ÖMER ÇETİN Araştırmacı

Benzer belgeler
GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM

HİDROJEN ÜRETİMİ BUĞRA DOĞUKAN CANPOLAT

FOTOVOLTAIK HÜCRELERIN YAPıSı VE ÇALıŞMA PRENSIPLERI DOĞRUDAN ELEKTRIK ÜRETIMI

BULGULAR SONUÇ VE TARTIŞMA ÖNERİLER...9 KAYNAKÇA...9

Bölüm 2. Bu slaytlarda anlatılanlar sadece özet olup ayrıntılı bilgiler derste verilecektir.

VIA GRUBU ELEMENTLERİ

Enerji Band Diyagramları

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 4. HAFTA

ELEMENT VE BİLEŞİKLER

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

ELEMENTLER VE BİLEŞİKLER

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

YAKIT PİLLERİ. Cihat DEMİREL

4. Ünite 2. Konu Enerji Kaynakları. A nın Yanıtları

Serüveni 2.ÜNİTE:ATOM VE PERİYODİK SİSTEM. Elementlerin periyodik sistemdeki yerlerine göre sınıflandırılması

Fotovoltaik Teknoloji

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON-2

ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ

MODERN ENERJİ DEPOLAMA SİSTEMLERİ VE KULLANİM ALANLARİ

GÜNEŞ ENERJİSİ VE FOTOVOLTAİK PİLLER SAADET ALTINDİREK

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ FOTOELEKTROLİZ YOLUYLA HİDROJEN ÜRETİMİ

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 1. HAFTA

Hazırlayan: Tugay ARSLAN

GÜNE LLER GÜNE LLER Güne pilleri, üzerlerine gelen güne ının (foton) enerjisini elektrik enerjisine dönü

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 5. HAFTA

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ

BÖLÜM. Elektrotlar ve Elektrokimyasal Hücreler 1. ÜNİTE İÇERİK Elektrot ve Elektrolit Yarı Hücre ve Hücre

ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ. Makine Mühendisliği Bölümü BİTİRME PROJESİ I GÜNEŞ PİLİ UYGULAMALARI VE GÜNEŞ PİLİNDEN

KİMYA II DERS NOTLARI

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 2. HAFTA

Güneş Enerjisinden Maksimum Enerji Sağlayarak Bir Binanın Aydınlatılması ve Isıtılması. Dr. Sinan Pravadalıoğlu

T.C Ondokuz Mayıs Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği KMB 405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı III

BOR ESASLI SERAMİKLER (BOR NİTRÜR) Savunma Sanayide Borun Kullanımı ÇalıĢtayı Savunma Sanayi MüsteĢarlığı ANKARA

MM548 Yakıt Pillerinin Prensibi ve Uygulaması. Yrd.Doç.Dr. Muhittin Bilgili

HİDROJEN ENERJİ TÜKETİMİ HİDROJEN UYGULAMALARI. Ömer Fatih TUĞLUCA Ankara üniversitesi gama myo alternatif enerji kaynakları bölümü 1

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI. Gökhan BAŞOĞLU

Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler;

KOROZYON. Teorik Bilgi

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir.

7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri

Titanyum Dioksit TiO 2

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 3. HAFTA

Bilinen en eski yöntemdir. Bu alanda verim yükseltme çalışmaları sürdürülmektedir.

YAKIT HÜCRESİ 4. KUŞAK ELEKTRİK ÜRETİM TEKNOLOJİSİ

YE-1030 GÜNEŞ HÜCRESİ (PV) EĞİTİM SETİ DENEY FÖYLERİ

ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİNDE KULLANILAN KAYNAKLAR

PERİYODİK CETVEL

FEN ve TEKNOLOJİ DERSİ / PERİYODİK SİSTEM. Metaller, Ametaller ve Yarı metaller

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

Atomlar, dış yörüngedeki elektron sayısını "tamamlamak" üzere, aşağıdaki iki yoldan biri ile bileşik oluştururlar:

SÜRDÜRÜLEBİLİR ENERJİ VE HİDROJEN ZEYNEP KEŞKEK ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ

ELEMENTLERİN SEMBOLLERİ VE ATOM

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir.

