ÖZEL EGE İLKÖĞRETİM OKULU GÜNEŞ ENERJİSİ VE KULLANIM ALANLARI REHBER ÖĞRETMEN:VASFİYE ANADOLLU HAZIRLAYANLAR: EZGİ BABACAN KAAN KESKİN MELİS TOPAL ÖZGE ÖZBAY ULUÇ ÖZYÜREK 2004-2005 BORNOVA-İZMİR 1
İÇİNDEKİLER Giriş...3 Güneş Enerjisi Oluşumu...4 Güneş Enerjisinin Kullanım Alanları...6 Güneş Enerjisinden Elektrik Üretimi...8 Ülkemizde Güneş Enerjisi Potansiyeli...9 Ülkemizde Güneş Enerjisi Uygulamaları...10 Güneş Enerjisinin Yararları ve Zararları...11 Sonuç...12 Resim Kaynakça...13 Kaynakça...15 2
GİRİŞ Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır Bazı doğal enerji kaynakları zamanla azalmaktadır. Nüfus ise devamlı artmaktadır. Buna bağlı olarak enerji ihtiyacı da artmaktadır. Bu durum insanları tükenmeyen enerji kaynağı olan güneş enerjisine yöneltmektedir. Dünyada belki de en az kullanılan enerji kaynaklarından biri güneş enerjisidir. Temiz ve ucuz olması,günümüzde sınırlı olan kullanımını gelecek yüzyılda ön plana çıkaracaktır. Günümüzde özellikle petrolün azalması, fiyatlarının çok hızlı artması, güneş enerjisini cazip hale getirmektedir. Bunun sonucu olarak da güneş enerjisinden yararlanma sistemleri her geçen gün gelişerek artmaktadır. Biz bu projede güneş enerjisinin yararlarını ve kullanılabilir alanlarını araştırdık. Sizlerde projeyi inceledikçe göreceksiniz ki dünyamızdaki en büyük enerji kaynağı güneştir. Fakat bu enerjininde doğru ve insanoğluna yararlı bir biçimde kullanması yine biz insanların elindedir. 3
GÜNEŞ ENERJİSİ OLUŞUMU Dünya Güneş'ten yaklaşık 150 milyon km uzaklıkta bulunmaktadır.dünya hem kendi çevresinde dönmekte, hem de Güneş çevresinde elips şeklinde yörüngede dönmektedir.bu yönüyle Dünya'ya Güneş'ten gelen enerji hem günlük olarak değişmekte, hem de yıl boyunca değişmektedir. Güneş ışığı Dünya'nın aldığı en zengin enerji kaynağıdır.güneşin merkezinde bulunan hidrojen, nükleer kaynaştırma yoluyla helyuma dönüştürülür.bu sırada enerji açığa çıkar ve ışın şeklinde çevreye yayılır.dünya'ya güneşten saniyede, yaklaşık 170 milyar mega-watt'lık ışın gelmektedir.güneşin saldığı toplam enerji karşısında, bu çok küçük bir parçadır.ancak dünyaya uluşan bu enerjinin bir kısmı Dünya yüzeyinden geriye yansıtılır,dağıtılır ya da Dünya atmosferince soğutulur.bu soğutmalar, hava küreyi oluşturan gazlardan ve toz parçacıklarından kaynaklanır.yine de Dünya'da kalan bu enerji insanoğlunun kullandığı toplam enerjinin 15-16 bin katıdır. Yer yüzüne ulaşan Güneş ışığının yaklaşık yüzde 50'si görünür ışık, yüzde 45'i kızılötesi ışınım ve geri kalan az bir bölümü de morötesi ışınımdan oluşur.bu ışınım, termnal enerji ya da elektrik enerjisine dönüştürülebilir.güneş enerjisini toplamak ve termal enerjiye dönüştürmek için kolektörler kullanılır. Yer yüzeyinden yaklaşık 25 km yüksekte güneş ışınımlarının mor üstü kısmını kesen bir bölge bulunmaktadır.bu bölgeye ozon katmanı denir.bu katmanda daga boyları küçük olan mor üstü ışınlar soğutulur. Bu soğurma özellikle canlılar için önemlidir.