Güneş Enerjisi ve Uygulamaları

Cumhuriyet Üniversitesi Makine Mühendisli?i Enerji Tasarrufu ve Uygulamalar? dersinde Güne? Enerjisi ile ilgili sunumu sizlerle payla??yorum.Konular a?a??da s?ras?yla verilmi?tir.Yaz?lar? kopyala yap??t?r yap?yorsak lütfen yorum k?sm?ndan sunumu yapan arkada??m?za te?ekkür edelim.

Enerji

Gerek sanayile?me gerekse bireylerin daha iyi ya?am istekleri günümüzde enerji tüketimini önemli ölçüde artt?rmaktad?r.
Enerji ihtiyac?n?n kar??lanmas?nda öncelikli olarak kömür, petrol, do?al gaz gibi fosil yak?tlar kullan?lmaktad?r.
Ancak bu yak?tlar?n kullan?m?nda kar??m?za iki sorun ç?kmaktad?r. Birinci sorun bu yak?tlar?n yak?n bir gelecekte tükenme olas?l???, di?eri ise sanayile?menin belli yörelerde yo?unla?mas? sonucu büyük oranda fosil yak?tlar?n kullan?m?ndan kaynaklanan çevre kirlili?inin artmas?d?r.
Dünya genelindeki bu iki soruna ek olarak ülkemiz için bir di?er sorun da enerji tüketiminin yakla??k %60’?n?n yurtd???ndan kar??lanmas?d?r.
Bunlar?n d???nda alternatif enerji kaynaklar? da yeterli seviyede olmamakla beraber kullan?lmaktad?r.
Enerji tasarrufu konusunda ciddi önlemler al?nmas? halinde genel enerji talebinin %20-30 oran?nda dü?ürülmesinin mümkün olabilece?i öngörülmektedir.
Bu sorunlar?n a??lmas? gereklili?i yeni enerji kaynaklar?n?n ara?t?r?lmas?n? ve mümkün olan sektörlerde kullan?m?n? gündeme getirmektedir.
Bu amaçla güne?, rüzgar, jeotermal, biyokütle gibi yenilenebilir enerji kaynaklar?n?n de?i?ik sektörlerde uygulanabilmesi için ara?t?rmalar sürdürülmektedir.

Dünya Toplam Enerji Arz? ve Kullan?lm?? Yak?t Türleri

Yenilenebilir Enerji

Yenilenebilir enerji, sürekli devam eden do?al süreçlerde var olan enerji ak???ndan elde edilen enerjidir.
En genel halde yenilenebilir enerji kayna??; enerji kayna??ndan al?nan enerjiye e?it oranda veya kayna??n tükenme h?z?ndan daha çabuk bir ?ekilde kendini yenileyebilmesi ile tan?mlan?r. Örne?in, güne?ten elde edilen enerji ile çal??an bir teknoloji bu enerjiyi tüketir, fakat tüketilen enerji toplam güne? enerjisinin yan?nda çok küçük kal?r.
En genel yenilenebilir enerji ?ekli güne?ten gelendir.
Fosil yak?tlar, çok uzun bir zaman çizelgesi göz önüne al?nd???nda teorik olarak yenilenebilir iken, istismar edilerek kullan?lmas? sonucu yak?n gelecekte tamamen tükenme tehlikesi ile kar?? kar??yad?r.

Yenilenebilir Enerji Kaynaklar?

  • Jeotermal
  • Hidrojen
  • Güne?
  • Hidrolik
  • Biyokütle
  • Rüzgar

2030 Y?l? ?çin Dünya Enerji Gereksinim Tahmini Ve Öngörülen Yak?t Türleri

Güne? Nedir?

