbir şekilde güneş ışınımı gelmez. 5 Termopil: (Çok sayıda (50 ve üzeri) Termokuplın (yada ısılçiftin) seri olarak bağlanmasından oluşur, ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Isılçiftlerin bir ucu siyah cismin alt yüzeyine diğer ucu ise destek gövde üst yüzeyine bağlıdır. 6 Çıkış kablosu : Üretilen elektrik sinyalini sinyal yükselticiye iletir. 7 Nem çekici : Hava içindeki su buharını absorbe ederek, su buharının (özellikle soğuk gecelerde) yoğuşmasının önüne geçerek nem oluşumunu engeller. 8 Ayak

Güneş Işınımı Ölçümü Sinyal yükseltici Okuyucu Piranometre Çalışma Prensibi Piranometre, üzerine gelen güneş ışınımı, kubbe formundaki çift katlı cam ile siyah cisim üzerine odaklanır. Siyah cisim, gelen güneş ışınımını soğurarak ısınır. Böylece siyah cisme bağlı olan, ısıl çiftlerin ucu ısınarak sıcaklığı yükselir. Gövde ucuna herhangi bir güneş ışınımı ulaşmadığı için, ısıl çiftlerin gövde ucuna bağlı olan ucun sıcaklığı daha düşük kalır. Böylece, ısıl çiftin uçları arasında sıcaklık farkından kaynaklanan, bir elektrik akımı oluşur. Elektrik akımının sinyali yükseltici tarafından güçlendirilerek okuyucuya iletilir. Okuyucuda, güçlendirilen elektrik akım sinyalinin, belirli zaman aralığında integrali alınarak güneş ışınımı ölçülmüş olur.