çünkü mor ötesi ışınımların canlıların derisini bozucu, gözlere zarar verici etkileri vardır. Bunun dışında görünür bölge ve kırmızı altı bölgelerindeki ışınımlar, hasvadaki gaz molekülleri ve toz parçacıklarıyla etkileşme sonucu saçılır.bu saçılma her yöndedir ve bu yönüyle gelen güneş enerjisinin bir kısmı yeryüzüne ulaşmadan uzaya geri gider. Su damlacıkları da ışınımları saçılmaya uğratmada etkilidir.yoğun bulutlar, gelen ışınımların %80'ini geri saçarak bu ışınımların yeryüzüne ulşmalarını önlerler.kırmızı altı bölgeye düşen ışınımların yaklaşık %20'si havadaki su buharı ve karbondioksitle soğrulur.bu soğurmalar sonucu hava kürenin ısınması ortaya çıkar.tüm bu etkiler sonucu yeryüzüneulaşan güneş ışınımları, doğrudan ve yayınık olarak iki kesimde yeryüzüne çarparlar.yayınık ışınlar, bulutlarca ve tozlarla saçılmaya uğratılmış ışınlardır.doğrudan gelenler ise bu tür etkilere uğramamış ışınlardır. Bütün anlatımları özetleyecek olursak.güneşten gelen enerjininyaklaşık %30'u yansıma ve saçılmalarla uzaya geri gider.yaklaşık %20'si hava kürede soğurulur.geri kalan %50'si yeryüzüne ulaşır. 20. Yüzyılda Güneş enerjisi, kömür ve petrol gibi fosil yakıtların tam tersine son derece temiz ve tükenmez bir enerji kaynağı olarak ilgi çekmeye başlamıştır. Dünya üzerinde yaşayan biz insanlar, besin de içinde olmak üzere, hemen tüm kullandığımız enerjiyi güneşten saklamaktayız.fosil yakıtlar, milyolarca yılda depoda güneş enerjileridir.odun, yıllarla ölçülen zaman aralıklarında depolanmış güneş enerjisidir.rüzgarlar, deniz dalgaları güneş 4
enerjisinin türevleridir.bunlar güneş enerjisinin doğal dönüşümüdür.birde insanoğlunun geliştirdiği güneş enerjisidönüştürüm yolları vardır. FOSİL YAKIT Yerkabuğunun iç bölümlerinde bulunan ve enerji kaynağı olarak kullanılabilen biyolojik kökenli maddelerdir.tümü karbon içeren bu enerji kaynaklarının başlıcaları kömür, petrol ve doğalgazdır. KÖMÜR Çoğunlukla siyah renkli, bazıları ise kahverengi, katmanlaşmış bir tortul kayaç olan kömür, aslında karbonun katışıklı bir biçimidir. Milyonlarca yıl önce yetişen büyük ve sık ormanların, başka tortul çökellerin altına gömülmesi sonucunda oluşmuştur. Bakterilerce başlatılan bitkilerin kömürleşme süreci milyonlarca yıl sürer; Yerin iç kesimlerinden kaynaklanan ısının, turbaların üstünde biriken çamur ve kumun yarattığı basıncın etkisiyle tamamlanır. Katman sıkıştıkça içindeki su ve gazlar dışarı kaçar; turba önce linyite(kahverengi kömür) dönüşür;daha sonra taşkömürüne dönüşür, madenkömürü de denilen siyah renkli taşkömürü en yaygın kullanılan kömür türüdür. Bu da sonunda en sert ve bileşim bakımından katışıksız karbona en yakın kömür türü olan antrasite dönüşür. Öncelikle yakıt olarak kullanılan kömüre en büyük talep elektrik santrallerinden gelmektedir. Gerçekten de bu santrallerin birçoğu bir kömür madeninin yakınında kuruludur. Kömürden elde edilen havagazı, evlerde yaygın olarak kullanılmaktaydı, ama bugün doğalgaz havagazının yerini almaktadır. PETROL Denizlerdeki bitki ve hayvanların öldükten sonraki kalıntılarından oluşmuştur. Bu kalıntılar deniz yatağında milyonlarca yıl boyunca çürümüş ve geriye yalnızca yağlı maddeler kalmıştır. Yağlı maddeler çamur altında kalmış ve zamanla çamur sıkışıp kayaç katmanlarına, alttaki yağlı maddeler de petrol ve gaza dönüşmüştür. Yerkabuğundaki altüst oluşlar bazen denizlerin kara parçaları haline gelmesine ve petrol içeren kayaçların da binlerce metre derine gömülmesine yol açmıştır.ham petrol, rafineri denen arıtma tesislerinde benzin ve gazyağı gibi petrol ürünlerine ayrılır. DOĞAL GAZ Karada ya da deniz yatağında açılmış petrol kuyularından elde edilir. Ham petrolden ayrılan gaz, işlenerek çok kolay alev alan buharlardan arıtılır. Doğal gazın çoğu bataklık gazı olarak da adlandırılan metandır. Metan petrol ve kömürle birlikte bulunur, ama bazen tek başına da oluşur. Doğal gaz genellikle yüzeyden binlerce metre derinde, kumtaşı gibi gözenekli bir kayaç katmanınca tutulmuş olarak bulunur; bu katman, gaz geçirmeyen ve bu özelliğiyle de doğal gazın kaçmasını önleyen bir başka kayaç katmanıyla örtülüdür. Doğal gaz aramaları petrol aramalarına benzer biçimde yürütülür. 1980 lerin sonlarında çeşitli ülkelerdeki şirketler çürüyen çöp yığınlarından çıkan metan gazıyla elde ettikleri enerjiden yararlanarak elektrik üretmeye başladılar ve bunda başarılı da oldular. 5