•Yar?çap? dünya yar?çap?n?n 109 kat? ve kütlesi dünya kütlesinin 330 000 kat? olan, yüksek bas?nç ve s?cakl?kl?, ço?unlu?u hidrojenden olu?an bir gaz kar???m? olan küre biçimindeki güne?, dünyadan 150 milyon kilometre uzakl?ktaki bir y?ld?zd?r.
•S?cakl??? merkez de yakla??k (8-40)x106 K’ni bulur. Yüzey s?cakl??? ise 6000 K civar?ndad?r.
•Bu yüksek s?cakl?k nedeniyle elektronlar, atom çekirdeklerinden ayr?l?rlar. Bu sebeple, güne?te atom ve molekül yerine elektronlar ve atom çekirdekleri bulunur. Bu kar???ma “plazma” ad? verilir.
•Bir hidrojen kayna??m(füzyon) reaktörü olan bu y?ld?zda, her bir saniyede 564 milyon ton hidrojen kayna?arak 560 milyon ton helyuma dönü?mekte ve kaybolan 4 milyon ton kütle kar??l??? 3.86 x 1026 J (joule) enerji aç??a ç?kmaktad?r.
•Bu enerji çe?itli dalga boylar?nda ???nlar halinde dünyaya ula??r.
•Güne?in 1 saniyede üretti?i enerji miktar?, insanl???n ?imdiye kadar kulland??? enerji miktar?ndan fazlad?r. Dünya, güne?ten gelen enerjinin sadece milyarda birini al?r. Bu enerji 15 dakika depo edilebilse toplam dünya nüfusunun y?ll?k enerji ihtiyac? kar??lanabilir.
•Güne?ten bir saniyede sal?nan enerji, yani güç 3.86 x 1020 mega-watt kar??l???d?r. Dünyan?n kesit alan? üzerine çarpan güne? gücü 178 000 TW (tera-watt) düzeyindedir.
[1 EJ = 22.7 MTEP (milyon ton e?de?er petrol) ]
•Güne? tek ba??na Güne? Sistemi’nin kütlesinin % 99,8’ini olu?turur.
•Geri kalan kütle Güne?’in çevresinde dönen gezegenler, asteroitler, gökta?lar?, kuyrukluy?ld?zlar ve kozmik tozdan olu?ur.
•Güne? ???nlar? yakla??k 8 dakikada yeryüzüne ula??r.
• Güne? çekirde?inden ç?kan ???nlar, 700 000 km çapa göre çekirdekte olu?an ?????n h?z? da göz önüne al?nd???nda yüzeye yakla??k 2 saniyede gelmesi gerekirken, a??r? hidrojen yo?unlu?una ba?l? olarak bu süre 10 milyon y?ld?r.
•Asl?nda biz 8 dakikadan da öte güne?in 10 milyon y?l önce olu?turdu?u ????? görüyoruz.

Güne? Enerjisi ve Güne? I??n?m?

•Güne? enerjisi, güne?in çekirde?inde yer alan füzyon süreci ile aç??a ç?kan ???ma enerjisidir, güne?teki hidrojen gaz?n?n helyuma dönü?mesi ?eklindeki füzyon sürecinden kaynaklan?r.
•Bu enerjinin dünyaya gelen küçük bir bölümü dahi, insanl???n mevcut enerji tüketiminden kat kat fazlad?r.
•Güne? enerjisinden yararlanma konusundaki çal??malar özellikle 1970’lerden sonra h?z kazanm??, güne? enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bak?m?ndan dü?me göstermi?, güne? enerjisi çevresel anlamda temiz bir enerji kayna?? olarak kendini kabul ettirmi?tir.

Güne?ten Gelen I??n?m Da??l?m?

•Güne? ???n?m?n?n tamam? yeryüzüne ula?maz, %30 kadar? dünya atmosferi taraf?ndan geriye yans?t?l?r.
•Güne? ???n?m?n?n %50’si atmosferi geçerek dünya yüzeyine ula??r. Bu enerji ile Dünya’n?n s?cakl??? yükselir ve yeryüzünde ya?am mümkün olur.
•Rüzgar hareketlerine ve okyanus dalgalanmalar?na da bu ?s?nma neden olur.
•Güne?ten gelen ???n?m?n?n %20’si atmosfer ve bulutlarda tutulur.
•Yeryüzüne gelen güne? ???n?m?n?n %1’den az? bitkiler taraf?ndan fotosentez olay?nda kullan?l?r.
•Bitkiler, fotosentez s?ras?nda güne? ?????yla birlikte karbondioksit ve su kullanarak, oksijen ve ?eker üretirler.
•Fotosentez, yeryüzünde bitkisel ya?am?n kayna??d?r.
•Dünya’ya gelen bütün güne? ???n?m?, sonunda ?s?ya dönü?ür ve uzaya geri verilir.

Neden Güne? Enerjisi

•Güne? enerjisi, yerel kullan?m için elveri?li, tükenmez, çevre dostu ve çok ucuz bir kaynak olmas?ndan dolay? önem kazanmaktad?r.
•Zaman zaman güne? enerjisi bedava kaynak olarak tan?t?lmas?na kar??n, bedava de?ildir. Çünkü, denetimli kullan?m amac?yla toplanabilmesi için de?i?ik sistemler gerekmekte, bu sistemlerin bir maliyeti bulunmaktad?r.
•Ancak, fosil yak?tlar?n olu?turduklar? çevresel zararlar?n boyutlar? göz önüne al?nd???nda güne? enerjisinin toplanmas?n?n ve kullan?lmas?n?n daha çekici oldu?u aç?kça görülmektedir.
•Tabii maddeci zihniyet için bunun ne kadar önemli oldu?u ?u anda dünyadaki enerji kullan?m politikalar?ndan kolayca anla??lmaktad?r.

