Güneş Enerjisi

elektrikuretimi
25 Kasım 2011

Güneş Enerjisi

Güneş ışığı ve yarı iletken silikonun etkileşimi ile artı ve eksi yükler dolayısıyla bir voltaj farkı ortaya çıkar. Metal bağlantılarla iletilen, doğru akım özelliğine sahip, çok sayıda güneş hücresinin tek ünite altında bir araya getirilmesi ile %13-17 verimle 130W’a kadar enerji sağlayabilen güneş panelleri üretilir.

Bu paneller, ilk kez uzay araçlarına elektrik sağlanması amacıyla kullanılmış, zaman içinde kapasiteleri arttıkça kullanım alanları yaygınlaşmıştır. Güneş panelleri, güneş ışığını direk olarak elektriğe çevirir. PV (Fotovoltaik) hücreleri, daha önce saat ve hesap makinelerinde kullanılmıştı.

Güneş ışığı, bu maddeler tarafından emildiğinde, elektronlar bulunduğu atomlardan ayrılarak madde içinde serbest kalır ve böylece elektrik akımı oluşur. Işığın (foton), elektriğe (voltaj) dönüşümüne fotovoltaik efekt adı verilmiştir. Yeni paneller, gölgeli havalarda bile önemli miktarda elektrik enerjisi üretebilmektedir. Güneş enerjisi mekan ısıtma, su ısıtma, arıtma amaçlı kullanılabilir.

Bir evin tüm elektrik ihtiyacının güneş enerjisi ile karşılanabilmesi, temel olarak iki parametreye bağlıdır: o bölgenin güneş durumu ve evin günlük elektrik tüketimi. Teorik olarak, evin sadece güneş enerjisi ile enerji ihtiyacını sağlaması mümkün olsa bile kalorifer, şofben, air-condition gibi yüksek miktarda akım çeken cihazlar sistem maliyetini 2-3 kat arttırırlar. Bu nedenle, yazın güneş, kışın doğalgaz kullanımı en çok önerilen alternatiftir. Böyle bir sistemin ortalama maliyeti 5.000-22.000 USD arasında değişmektedir.


Fotovoltaik sistemlerin bakım maliyeti yoktur. Yazın uzun süre yağmur yağmaması halinde yapılması gereken tek bakım işlemi, 15-20 günde bir güneş panellerinin üzerini silmek olabilir. Sıcak su elde etmek için güneş kolektörleri kullanılır. Kolektörün yapısında, ince güneş ışınlarını soğuran bir tabaka bulunur. Soğurulan güneş plakayı ısıtır, plakaya bağlı borulardan geçen su ısınır.

1. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ PROJELERİ

Güneş Kollektörleri Test Standı

Ülkemizde kollektör üretimini daha iyiye kanalize etmek ve standard bilincinin oluşmasına yardımcı olmak amacına yönelik olarak EİE Yenilenebilir Enerji Kaynakları Araştırma Parkına bilgisayar destekli bir güneş kollektörü test standı tesis edilmiştir. Türk Standartları Enstitüsü ile yapılan protokol çerçevesinde TS – 3680 standardının ısıl performans deneyleri bu standda gerçekleştirilmektedir. Ayrıca üreticilerin geliştirdikleri ürünler de bu standda ücretsiz olarak test edilmektedir.

Vakumlu Güneş Kollektörlerinin Isıtma ve Soğutmada Kullanılmasının Araştırılması

Vakumlu güneş kollektörleri düzlemsel kollektörlerden farklı bir teknolojiye sahiptir. Bu tip kollektörlerde ışık enerjisinin ısı enerjisine dönüştürüldüğü absorban plaka, cam tüp içine alınmış ve vakumlanmıştır. Bu nedenle bu kollektörlerin toplam ısı kayıp katsayıları daha düşük olduğundan ulaştıkları sıcaklık ve verimleri daha yüksektir. Yurtdışından satın alınan 20 adet vakumlu tüp güneş kollektörüyle 2 m2 absorber alanı ve 200 litre deposu olan bir su ısıtma sistemi kurulmuş ve verimi incelenmektedir.