FOTOSENTEZ Eski Yunanca dan çağdaş dillere geçen bu bileşik sözcük ışıkla üretmek anlamına gelir.bitkiler besin yaparken havadan karbondioksit alırlar ve oksijen verirler.yapraklara yeşil rengi veren klorofil maddesi güneş enerjisini kullanarak karbondioksit ve suyu oksijen ve basit şekerler dönüştürür. Basit şekerler bitki için gerekli besinlere değişirler, açığa çıkan oksijen ise havaya verilir. Bu besin yapımı işi fotosentez adını alır. Bitkiler, hayvanların tersine, besin aramaya gerek duymaz, besinlerini kendilerini üretirler. Beslenmenin yolu, bitkiye özgün yeşil rengi veren klorofil denilen yeşil boyarmaddeden geçer. Bitki, klorofil aracılığıyla, güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür: bu kimyasal enerji de genellikle nişasta biçiminde saklanır ve gelişmek, büyümek için yakıt olarak kullanılır. Işık enerjisiyle, karbondioksit ve su, zengin enerjili bir besin olan glikoza dönüşür. Yani fotosentez (ışıl bireşim), ısı ve ışıkla gerçekleşir. Bitki yapraklarını oluşturan hücrelerin içinde, kloroplast denilen, çok küçük yapılar vardır. Her hücrede kloroplast sayısı yüzden fazladır. Kloroplastların içindeki yeşil renkli boyarmadde klorofil, ışık yakalar. Kloroplastlar, güneş ışınlarını panel gibi toplayıp, kolektör gibi enerjiye dönüştürerek, besin üretirler. Bitkiler de insanlar ve hayvanlar gibi yaşamak ve büyümek için havadan gazları, topraktan su ve tuzları, ve güneş ışığının enerjisini kullanırlar. Yapraklar bitkinin besin oluşturan organlardır. Çeşitli hammaddeler burada besinlere dönüştürülürler. Yaprak damarları iletim borularıdır. Yaprakta oluşan besinleri götürür ve yaprağa bol su getirirler. Bu suyun bir kısmı besin yapımında (fotosentez) kullanılır, çoğu da terlemeyle havaya verilir.yaprakların birçok yararları vardır. Birçok hayvanlar, yaprakları yer. İnsanlar da yapraklardan çeşitli şekillerde yararlanırlar. Bir hayvan bu bitkiyi yediğinde, bitkinin içinde depolanmış olan enerjiyi de almış olur; böylece kendi vücudundaki kimyasal tepkimeleri sürdürmek için o da bu enerjiden yaralanır. Ayrıca, enerjinin o anda kullanılmayacak olan bölümünü de tıpkı bitkiler gibi dokularında saklayabilir. Dolayısıyla hayvansal ya da bitkisel yiyeceklerle aldığımız enerji, beslenme zincirinin ilk basamaklarında yer alan bitkiler aracılığıyla ve fotosentez yoluyla Güneş ten gelmiş enerjidir. Böylece yeşil bitkiler güneş enerjisinin büyük bölümünü yeryüzüne kazandırırken, fotosentez yeteneği olmayan öbür bitkiler, hayvanlar ve insanlar da yaşamlarını yeşil bitkilere dayalı olarak sürdürür. GÜNEŞ ENERJİSİNİN KULLANIM ALANLARI Güneş enerjisi diğer enerjilere göre elde etmesi daha kolay ve temiz, ancak daha pahalı bir sistemdir. Güneş Enerjisini 2 şekilde kullanabiliriz; 1. Direk olarak ( Yansıtıcılarla Isıtmada ) 2. Elektrik enerjisi elde ederek ( Aydınlatma ) Ülkemizde genellikle sadece direk olarak ısıtma dışında kullanım alanı pek fazla yoktur. Genellikle güneş kollektörleri ve güneş altında kurutma kullanılmaktadır. 6