Güne? Enerjisinin Avantajlar?

•Her ?eyden önce güne?, bol ve tükenmeyen bir enerji kayna??d?r.
•Güne? enerjisi, temiz bir enerji türüdür; çevreyi kirletici, duman, gaz, karbon monoksit, kükürt gibi külfetleri yoktur.
•Yerel uygulamalar için elveri?lidir. Enerjiye ihtiyaç duyulan, hemen hemen her yerde güne? enerjisinden yararlanmak mümkündür.
•D??a ba?l? olmad???ndan, do?abilecek ekonomik bunal?mlardan ba??ms?zd?r.
•Bir çok uygulamas? için karma??k teknolojilere gerek duyulmamaktad?r.
•Kurulan sistemlerin i?letme ve bak?m maliyetleri yoktur veya çok azd?r.

Güne? Enerjisinin Dezavantajlar?

•Birim yüzeye gelen güne? ???n?m? az oldu?undan büyük yüzeylere ihtiyaç vard?r. Ülkemizde bu de?er ortalama 1300 W/m2’dir.
•Güne? ???n?m? sürekli olmad???ndan depolama gerekmektedir. Depolama imkanlar? ise s?n?rl?d?r.
•Enerji ihtiyac?n?n çok oldu?u k?? aylar?nda güne? ???n?m? az ve geceleri de hiç yoktur.
•Güne? ???n?m?ndan faydalanan sistemin güne? ?????n? sürekli alabilmesi için çevrenin aç?k olmas?, gölgelenmemesi gerekir.
•Güne? ???n?m?n?n daha verimli çal??mas? için sisteme dik gelmesi gerekmektedir, bunun için de güne?i takip eden sistemler de kullan?lmaktad?r (Ayçiçe?i gibi).
•Su ?s?tma sistemlerinde %60’a yak?n verim sa?lan?rken güne? pillerinde bu oran %15 civar?d?r fakat yeni melez sistemler ile elektrik üretimi için bu oran %55 de?erlerine gelebilir.
•Güne? ???n?m?ndan yararlan?lan bir çok tesisat?n ilk yat?r?m maliyeti fazlad?r ve baz?lar?, günümüzde ekonomik de?ildir.

Güne? Toplay?c?lar?

•Güne? ???nlar? ile bir ak??kan?n s?cakl???n?n artmas?n? sa?layan gereçlere güne? toplay?c?lar? (kollektör) ad? verilir. Ba?ka bir ifade ile, güne? toplay?c?lar?, güne?in ???k enerjisini ?s? enerjisine dönü?türür. Güne? toplay?c?lar?n? düz toplay?c?lar ve yo?unla?t?ran toplay?c?lar olarak grupland?rabiliriz.
•Toplay?c? tipi, faydalan?lan enerji türüne göre seçilir. S?cak su temininde, ev ?s?tmas?nda düz toplay?c?lar kullan?l?rken sanayi alan? gibi yüksek s?cakl?k gerektiren yerlerde yo?unla?t?ran toplay?c?lar kullan?l?r. Toplay?c?larda a?a??daki özellikler beklenir.
Yüksek verim
Uzun ömür
Ucuz fiyat, kolay montaj.
•Bir toplay?c?n?n verimlili?i, toplad??? kullan?labilir enerji miktar?n?n, üzerine dü?en enerji miktar?na oran? olarak tan?mlan?r.

o Verimli bir toplay?c? a?a??daki özelliklere sahip olmal?d?r:
Üzerine dü?en güne? enerjisi miktar?n?n ço?unu absorbe edebilmelidir.
Toplay?c?lardan çevreye olan ?s? kay?plar? en az düzeyde olmal?d?r.
Absorbe etti?i enerji içindeki ?s? ta??y?c? ak??kana yüksek bir verimlilikle geçirebilmelidir.

oToplay?c?lar?n uzun ömürlü olabilmesi için;
Çok so?uk iklim ?artlar?nda da dayan?kl? olmalar?
Günlük s?cakl?k de?i?melerinde, olabilecek iç ?s? gerilmelerinden zarar görmemeleri
Güne? radyasyonundaki sürekli morötesi ???n bombard?man?ndan etkilenmemeleri
?çlerindeki ?s? ta??y?c? ak??kan ve di?er kaynaklardan olu?abilecek korozyona kar?? dayan?kl? olmalar? gerekir.

oFiyatlar?n?n ucuz, montaj?n?n kolay olmas? için;
Yerli malzeme ve teknoloji ihtiva etmeleri,
Dayan?kl? ve hafif olmalar?,
Birbirine ekleme ve ba?lant?lar?n?n kolay olmas?,
Temizlik ve tamir ihtiyac?n? en az seviyede gerektirmelidir.