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

MM548 Yakıt Pillerinin Prensibi ve Uygulaması

5) Çözünürlük(Xg/100gsu)

YENİLENİR ENERJİ KAYNAKLARINDAN H2 Üretimi

SİLİSYUM ESASLI İNTERMETALİK BİLEŞİKLER

Atomlar ve Moleküller

BÖLÜM III METAL KAPLAMACILIĞINDA KULLANILAN ÖRNEK PROBLEM ÇÖZÜMLERİ

KİMYA haftalık ders sayısı 2, yıllık toplam 36 ders saati (18 haftada gerçekleştirilir)

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

Elektrot Potansiyeli. (k) (k) (k) Tepkime vermez

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

ENERJİ DEPOLAMA YÖNTEMLERİ BETÜL ASENA UÇAR ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

İÇİNDEKİLER 2

maddelere saf maddeler denir

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 8. HAFTA

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI

KĐMYA DENEYLERĐNDE AÇIĞA ÇIKAN GAZLAR KÜRESEL ISINMAYA ETKĐ EDER MĐ? Tahir Emre Gencer DERS SORUMLUSU : Prof. Dr Đnci MORGĐL

STERİLİZASYON. Sterilizasyon Yöntemleri. Sterilizasyonu Etkileyen Faktörler

1. ATOMLA İLGİLİ DÜŞÜNCELER

DERSĐN SORUMLUSU : PROF.DR ĐNCĐ MORGĐL

1. Diyot Çeşitleri ve Yapıları 1.1 Giriş 1.2 Zener Diyotlar 1.3 Işık Yayan Diyotlar (LED) 1.4 Fotodiyotlar. Konunun Özeti

ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

OKULDA KİMYA KAĞIT. Kağıdın ana maddesi doğal bir polimer olan selülozdur.

SORULAR S1) Elektrik enerjisi üretim yöntemlerini sıralayarak şekilleri ile birlikte açıklayınız (25 P).

Temel Kavramlar. Elektrik Nedir? Elektrik nedir? Elektrikler geldi, gitti, çarpıldım derken neyi kastederiz?

Enerji Sektörüne İlişkin Yatırım Teşvikleri

GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (GES) BİLGİLENDİRMESİ

HAFTA SAAT KAZANIM ÖĞRENME YÖNTEMLERİ ARAÇ-GEREÇLER KONU DEĞERLENDİRME

ISI VE SICAKLIK. 1 cal = 4,18 j

MADDENİN DEĞİŞİMİ VE TANINMASI

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek

FAQ-TIENS DICHO II.Nesil Meyve&Sebze Temizleyici

Nadir ve Kıymetli Metaller Metalurjisi. Y.Doç.Dr. Işıl KERTİ

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

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Değerlendirilebilir atıkların çeşitli fiziksel ve/veya kimyasal işlemlerle ikincil hammaddeye dönüştürülerek tekrar üretim sürecine dahil edilmesine

DENEYĐN ADI. Organik bileşiklerde nitel olarak Karbon ve hidrojen elementlerinin aranması

Elektronların Dizilişi ve Kimyasal Özellikleri

KEIM Ecosil -ME. İç mekanlar için yüksek performanslı, aşınma dayanımlı silikat boya

Transkript:

ÖMER ÇETİN Araştırmacı

İnsanlık var oldu olalı daima enerjiye ihtiyaç duymuş, bunu da çeşitli yöntemlerle karşılama yoluna gitmiştir. Bu ihtiyacını giderirken birçok zorluklarla karşılaşmış ve bu zorlukları da aklı sayesinde çoğu zaman aşmayı başarmıştır. Fakat insanoğlu enerjiye olan ihtiyacını karşılarken çevresine ve dünyaya açtığı zararın, çoğu zaman farkında olmamış, olduysa da buna gereken önemi vermemiştir.

Enerji elde etmek için en çok fosil yakıtları kullanan insanoğlu, bunun sonucu olarak da çevre ve atmosfer kirliliği ile dünyanın ekolojik dengesini bile bozacak noktaya getirmiştir.

Biz insanlar yaşadığımız şu gezegenimizi yaşanabilir bir ortam olarak gelecek nesillere bırakmak zorundayız. Yoksa iş işten çoktan geçmiş olacak ve insan nesli bir gün yok olmakla karşı karşıya kalacaktır. Bu sebepledir ki artık enerji ihtiyacımızı fosil yakıtlardan değil yenilenebilir ve çevreye zarar vermeyen kaynaklardan elde etmek zorundayız. Yenilenebilir enerji kaynakları denince ilk akla gelen rüzgar, jeotermal ve güneş enerjisi gibi enerji kaynaklarıdır. Bu kaynakların da etkin ve verimli bir şekilde kullanılması elzemdir.

Rüzgar Jeotermal Güneş

Biz bugün burada ağırlıklı olarak sizlere dünyamıza hayat veren ve olmazsa olmazımız olan güneş enerjisinin ışığından nasıl yararlanabiliriz ondan bahsedeceğiz.