GÜNEŞ ENERJİSİNİN YAKALANMASI Güneş enerjisi, ısı üretimi için doğrudan doğruya ya da elektrik üretimi için dolaylı yoldan yakalanabilir.kapalı ve camdan yapılmış bir kabın içine konmuş olan emici bir cisim üstüne güneş ışığı düşürülürse, bu cisim ısınır ve kızılaltı bir ışın yayınlar.bu ışın sera olayı ile kabin içindeki havayı ısıtır ve cam çeperden dışarı çıkamaz.böylece 200 dereceye yakın sıcaklıklar elde edilebilir.daha yüksek sıcaklıklara erişebilmek için, Güneş enerjisini bir ısıtıcı cisim üstünde toplamak gerekir.güneş fırınlarında kullanılan yöntem budur.toplama yansıtıcı iç yüzeylerle gerçekleştirilir.böylelikle sınırlı bir hacim içinde (en çok bir kaç yüz litre hacim) 2000 dereceden 3500 dereceye kadar sıcaklıklar elde edilir. GÜNEŞ ENERJİSİNİN ÖBÜR KULLANIM ALANLARI Güneş enerjisi doğrudan doğruya konutların ısıtılmasında ve sağlıkla ilgili olarak sıcak su üretiminde kullanılır.enerji gün boyunca çatı üstünde toplanmakta, daha sonra ısı kalorilerinin biriktirilmesine elverişli bir depo içine saklanmaktadır; bu da gece süresince, ya da yada güneş almayan odalar içinde gün boyunca ısı kalorilerinin verilmesini sağlar.yapıların ön bahçesine yerleştirilen araçlar ısıyı Güneş ışığından doğrudan doğruya sağlarlar.bu araçların emici (soğurucu) yüzeylerinde toplanan ısı doğal ya da yapay ısı taşınması yolu ile yapıların içine aktarılır.içme suyu, Güneş ışınlarının, bir kabı örten plastik bir örtüye etkimesi yolu ile deniz suyundan,acı sudan, bitkiler yada topraktan üretilebilir.sera olayı ile oluşturulan ısı, örtünün iç yüzünde biriken suyun buharlaşmasına yol açar.böylelikle yazın günde buharlaşma yüzeyinin m2'sinde 6 litre su üretebilir. Güneş fırınları, Güneş enerjisinin kullanımında şaşırtıcı bir durum oluştururlar.gücü 1000 KW 'a erişebilen bir Güneş fırını, 3500 derecelik bir sıcaklığa erişebilmesini ve günde yaklaşık 5 ton malzemenin eritilebilmesini sağlar.güneş enerjisi, yeryüzünde her gün bir milyar ton organik ( doğal ) madde ve bir o kadar da fotosentez yolu ile oksijen üreten bitkiler aracılığı ile kullanılır. YANSITICILARLA GÜNEŞ IŞIĞI ODAKLAMA: Yansıtıcılarla güneş ışığı odaklamada mercek odaklama işlevini görür. Güneş enerjisini yansıtıcılarla odaklama bizim yakma, pişirme ve kurutma ihtiyaçlarımızı giderir. Büyüteçte bir yansıtıcıdır. Güneş ışığının olduğu bir yerde bir büyütecin altına bir tane buğday koyarsak ve büyüteç ile güneş ışığını buğdaya odaklarsak buğday yanar. Neden yandığını hiç düşündünüz mü? Yanar çünkü söylediğimiz gibi güneş bizim ısıtma, yakma ve aydınlatma ihtiyaçlarımızı giderir. Burada yakma ihtiyacı kullanılmıştır. Güneş ışığının bir bölümü buğday tanesinin üzerinde olduğu için buğday tanesi yanar ama Dünya da bazı yakılmayan maddeler tasarlanmıştır. Yinede güneş enerjisi dünyadaki canlı ve cansız varlıkları ışınlar üstlerine geldiklerinde yakar ve çürütür. Örneğin, tohumun çimlenmesi için güneş ışığı gerekli değildir. Çünkü tohum güneş ışığı alırsa kısa bir süre içinde çürür. Bazı yörelerde köy kadınları salçaları güneş ışığı ile kuruturlar. Ayrıca kadınlar farklı çeşit yemek yapabilmek için patlıcan, biber, dolma biber, domates gibi sebzeler kuruturlar. Bu yiyecekleri de güneş ışığı sayesinde kuruturuz. Ve yiyecek sebzeler elde ederiz. Bazı Natürel gıda firmaları üzüm, kayısı, erik, kızılcık, vişne gibi meyveleri de kurutur. Nane, kekik, ıhlamur, adaçayı gibi baharat, ilaç ve bitkiler de güneş ışığı sayesinde içilebilir ve yenilebilir hale gelir. Ve biz bunları içerek iyileşiriz. Eğer hasta değilsek daha güçlü bir zihne ve bedene sahip oluruz. Bazı soğuk günlerde güneşi 7