Güne? Enerjisi Teknolojileri

Güne? enerjisi teknolojileri yöntem, malzeme ve teknolojik düzey aç?s?ndan çok çe?itlilik göstermekle birlikte iki ana gruba ayr?labilir:

Is?l Güne? Teknolojileri: Bu sistemlerde öncelikle güne? enerjisinden ?s? elde edilir. Bu ?s? do?rudan kullan?labilece?i gibi elektrik üretiminde de kullan?labilir.

Güne? Pilleri: Fotovoltaik piller de denen bu yar?-iletken malzemeler güne? ?????n? do?rudan elektri?e çevirirler.

Is?l Güne? Teknolojileri

Düzlemsel Güne? Kollektörleri:
•Düzlemsel kollektörler, güne? ???n?m?n? so?urucu plaka vas?tas?yla tutarak su veya hava gibi bir ak??kana ?s? olarak aktar?r.
•Bu tür toplaçlar genelde güne?i izlemesi gerekmeyen, güneye yönelik ve güne? ???n?m? üzerine olabildi?ince dik çarpacak biçimde uygun e?imde yerle?tirilen toplaçlard?r.
•Daha çok evlerde s?cak su ?s?tma amac?yla kullan?lmaktad?r.
•Ula?t?klar? s?cakl?k 70°C civar?ndad?r.
•Düzlemsel güne? kollektörleri, üstten alta do?ru, camdan yap?lan üst örtü, cam ile absorban plaka aras?nda yeterince bo?luk, metal veya plastik absorban plaka, arka ve yan yal?t?m ve bu bölümleri içine alan bir kasadan olu?mu?tur.
•Absorban plakan?n yüzeyi genellikte koyu renkte olup bazen seçicili?i art?ran bir madde ile kaplan?r.
•Bu sistemler evlerin yan?nda, yüzme havuzlar? ve sanayi tesisleri için de s?cak su sa?lanmas?nda kullan?l?r.
•Düzlem güne? kollektörlü sistemler tabii dola??ml? ve pompal? olmak üzere ikiye ayr?l?r
•Bu konudaki Ar-Ge çal??malar? sürmekle birlikte, bu sistemler tamamen ticari ortama girmi? durumdad?rlar.
•Dünya genelinde kurulu bulunan güne? kollektörü alan? 30 milyon m2′ nin üzerindedir.
•En fazla güne? kollektörü bulunan ülkeler aras?nda ABD, Japonya, Avustralya ?srail ve Yunanistan yer almaktad?r.
•Türkiye, 7,5 milyon m² kurulu kollektör alan? ile dünyan?n önde gelen ülkelerinden biri konumundad?r.

Vakumlu Güne? Kollektörleri:

•Bu sistemlerde, vakumlu cam borular ve gerekirse absorban yüzeyine gelen enerjiyi art?rmak için metal ya da cam yans?t?c?lar kullan?l?r.
•Bunlar?n ç?k??lar? daha yüksek s?cakl?kta oldu?u için (100-120°C), düzlemsel kollektörlerin kullan?ld??? yerlerde ve ayr?ca yiyecek dondurma, bina so?utma gibi daha geni? bir yelpazede kullan?labilirler.
•?ki tüp aras?nda vakum oldu?undan iletimle ve ta??n?mla ?s? kayb? ihmal edilecek mertebededir.
•So?uk, ya?murlu, karl? ve rüzgarl? havalardan kaynaklanan tüpteki ?s? kay?plar? vakum sayesinde önlenmi?tir.
•Bu nedenle sistem tüm y?l boyunca kullan?labilmektedir.
•Eski model kolektörlerde vakum olmamas? nedeniyle so?uk havalarda ?s? kayb? çok yüksektir.
•Ayr?ca vakum tüplü güne? kollektörlerinde antifriz kullanmaya gerek yoktur.

Güne? Havuzlar?