GÜNEŞ Güneş; dünyamız ile birlikte 9 gezegenin çekim etkisi ile belli yörüngelerde etrafında döndüğü çok büyük bir yıldızdır. Güneş yüzeyinde sürekli olarak doğal fizyon tepkimeleri olmakta ve hidrojen çekirdekleri birleşerek helyuma dönüşmektedir. Bu dönüşüm ise çok büyük patlamaların olduğu yüzey sıcaklığının 5500 C ye ulaştığı muazzam büyüklükteki güneş küreyi oluşturmaktadır. Güneşten dünyamıza m2. ye saatte 1000 watt lık bir enerji düşmektedir. Biz ise bu enerjinin en fazla % 25/30 luk kısmından yararlanabilmekteyiz.

Ülkemizin güneş potansiyeli coğrafik konum açısından Avrupa ülkelerinin oldukça üzerinde değerlere sahiptir. Ancak bu avantajı bu değerler doğrultusunda kullandığımız da pek söylenemez.

Güneş enerjisinden yararlanmak amacıyla bazı sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemleri 5 ana başlık altında incelemek mümkündür. 1- Termal Sitemler. 2- Vakum Sistemler 3- Parabolik Sistemler 4- Fotokatalitik Sistemler 5- Fotovoltaik Sistemler.

Güneş ısısının düz ve yansıtmaz yüzeylere teması sonucu elde edilen 80/90 C ye çıkan sıcaklıklar ile suyun ısıtılması ve bundan yararlanma yöntemidir. Bunlara çatılarda gördüğümüz tipik düzlemsel termal güneş enerjisi sistemlerini verebiliriz.

Vakum sistemlerde de yine güneşin ısısından yararlanma prensibi vardır ve yine amaç suyu ısıtarak yararlanma söz konusudur. Fakat vakum sistemler daha geliştirilmiş sistemlerdir. Bu sitemde iç içe geçmiş iki cam silindir mevcuttur ve en iç silindirden su sirkülasyonu söz konusudur.

Parabolik sistemlerde yine güneşin ısısından yararlanma söz konusudur fakat bu sefer teknik bir adım daha ileri götürülerek ısının 500-600 C lere çıkartılarak sistemden yağ geçirilip bu yağın su tanklarında buhara, oradan da tribünlere verilmek sureti ile elektrik enerjisi üretimi gerçekleştirilmektedir.

Fotokatalitik sistemlerde durum farklıdır. Bu sitemlerde güneşin artık ısısı değil direk ışığından yararlanılmaktadır. Bu sistem ve teknoloji henüz çok yenidir. Geçmişi 1980 li yıllara dayanır. Bu sistemde güneşin UV ışınları (fotonlar) bazı ışığa duyarlı madde ve bileşiklere çarptığında o maddeler kimyasal reaksiyona girerler. Bu reaksiyonlar sonucu o yüzeyler ışık yolu ile kendi kendilerini kirden, pastan, kokudan ve bakterilerden koruyabilir ve temizleyebilirler. Ayrıca aynı yüzeylere sahip havuzlar yapılarak suyun hidrojen ve oksijene ayrışması da sağlanabilir. Yani o yüzeyler bir tür elektroliz olayı gerçekleştirirler.

Kısaca Fotovoltaik ; Işığa karşı duyarlı maddeler üzerine düşen fotonların bazı fiziksel ve kimyasal aşamalardan geçerek (DC) elektrik akımına dönüşümü şeklinde tarif edebiliriz. İşte bu özellikten yararlanılarak Güneş Pilleri, nano yarı iletken n ve p tipi elektrotların oluşturulması ve üst, üste konumlandırılması ile oluşturulurlar.

Birçok metallerden, oksit bileşiklerden, polimerlerden ve organik maddelerden P tipi ve N tipi elektrot oluşturmak mümkündür. Bir örnek verecek olursak: Saf Silisyum elementine periyodik cetvelin 3A grubu metallerinden Al, B, veya İn. gibi elementlerden 1/1000 oranında katkılandırarak p tipi elektrot oluşturabiliriz. N tipi yarı iletken elektrot oluşturmak için ise yine saf silisyum elementine periyodik cetvelin 5A grup elementlerinden Fosfordan (P) 1/1000 oranında katkılandırmak gerekir.

Güneşten gelen fotonlar, n tipi elektroda değer ve ondan bir elektron koparır. Yerinden kopan bu elektron dış devre ve direnç üzerinden geçerek p tipi elektroda ulaşır. P tipi elektrondan da tekrar n tipi elektroda geçer. Fotonlar bu şekilde elektron koparttıkça bir elektron döngüsü ve elektriksel akım (I) ve gerilim (V) oluştururlar.

Güneş hücrelerinin birçok çeşidi mevcuttur. Aşağıda bunlar % verimleri ile birlikte sıralanmıştır. Silisyum Güneş Pilleri ( % 16 ila 20) Kadmiyum Diselenit Güneş Pilleri (% 7 ila 16) Titanyum Dioksit Boya Esaslı Güneş Pilleri (% 10 ila 12) Çinko Oksit ve Bakır Oksit Güneş Pilleri (% 6 ila 10) Polimer Güneş Pilleri (% 5 ila 8) gibi verimlere sahiptirler.