büyüteç veya mercek ile ( cam gibi nesneler ) tahta varsa tahtaya odaklayarak yakarız. Bunun sayesinde ısınırız. GÜNEŞ ENERJİSİNDEN ELEKTRİK ÜRETİMİ Güneş enerjisinden elektrik üretmek için pek çok yöntem kullanılabilir.termoelektrik etki, farklı sıcaklıklardaki iki lehimin birleştirilmesi ile elde edilir.sıcaklıklar arasındaki fark ne kadar çoksa,elektromagnetik kuvvet o kadar önemli olur; bu da,güneş enerjisini sıcak lehimler üstünde toplayacak aynaları gerekli kılar.yüksek sıcaklıktaki bir metal(tungsten,baryum,ya da stronsiyum oksit)ısıtılınca, termoelektrik etki nedeni ile,bir elektrik devresi içinde toplanabilen elektronlar yayınlar.bununla birlikte en ilgi çekici yöntem, yarı-iletken elementlerin Güneş enerjisine tutulmasıdır (foto volta etkisi).bu bütün, bir foto pil oluşturur. GÜNEŞ PİLLERİ: Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için güneş pilleri yapılmıştır. Bu piller (güneş pilleri) yaygın alanda kullanılmak istenmiştir. Bunun için her boyda (Küçük, büyük ) güneş pilleri yapılmıştır. Bu piller hesap makinelerinde kullanılmak üzere oldukça yaygınlaşmıştır. Bu hesap makineleri güneş pilleri nedeniyle karanlıkta çalışamaz hale gelir. Eğer herhangi bir ışık türü olursa çalışır. Ancak o ışığın enerji değerine göre çalışır. Örneğin karanlıkta az ışık veren bir mum ve ya kibrit yaktığımızda piller bu cisimlerin ışığına ve enerjisine göre çalışır. Son yıllarda taşıtların da güneş enerjisi ile çalışması için araştırmalar yapılmıştır. Ve bu araştırmalar hala devam etmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları ( yinelenebilirler olarak da bilinirler) hiç tükenmeyecek olan enerji kaynaklarıdır. Bunlar dünyanın doğal döngüsü içinde sürekli yenilenebilirler. Yinelenebilir enerji kaynaklarının enerji üretimindeki önemi giderek artacak gibi görünüyor GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ: Güneş enerjisini ısınmada ve aydınlanmada kullanırız. Isıtma ve kaynatma görevini güneş kollektörü adı verilen bir cihaz yapar. Güneş kollektörleri hemen hemen bütün evleri çatılarında bulunur. Bu cihazı bazı evlerin ve az katlı apartmanların çatılarında görebiliriz. Güneş kollektörleri güneş ışınlarını kendine çeker. Bu güneş kollektörlerinin arkasında silindir şekilli su depoları bulunur. Bu su deposunun içinde ortam sıcaklığındaki su bulunur. güneş kollekörleri bu su deposuna, bu su deposu da evimizdeki musluklara bağlıdır. Su deposunun içindeki su kollektörler sayesinde ısınır ve ortam sıcaklığının 30-50 derece üstüne çıkar. Daha sonra ısınan bu sular borular aracılığı evimizdeki musluklara kadar ulaşarak bizim kullanımımıza sunulur. Akdeniz ve Ege bölgeleri çok güneş alır. Böylece kollektörlerden güneş sayesinde daha çok enerji alınır, daha çok yararlanılır. Güneş kollektörleri sayesinde sular güneş enerjisi ile sıcak suya dönüşür. Didim / Mavişehir girişindeki evlerin çatılarında mutlaka güneş kollektörleri ve su depoları bulunur. Yazlık bir bölge olduğu için, daha çok yaz aylarında bu evlerde yaşayan insanlar güneş kollektörleri ve su depoları sayesinde ısınırlar. İngiltere de milton keynes teki evlerde güneş enerjisiyle edilgen ısıtma sağlayan bazı özellikler görülmektedir. Evin büyük pencereleri güneyden gelen güneş enerjisinin büyük bölümünü alacak şekilde konumlandırılmıştır. Uzun kalın perdelerle de gece soğuğunun içeri girmesi engellenmektedir. Ev, ısının içeride kalmasını sağlamak amacıyla çok iyi yalıtılmıştır. Ülkemizde bulunduğu paralellerde güneş enerjisi sıcak su üretimi için yeterlidir. Güneş ışınları yaz aylarında sıcak su 8