•Yakla??k 5-6 metre derinlikteki suyla kapl? havuzun siyah renkli zemini, güne? ???n?m?n? yakalayarak 90°C s?cakl?kta s?cak su eldesin de kullan?l?r.
•Havuzdaki ?s?n?n da??l?m? suya eklenen tuz konsantrasyonu ile düzenlenir, tuz konsantrasyonu en üstten alta do?ru artar.
•Böylece en üstte so?uk su yüzeyi bulunsa bile havuzun alt k?sm?nda doymu? tuz konsantrasyonu bulunan bölgede s?cakl?k yüksek olur.
•Bu s?cak su bir e?anjöre pompalanarak ?s? olarak yararlan?labilece?i gibi Rankine çevrimi ile elektrik üretiminde de kullan?labilinir.
•Güne? havuzlar? konusunda en fazla ?srail’de çal??ma ve uygulama yap?lm??t?r. Bu ülkede 150 kW gücünde ve 5 MW gücünde iki sistemin yan?nda Avustralya’da 15 kW ve ABD’de 400 kW gücünde güne? havuzlar? bulunmaktad?r.

Güne? Bacalar?:

•Bu yöntemde güne?in ?s? etkisinden dolay? olu?an hava hareketinden yararlan?larak elektrik üretilir.
•Güne?e maruz b?rak?lan ?effaf malzemeyle kapl? bir yap?n?n içindeki toprak ve hava, çevre s?cakl???ndan daha çok ?s?nacakt?r.
•Is?nan hava yükselece?i için, çat? e?imli yap?l?p, hava ak??? çok yüksek bir bacaya yönlendirilirse baca içinde 15 m/sn h?zda hava ak???-rüzgar olu?acakt?r.
•Baca giri?ine yerle?tirilecek yatay rüzgar türbini bu rüzgar? elektri?e çevirecektir.
•Bir tesisin gücü 30-100 MW aras?nda olabilir.
•Deneysel bir kaç sistem d???nda uygulamas? yoktur.

Su Ar?tma Sistemleri:

•Bu sistemler esas olarak s?? bir havuzdan ibarettir.
•Havuzun üzerine e?imli ?effaf-cam yüzeyler kapat?l?r.
•Havuzda buharla?an su bu kapaklar üzerinde yo?unla?arak toplan?rlar.
•Bu tür sistemler, temiz su kayna??n?n bulunmad??? baz? yerle?im yerlerinde y?llard?r kullan?lmaktad?r.
•Su ar?tma havuzlar? üzerinde yap?lan Ar-Ge çal??malar? ilk yat?r?m ve i?letme maliyetlerinin azalt?lmas?na ve verimin art?r?lmas?na yöneliktir

Güne? Mimarisi

•Bina yap? ve tasar?m?nda yap?lan de?i?ikliklerle ?s?tma, ayd?nlatma ve so?utma gerçekle?tirilir.
•Pasif olarak do?al ?s? transfer mekanizmas?yla güne? enerjisi toplan?r, depolan?r ve da??t?l?r.
•Ayr?ca güne? kollektörleri, güne? pilleri vb. aktif ekipmanlar da yararlan?labilir.

Ürün Kurutma ve Seralar

•Güne? enerjisinin tar?m alan?ndaki uygulamalar?d?r.
•Bu tür sistemler ilkel pasif yap?da olabilece?i gibi, hava hareketini sa?layan aktif bile?enler de içerebilir.
•Bu sistemler dünyada k?rsal yörelerde s?n?rl? bir biçimde kullan?lmaktad?rlar.

Güne? Ocaklar? ve F?r?nlar?:

•Çanak ?eklinde ya da kutu ?eklinde, içi yans?t?c? maddelerle kaplanm?? güne? ocaklar?nda odakta ?s? toplanarak yemek pi?irmede kullan?l?r.
•Bu yöntem, Hindistan, Çin gibi bir kaç ülkede yayg?n olarak kullan?lmaktad?r.