Yukarıda da değindiğimiz gibi birçok madde ve bileşiklerden p-n tipi yarıiletken elektrot yapmak mümkündür. Demiştik. Şimdi burada size bahsedeceğim güneş hücresi Çinko Oksit (ZnO) ile Bakır Bir Oksit (Cu2O) oksit bileşiklerin kimyasal modifikasyon ve sentezleri ile yapılan güneş hücresidir.

Çinko Oksit (ZnO) : Beyaz ve pudra görünümlü inorganik bir bileşiktir. Bu bileşiğin birçok özelliği bulunmaktadır. Bunlar yüksek kırılma indisi, ışığa karşı yüksek duyarlılığı, yarı iletkenliği,anti bakteriyel özelliği, düşük genleşme katsayısı gibi. Kauçuk, kozmetik, boya, gübre, alev geciktiriciler gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

Bakır (I) Oksit (Cu2O) : Bakır(I) oksit ya da küproz oksit olarak da bilinir. Kırmızı renkte olup, yarı iletken özelliğe sahip ve ışığa karşı yüksek duyarlı bir pigmenttir. Boya sanayinde ve cam renklendirici olarak kullanılmaktadır.

Çinko Oksit (ZnO) Bileşiği ile Pasta Yapımı ve N-Tipi Elektrot Oluşturma: Güneş pilimizin n-tipi yarı iletken elektrotu, çinko oksit (ZnO) bileşiğinin modifiye ve sentezi ile yapılır. Bu sentez bir pasta haline getirilerek uygulanır.

İTO, ATO veya FTO Kalay Oksit kaplı cam altlıklar önce yüksek seviyede temizlenerek dezenfekte edilir. Daha sonra üzerine Doktor Blade sıyırma yöntemi ile çinko oksit pasta dökülerek kaplanır. Cam altlıklar sıcak hava ile kurutularak 150 ila 200 C de 3/5 dakika sinterlenir. Bu işlem sonucu n-tipi elektrotumuz hazır hale gelmiş olur.

Bakır (I) Oksit (Cu2O) Bileşiğinin Modifikasyonu ve sentezi : Bakır Oksit bileşiği alkol ve polimer çözücüler ile inceltilir ve solisyon haline getirilir. Elde edilen solisyon, cam altlıklar ebatında kesilerek hazırlanan kağıda emdirilerek kurumaya bırakılır. Bu malzeme ilerde p-tipi elektrotla birleştirilecektir.

P tipi elektrotu da yine ATO, İTO veya FTO Kalay Oksit kaplı cam altlıklar, önce kurşun kalem ile grafitlenir, ardından mum isi ile islenerek katalizör tabaksı oluşturulur.

P ve N Tipi Elektrot Arasında Redoks Reaksiyonu Oluşturacak Elektrolit hazırlama : Yapacağımız güneş pilinin iki elektrot arasında redoks (indirgenme/yükseltgenme) reaksiyonu oluşturacak ve elektron döngüsünü sağlayacak bir elektrolite (sıvı) ihtiyaç vardır. Söz konusu elektrolit İyot (I) kristalinin etanol içerisinde eriyik hale getirilmesi ile oluşturulur. Buna en iyi örnek yaralanmalarda kullandığımız dezenfekte edici tentürdiyot verilebilir.

N Tipi ve P Tipi Elektrotların Birleştirilmesi : Elektrotlardan çinko oksit kaplı n-tipi elektrot üstte olacak şekilde, daha önce hazırladığımız Bakır Oksit emdirilmiş kağıdımız ortada olacak şekilde en altta ise grafit ve mum isli p-tipi elektrotumuz olmak üzere pilimizi birleştiririz. Her iki elektrotun arasına ise elektrolitimizi sızacak şekilde damlatır ve gün ışığında ölçüm yaparız.

Yapmış olduğumuz bu güneş pilimiz elektriksel olarak 2/3 ma. akım (I) ve 700/800 mv. Volt (V) gerilim üretebilecek kapasitedir. Biz bu akım ve gerilimi artırmak için bu pillerden birkaç adet yapıp paralel ve seri bağlayarak gücünü artırabiliriz. Böylece bu pillerimizle bir modül oluşturarak örneğin bir led ampul yakabilir, küçük DC motor, hesap makinesi veya elektronik kol saatini çalıştırabiliriz. Hatta telefonumuzu bile şarj edebiliriz

Beni sabırla dinlediğiniz için hepinize teşekkür eder saygılar sunarım. Ömer ÇETİN Araştırmacı