üretiminin % 100 ünü karşılayabilir. Yaşadığımız iklim kuşağında kış aylarındaki zayıf ışınlar bile kolaylıkla yararlı ısıya dönüştürülebilir. Orta Avrupa da bu yolla yıllık ortalama sıcak su ihtiyacının %55-70 i güneş kollektörleri ile karşılanabilmektedir. Bu oran Türkiye koşullarında %70-90 ı bulmaktadır.güneş kollektörleri güneş ışığını ısıya dönüştürürler. Kollektörlerin içinden geçen solar sıvı toksit maddeler içermez, donmaz ve yüksek derece ısıyı transfer özelliğine sahiptir. Kollektörlerden aldığı ısıyı borularla boylere taşıyan özel sıvı, ısıyı orada bir ısı değiştiricisi aracılığı ile kullanma suyuna bırakarak onun ısınmasını sağlar. Pompa istasyonu solar sıvının sistem içerisinde dolaşmasını sağlar. Solar düzenleyici boylerdeki ısıyı kollektördeki ısıyla karşılaştırır ve kolektörün ısısı boylerin ısından daha yüksek olduğunda pompa istasyonunu çalıştırır. Güneş ışınlarının kullanma suyunu istenen ısıya getirmeye yetersiz olması durumunda otomatik olarak konvansyonel ısıtmaya geçilir. Isınan güneş enerjisinin yararlı ısıya dönüştürülen kısmı kollektör verimi olarak adlandırılır. Çevreye dağılan ısı nedeniyle bir kolektörün verimi her zaman 1 den küçüktür. Kolektörün içindeki yalıtım etkin olmalıdır. Bunun için yalnızca mineral içeren malzemelerden yapılmış parçalar kullanılmalıdır. Kollektörler uzun süre her türlü hava koşuluna maruz kalırlar. Kasa için yalnızca sağlam hammaddeler kullanılmalıdır. Güneş kollektörü ile çatı örtüsünün bağlantısı çatının sızdırmazlığını sürekli olarak sağlayacak şekilde olmalıdır. Kollektör çatı örtüsüne hiçbir boşluk kalmayacak şekilde monte edilmelidir. Verimi yüksek kollektörler yansıması düşük, geçirgenliği yüksek özel bir camla kaplanmışlardır. ÜLKEMİZDE GÜNEŞ ENERJİ POTANSİYELİ Genel olarak dünyada tüketilen toplam enerjinin % 90 kadarı kömür, petrol ve doğalgazdan sağlanmaktadır.bu enerji kaynaklarının doğadaki sınırlı mevcudiyetleri göz önüne alındığında, temiz ve sonsuz kaynak durumundaki Güneş e yönelme bir zorunluluktur. Ülkemiz 36-42 Kuzey enlemleri arasında bulunması ve güneş enerjisinden yararlanma açısından en elverişsiz konumda bulunan Karadeniz Bölgesinde dahi yıllık güneşlenme süresinin 1966 saat olması ve bu değerin Güney doğu Anadolu bölgesinde 3000 saatin üstünde olması, Türkiye ve Güneydoğu Anadolu Bölgesinin güneş enerjisinden yararlanmasının ne kadar uygun olduğunu açıkça ortaya koymaktadır. Ülkemizde ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat, yıllık güneş enerjisi ışınım şiddeti 1311 kwh/m2 olarak belirlenmiştir. Bölgelerimize göre güneş enerji potansiyelinin dağılımını incelersek yıllık ortalama güneş ışınım şiddetinin Güneydoğu Anadolu Bölgesinde 1460 kwh/m2 Akdeniz Bölgesinde 1390 kwh/m2,iç Anadolu Bölgesinde 1314 kwh/m2,ege Bölgesinde 1304 kwh/m2, Doğu Anadolu bölgesinde 1365 kwh/m2, Marmara Bölgesinde 1168 kwh/m2 olduğu gözlemlenmektedir.yıllık ortalama güneş ışınım şiddetinin en düşük olduğu Karadeniz de ise güneş ışınım şiddeti 1120 kwh/m2 dir.güneşlenme süreleri dikkate alındığında Güneydoğu Anadolu Bölgesinin yılda 3015 saat ile en zengin bölgemiz olduğu görülmektedir.akdeniz Bölgesinde 2956 saat,ege bölgesinde 2738 saat, İç Anadolu Bölgesinde 2628 saat güneşlenme süresi görülürken, Doğu Anadolu Bölgesinde 2664 saat, Marmara Bölgesinde 2409 saat Karadeniz Bölgesinde 1971 saat olarak saptanmıştır. Anlaşılıyor ki, Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerji potansiyeli açısından bir çok ülkeye göre şanslı durumdadır. 9