Orta S?cakl?k Sistemleri

Do?rusal Yo?unla?t?r?c? Sistemler:

•Do?rusal yo?unla?t?r?c? kollektörler, do?rusal yo?unla?t?rma yapan ve kesiti parabolik olan dizilerden olu?ur.
•Kolektörün iç k?sm?ndaki yans?t?c? yüzeyler, güne? enerjisini, kollektörün oda??nda yer alan ve boydan boya uzanan siyah bir absorban boruya odaklarlar.
•Kollektörler genellikle, güne?in do?udan bat?ya hareketini izleyen tek eksenli bir izleme sistemi üzerine yerle?tirilirler.
•Enerjiyi toplamak için absorban boruda bir s?v? dola?t?r?l?r.
•Toplanan ?s?, elektrik üretimi için enerji santraline gönderilir.
•Bu sistemler yo?unla?t?rma yapt?klar? için daha yüksek s?cakl??a ula?abilirler. (350-400°C)
•Do?rusal yo?unla?t?r?c? termal sistemler ticari ortama girmi? olup, bu sistemlerin en büyük ve en tan?nm?? olan? 350 MW gücündeki ?imdiki Kramer&Junction eski Luz International santrallar?d?r.

Yüksek S?cakl?k Sistemleri

?ki boyutta güne?i izleyip noktasal yo?unla?t?rma yapan ve daha yüksek s?cakl?klara ula?an bu tür sistemler, parabolik çanak ve merkezi al?c? olmak üzere iki gruba ayr?l?r.

Parabolik Çanak Kollektörler:

•Parabolik çanak kollektörler iki eksende güne?i takip ederek sürekli olarak güne?i odak noktas?na yo?unla?t?r?rlar.
•Bu tip toplaçlarla 3000oC’yi a?an s?cakl?klar elde edilebilmektedir.
•Termal enerji, odaklama bölgesinden uygun bir çal??ma s?v?s? ile al?narak, termodinamik bir dola??ma gönderilebilir ya da odak bölgesine monte edilen bir stirling motoru yard?m? ile elektrik enerjisine çevrilebilir.
•Çanak-Stirling bile?imiyle güne? enerjisinin elektri?e dönü?türülmesinde % 30 civar?nda verim elde edilmi?tir.

Merkezi Al?c? Sistem:

•Merkezi al?c? sistemde, tek tek odaklama yapan ve heliostat ad? verilen düzlemsel aynalardan olu?an bir alan, güne? enerjisini, bir kule üzerine monte edilmi? olan ve al?c? denilen ?s? e?anjörüne yans?t?r ve yo?unla?t?r?r.
•Heliostatlar bilgisayar taraf?ndan kontrol edilerek, al?c?n?n devaml? güne? almas? sa?lan?r.
•Al?c?da bulunan ve içinden ak??kan geçen boru yuma??, güne? enerjisini üç boyutta hacimsel olarak absorbe eder.
•Absorber boru içerisindeki ak??kan, rankine çevrimine göre çal??an makineye pompalanarak elektrik üretilir.
•Bu sistemlerde ?s? aktar?m ak??kan? olarak hava da kullan?labilir, bu durumda s?cakl?k 800°C’ye ç?kar.
•Bu sistemlerin kapasite ve s?cakl?klar?, sanayi ile k?yaslanabilir düzeyde olup Ar-Ge çal??malar? devam etmektedir.

Fotovoltaik Piller(Güne? Pilleri):