2. GÜNEŞ PİLİ PROJELERİ

Güneş Pili Aydınlatma Birimleri

Gün boyunca güneş enerjisinden üretilen elektrik ile akü şarj edilerek, geceleri lamba çalıştırılmaktadır. Güneş pili aydınlatma birimi, 48 W’lık 2 adet güneş pili modülü, 65 Ah-12 V kuru akü ve 20 W’lık PLC lamba, 100 VA gücünde, 12VDC / 220VAC sinüs dalga invertör ve şarj regülatörü birimlerinden oluşmaktadır. Bu birimlerden 2 tanesi Ankara AOÇ Atatürk Evi önünde, 2 tanesi ise Aydın Yenihisar Güneş ve Rüzgar Enerjisi Araştırma Merkezi’nde bulunmaktadır.

Güneş Pili Su Pompaj Sistemi

Küçük çaplı sulamada kullanılabilecek olan bu sistemde 616 Wp gücünde güneş pili, 1400 Watt gücünde invertör ve dalgıç pompa bulunmaktadır. 7 m derinlikteki bir kuyudan yılda yaklaşık 11000 m3 su pompalayabilen bu sistem şebekeden uzak yerlerde dizel motopomplarla rekabet edebilmektedir.

Mobil PV Sistemi

Mobil PV sistemi, güneş enerjisinden yararlanarak AC elektrik üreten bir sistemdir ve römork üzerine yerleştirilmiş olan güneş pilleri, invertör ve akülerden oluşmaktadır. Sistem, 12 adet polikristal güneş pili modülü (toplam güç 576 W), 1 kVA gücünde 48 VDC/220 VAC invertör, akü şarj regülatörü, 4 adet 65 Ah-12 V kuru aküden oluşmaktadır.

Güneş Pili Trafik İkaz Sistemi

Halen şehirlerarası yollarda yapılan çalışmalarda gerekli sinyalizasyon için ihtiyaç duyulan enerji, akülerden temin edilmekte olup aküler en yakın şebeke ağında şarj edilerek kullanılmaktadır. Güneş pili ile yapılan trafik ikaz sisteminin mevcut sistemden tek farkı, akülerin güneş pili ile şarj edilmesidir. Bu sistem 48 W’lık bir adet güneş pili, akü, kontrol devresi ve ikaz lambasından oluşmaktadır. Hareketli olan sistem ihtiyaç duyulan yere kolaylıkla götürülebilmektedir.

Şebeke Bağlantılı PV Sistemi

Güneş pilleri şebekeden bağımsız sistemler olarak kullanılabileceği gibi mevcut elektrik şebekesine bağlı olarak da kullanılabilirler. Enerji maliyetinin pahalı olması nedeniyle güneş pilleri genellikle dünyada şebekeden uzak yerlerdeki küçük güçlerdeki enerji talebinin karşılanmasında kullanılmıştır. Son yıllarda ise özellikle gelişmiş ülkelerde şebekeye bağlı güneş pili uygulamaları yaygınlaşmaktadır. Bu kapsamda EİE Didim Güneş ve Rüzgar Enerjisi Araştırma Merkezi’ne 3.5 kW gücünde şebeke bağlantılı güneş pili sistemi kurulacak ve şebeke ile uyumu, işletim problemleri, ekonomik durumu araştırılacaktır.

3. GÜNEŞ ENERJİSİ GÖZLEM İSTASYONU PROJESİ

Enerji üretimi amacına yönelik olarak yürütülen fizibilite çalışmaları sırasında, Ülkemizin güneş enerjisi konusunda mevcut meteorolojik verilerinin yeterli olmadığı tesbit edilmiştir. Bu amaçla İdaremiz, DMİ ile işbirliği içersinde bir proje başlatmıştır. Bu proje kapsamında Antalya, İzmir, Ankara, Aydın, Adana ve Isparta’ya bilgisayar destekli güneş enerjisi gözlem istasyonu tesis edilmiş ve 5 yıl boyunca veri toplanması hedeflenmiştir.

EİE’nin eski DMİ kayıtlarını kullanarak yaptığı hesaplara göre ülkemizin yıllık ortalama ışınım şiddeti 308 cal/cm2-gün (3.6 kWh/m2-gün) ve yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saattir.

Yorumlar