ÜLKEMİZDE GÜNEŞ ENERJİ UYGULAMALARI Türkiye coğrafi konumu itibariyle güneş kuşağı içerisinde yer almakta olup, güneş enerjisinden yararlanma potansiyeli, Doğu Karadeniz Bölgesi dışında tüm bölgelerimiz için önemle ele alınması gereken bir büyüklüktedir. Güneş enerjisinden su arıtma, konut ısıtma,pişirme, kurutma, soğutma gibi ışıl amaçlarla yararlanabileceği gibi, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek de olanaklıdır.ülkemiz sahip olduğu yüksek güneş enerji potansiyelini, beyin gücü ve teknoloji geliştirmeye gereken önemi vererek değerlendirmeli ve yalnızca gelişmiş ülkelerin bir pazarı olmamalıdır.bunun içinde güneş enerjisi uygulamalarının yaygınlaşıp gelişmesini saylayacak kurumsal altyapı oluşturulmalıdır.uygulamaya yönelik verimli ve maliyet etkin çözümler geliştirilmesi için, araştırmalara kaynak ayrılmalı ilgili firma ve kullanıcılar teşviklerle desteklenmelidir. Ülkemizde sıcak su eldesi için kullanılan toplayıcı alanı 2,5-3 milyon m 2 düzeyindedir.kullanımdaki toplayılarla yılda 120 BTEP enerji güneşten yararlanılarak elde edilmektedir.yıllık toplayıcı üretimi 750 bin m 2 olup bunun yaklaşık % 25 i yurtdışına satılmaktadır.bu haliyle ülkemiz dünya da kayda değer bir güneş kolektörü üreticisi ve kullanıcısı durumundadır. Yıllık üretim hacmi 750 bin m 2 olup bu üretimin bir miktarı da ihraç edilmektedir.bu haliyle ülkemiz dünya da kayda değer bir güneş kollektörü üreticisi ve kullanıcısı durumundadır. Deniz fenerleri, iletişim sistemleri, park, bahçe, otoyol aydınlatması, trafik sizyalizasyonu, ulusal elektrik şebekesinin ulaşmadığı kırsal yörelerdeki elektrik gereksinimlerinin karşılanması, tarımsal amaçlı sulama için PV sistemlerinin kullanımı mümkündür.ege üniversitesi Güneş enerji Enstitüsün de konutların aydınlatılması, sulama sistemlerinin çalıştırılması konularında PV sistem uygulamaları ile ilgili araştırma projeleri yürütülmektedir.güneş enerjisinin uygulama alanlarından biride yapıların güneşle ısıtılmasıdır.yapı bazılarında güneş mimarisi, binaların güneşten ısı kazancının kışın maksimize, yazın minimize ve iç mekanların her mevsimde ışık alma kapasitesinin optimize edilmesini amaçlar.ancak Türkiye de bu alanda güneş kuşağı dışında kalan bazı ülkeler kadar bile ilerleme kaydedilmediği görülmektedir. Ülkemizde Güneş enerjili açık çevrimli absarpsıyonlu soğutmanın iklimlendirme amaçlı geliştirilmesi, büro tipi buzdolabının güneş enerji destekli çalıştırılması, güneş pili ile çalışan peltier elemanlı soğutuculu konulu araştırmalar deneysel olarak Güneş Enerjisi Enstitüsünde gerçekleştirilmiştir.ayrıca ülkemizde güneşlenme süresi uzun ve ışınım şiddeti fazla olan Güney Doğu Anadolu, Akdeniz, İç Anadolu ve Ege Bölgesi gibi birçok bölgemizde, o yörelerde üretilen kayısı,incir,üzüm, erik, dilimlenmiş elma ve armut,biber fasulye gibi birçok sebzenin yanı sıra, bir çok hububat ve baharat çeşidi erişte, pestil,pastırma ve sucuk gibi ürünler de tamamen doğal şartlarda güneş enerjisinden yararlanarak kurutulabilmektedir. Kapalı ortamlarda gerçekleştirilen kurutma işleminde, gerekli ısı enerjisinin sağlanmasında kullanılan fosil yakıtların dezavantajları düşünülürse halen bir tarım ülkesi durumunda olan ülkemizde kurutma işleminde güneş enerjisinden faydalanmanın ne denli önemli olduğu anlaşılmıştır. Ülkemiz sahip olduğu yüksek güneş enerjisi potansiyelini, beyin gücü ve teknoloji geliştirmeye gereken önemi vererek değerlendirmeli ve yalnızca gelişmiş ülkelerin bir pazarı olmamalıdır.bunun içinde güneş enerjisi uygulamalarının yaygınlaşıp, gelişmesini sağlayacak gereken altyapı oluşturulmalıdır. 10