•Güne? pilleri, yüzeylerine gelen güne? ?????n? do?rudan elektrik enerjisine dönü?türen yar? iletken maddelerdir.
•Güne? pilleri fotovoltaik ilkeye dayal? olarak çal???rlar.
•Üzerlerine dü?en güne? ????? uçlar?nda elektrik gelirimi olu?turur.
•Pilin verdi?i elektrik enerjisinin kayna??, yüzeyine gelen güne? ?????d?r.
•Kristal silisyum, amorf silisyum ve galyum arsenik gibi pek çok farkl? maddeden yararlanarak üretilen güne? pilleri, yap?s?na ba?l? olarak üzerlerine dü?en güne? enerjisi %5 ile %20 aras?nda de?i?en bir verimle elektrik enerjisine çevirebilir.
• Çok say?da güne? pilinin birbirine paralel yada seri ba?lanarak bir yüzey üzerine monte edilmesiyle elde edilen yap?ya güne? pili modülü yada fotovoltaik modül ad? verilir.
•Talebe ba?l? olarak modüller birbirine seri ya da paralel ba?lanarak çok küçük güçlerden Mega Watt’lara kadar sistem olu?turulabilir.
•Güne? pili modülleri uygulamaya ba?l? olarak, akümülatörler, invertörler(eviriciler), akü ?arj denetim ayg?tlar? ve çe?itli elektronik destek devreleri ile birlikte kullan?larak olu?turulan güne? pili sistemleri, elektrik enerjisine ihtiyaç duyulan her uygulamada kullan?labilir.
•Bu sistemler, özellikle yerle?im yerlerinden uzak, elektrik ?ebekesi olamayan yerlerde, yak?t ta??man?n pahal? oldu?u durumlarda kullan?l?r.
•Güne? pili sistemlerinin kulan?m alanlar? çok geni? olmakla birlikte;
? Bina içi yada d??? ayd?nlatma
? Yerle?im yerlerinden uzakta ki evlerde elektrikli cihazlar?n çal??t?r?lmas?
? Zirai sulama yada ev kullan?m? amac?yla su pompas?
? ?lkyard?m, alarm ve güvenlik sistemleri
? Meteoroloji gözetleme istasyonlar?
? Haberle?me istasyonlar?, radyo, telsiz ve telefon sistemleri
? Petrol boru hatlar?n?n ve metal yap?lar?n (köprüler, kuleler vb) korozyondan korunmas?(katodik koruma)
? Elektrik ve su da??t?m sistemlerinde yap?lan telemetrik ölçüler
? Orman gözetleme kuleleri
? Deniz fenerleri
? ?laç ve a?? so?utma en çok kullan?lan alanlard?r.
•Yukar?da say?lan uygulamalar küçük, güçlü tek ba??na uygulamalard?r.
•Günümüzde geli?mi? ülkelerde giderek yayg?nla?an uygulamalar ise ?ebeke ba?lant?l? sistemlerdir.
•Bu tür sistemlerde güne? pilleri ile üretilen elektri?in fazlas? elektrik ?ebekesine sat?l?r, yeterli enerjinin üretilmedi?i durumlarda ise ?ebekeden enerji al?r.
•Böyle bir sistemde enerji depolanmas? yapmaya gerek yoktur, yaln?zca üretilen DC (Do?ru Ak?m) elektri?in, AC (Alternatif Ak?m, bizim kulland???m?z) elektri?e çevrilmesi ve ?ebeke uyumlu olmas? yeterlidir.
•Depolama maliyetini ortalama kald?rd??? için bu sistemlerden üretilen enerji nispeten daha ucuzdur.
•Fakat konvansiyonel kaynaklarla kar??la?t?r?ld???nda halen çok pahal? oldu?u için devlet deste?i verilmektedir.
•Güne? pilleri konusunda dünya Ar-Ge çal??malar? devam etmekle birlikte, henüz belirli bir kullan?m düzeyine ula??lmam??t?r.
•Bu sistemler elektrik enerjisinin olmad??? izole yerlerde ekonomik olarak kullan?l?rken, son y?llarda geli?mi? ülkelerde evlerde ?ebekeye ba?l? kullan?m da giderek artmaktad?r.
•Ülkemiz güne? bak?m?ndan bu tür santrallerin yap?m?na çok uygundur.

Güne? Pilleri Nas?l Elektrik Üretirler?

Güne? Hücre Çe?itleri

• Güne? pillerinin %98’i silisyumdur(Si) ve silisyum dünyada bol miktarda bulunmaktad?r.
•Fakat saf halde olmayan silisyum, genel olarak silisyum dioksit (SiO2, kuvars) halde bulunur ve safla?t?rma i?lemi oldukça maliyetlidir. Bu yüzden güne? pillerinin maliyeti de yükselmektedir.
•?deal çal??ma s?cakl??? 25oC’t?r, s?cakl?k art??? verim kayb?na neden olmaktad?r. Güne? hücreleri üç kategoriye ay?r?labilir;
Birinci Nesil: Kristal silisyum güne? hücreleri (c-Si ve mc-Si)
?kinci Nesil: ?nce film güne? hücreleri (a-Si, CdTe, CIS veya CIGS)
Üçüncü Nesil: Nano teknolojiye dayal? güne? hücreleri (Tandem, Supertandem, Intermediate Band Solar Cells vs.)

Kristal silisyum güne? hücreleri:
•Güne? ???nlar?n? yutma oran? dü?ük olmas?na kar??n verimlerinin %12-16 aras?nda olmas? üreticiler için caziptir.
•Üretici firmalar?n tercih etti?i seçenektir, pazar pay?n?n %93’nü olu?turulurlar, genel olarak 25 y?ll?k garanti ömrü sunulmaktad?r, Wafer denen ince silikon dilimlerin kal?n?klar? 0,17 mm’ye kadar dü?ülürmü?tür.
•Monokristal (c-Si veya SIN) ve Polikristal (mc-Si) olarak ikiye ayr?labilirler.
Monokristal (c-Si, SIN) -Verimleri %15-18 aras?ndad?r, verimlerinin yüksek olu?undan dolay? uzun vadeli yat?r?mlar için idealdir. -Laboratuvar ortam?nda %20’lik bir verime ula??lm??t?r. -Amortisman süresi 4-6 y?l aras?d?r. -20 y?ll?k bir sürede %7 verim kayb? meydana gelir. -Saf kristal gerekisinmi yüzünden pahal?d?r,( 4,5 $/W)
Polikristal -Verimleri %12-15 aras?ndad?r, kristal yap?lar? tam homejen olmad???ndan ucuzdurlar. -Laboratuvar ortam?nda %16,2’lik bir verime ula??lm??t?r. -Amortisman süresi 2-4,5 y?l aras?ndad?r. -20 y?ll?k bir sürede %14 verim kayb? meydana gelir. Üretim süreci monokristale göre daha ucuzdur.(3,5 $/W)