SONUÇ Türkiye coğrafi konumu itibarıyla güneş kuşağı içerisinde yer almakta olup, güneş enerjisinden yararlanma potansiyeli, Doğu Karadeniz Bölgesi dışında tüm bölgelerimiz için önemle ele alınması gereken bir büyüklüktedir. Güneş enerjisinden su ısıtma, konut ısıtma, pişirme, kurutma, soğutma gibi amaçlarla yararlanılabileceği gibi, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek de olanaklıdır. Ülkemiz sahip olduğu yüksek güneş enerjisi potansiyelini, beyin gücü ve teknoloji geliştirmeye gereken önemi vererek değerlendirmeli ve yalnızca gelişmiş ülkelerin bir pazarı olmamalıdır. Bunun için de güneş enerjisi uygulamalarının yaygınlaşıp gelişmesini sağlayacak kurumsal altyapı oluşturulmalı ve gerekli yasal düzenlemeler yapılmalıdır. Uygulamaya yönelik verimli ve maliyet etkin çözümler geliştirilmesi için, araştırmalara kaynak ayrılmalı, ilgili firma ve kullanıcılar teşviklerle desteklenmelidir. Günümüzde,güneş enerjisi diğer enerji kaynaklarının yetersiz kaldığı,insanlığın sürekli artan enerji ihtiyacını karşılayabilecek tek enerji kaynağıdır. 11
RESİM KAYNAKÇA Tablo-1 Türkiye'nin Aylık Ortalama Güneş Enerjisi Potansiyeli Kaynak:EİE Genel Müdürlüğü AYLAR AYLIK TOPLAM GÜNEŞ GÜNEŞLENME SÜRESİ ENERJİSİ (Kcal/cm2-ay) (Saat/ay) (kwh/m2-ay) OCAK 4,45 51,75 103.0 ŞUBAT 5,44 63,27 115.0 MART 8,31 96,65 165.0 NİSAN 10,51 122,23 197.0 MAYIS 13,23 153,86 273.0 HAZİRAN 14,51 168,75 325.0 TEMMUZ 15,08 175,38 365.0 AĞUSTOS 13,62 158,4 343.0 EYLÜL 10,6 123,28 280.0 EKİM 7,73 89,9 214.0 KASIM 5,23 60,82 157.0 ARALIK 4,03 46,87 103.0 TOPLAM 112,74 1311 2640 ORTALAMA 308.0 3,6 7,2 saat/gün cal/cm2 kwh/m2 gün gün Tablo-2 Türkiye'nin Yıllık Toplam Güneş Enerjisi Poatnsiyelinin Bölgelere Göre Dağılımı Kaynak:EİE Genel Müdürlüğü BÖLGE TOPLAM GÜNEŞ GÜNEŞLENME SÜRESİ ENERJİSİ (Saat/yıl) (kwh/m2-yıl) G.DOĞU 1460 3015 ANADOLU AKDENİZ 1390 2956 DOĞU ANADOLU 1365 2664 İÇ ANADOLU 1314 2628 EGE 1304 2738 MARMARA 1168 2409 KARADENİZ 1120 1971 12
Güneş Iışığı ve Fotosentez Güneş ve Atmosferde Güneş Işınlarının Yayılması 13
Güneş Işınlarının Yeryüzüne Gelişi ve Yansıması Güneş Kollektörü Güneş Pilleri 14
KAYNAKÇA Ana Britanica Ansiklopedisi(Cilt:14 202-203) Hürriyet Balcı,T. Tekışık,H.(1999)Fen Bilgisi 4 Biçer,N. Buhan,A. Buhan,Ş. Göktürk,Z. Kömeç, S. Memiş,S. (2004) Tüm Dersler 4.Sınıf Bockrıs,J. Veziroğlu, N.(1993) Güneş enerjisi Buhan,A. Buhan,Ş. Göktürk,Z.(2002-2004) Ünitelerle İlköğretim 4 Buhan Y Büyük Larouse Ansiklopedisi 10. Cilt Coşkun,İ. Köseoğlu,İ. (2002)İş Eğitimi 4.Sınıf Üner Y. Doğan,M. Gündoğdu,F (1999)Fen Bilgisi Ders Kitabı 5 İstanbul Altın Kitaplar Enerji,(1980)Gelişim Ansiklopedisi Enerji(1983)Gelişim Hachette Ansiklopedisi Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü Flood,M Spurgeon,R. Enerji ve Güç Tübitak Y. Görsel Dünya Ansiklopedisi (s:1198) (1983) Görsel Y. Güneş Enerjisi,(2004)Bilkent Çağdaş İlköğretim Ansiklopedisi Güneş Enerjisi Çalışmaları Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü Gwinn,R.P.(1993)Temel Britanica Cilt11-14 İstanbul Ana Y. Kaya,D.(2000) İlköğretim Hayat Bilgisi 3 Biryay Y. Sönmezer,Z. Enerji ve Güç 13. Basım Tübitak Y. 21. Yüzyılın Eşiğinde Güneş Enerjisi,(1996) Bilim ve Teknik Ankara Tübitak Y. Youth For Habitat Türkiye Yurdakul, M.(1995)İş ve Teknik Eğitim İstanbul Tutbay Y. 15