?nce Film Güne? Hücreleri (a-Si, CdTe, CIS veya CIGS)
•I??k yutma oran? yüksek olan bu hücreler, dü?ük verimlilikleri nedeni ile pazar pay?n?n sadece %7’ni olu?turular.
•Oldukça ince yap?da ki (1-4 ?m aras?nda) bu paneller %7-14 aras?nda verimlilik sunmaktad?rlar.
•Fiyatlar? dü?üktür, 1 $/W
Amorphous (a-Si) -Verimleri %8-10 aras?ndad?r, teorik olarak a-Si’nin %27’lik bir verimi vard?r. -Amortisman süresi 1,5-3,5 y?l aras?d?r. -Zaman içerisinde %21’lere yak?n verim kayb? olu?maktad?r. -Üretim için yüksek maliyetli donan?mlar gerektirmektedir fakat üretim süreci ucuz oldu?u için firmalar bu hücre tipine de yönelmektedir.
Cadmium telluride (CdTe) -1 cm2’de %17’lik, 8390 cm2’de %11’lik bir verime ula??lm??t?r. -Üretim maliyeti dü?üktür. -California’da elektroliz yard?m? ile hidrojen üretimi için 25 kW’l?k iki panel kurulmu?tur. -Sadece rijit cam ile kullan?lanabilinir.
CIGS (Copper indium gallium (di)selenide, Bak?r indiyum galyum diselenyum) -Verimleri %11-14 aras?ndad?r. -Cam veya esnek yüzey ile kulan?labilinir. -Artmakta olan bir pazar pay?na sahiptir. -Pahal? üretim süreci ile birlikte geni? alan gereksinimi bulunmaktad?r.

ARGE A?amas?nda Olan Di?er Hücre Teknolojileri (Üçüncü Nesil)
•Ara?t?rmalar? devam eden bu teknolojide henüz sonuca tam olarak ula??lm?? de?ildir.
•Sunacaklar? yüksek verimden dolay? üretime ba?lanmas? halinde enerji konusunda büyük bir at?l?m yap?lmas? planlanmaktad?r.
•Ön görülen maliyetleri 0,4 $/W’t?r. Supertandem Cells: Teorik olarak %86,8 verime sahip olan bu hücre tipi için 1 cm2’de ula??lm?? olan de?er %35,4’tür. Intermediate Band Solar Cells: Teoride %63,2’lik verimleri vard?r ama ula??lm?? bir de?er henüz yoktur. Hot Carrier Cells: Üretimi sorunlar? çözülememi? olan bu hücrede, üretilebildi?i taktirde supertandem hücresine yak?n bir verim elde edilecektir.

Fotovoltaik Sistemlerde Kullan?lan Di?er Ekipmanlar

•Fotovoltaik (güne? pilleri) paneller taraf?ndan üretilen elektrik do?ru ak?md?r (DC, 12-24-48 volt), e?er elektri?i kullanan ayg?tlar da do?ru ak?m ile çal???yorsa fotovoltaik panelden üretmi? oldu?umuz elektri?i do?rudan cihazlarda kullanabiliriz.
•Fakat ayg?tlar alternatif ak?m (AC, 220 volt) ile çal???yorsa (Türkiye’de alternatif ak?m kullan?lmaktad?r) invertör denilen cihaz ile do?ru ak?m? alternatif ak?ma çevirmek gerekir. (DC –> AC).
• Güne? enerjisinden sadece gündüzleri faydalan?labilir fakat geceleri de elektrik enerjisine ihtiyaç duyulmaktad?r. Bunun için de gündüz üretilen elektrik ile akülerde depo edilir(aküler do?ru ak?m prensibi ile çal???r).

Solar Regülâtör -Fotovoltaik panelden gelen ak?m? düzenleyerek aküye iletilmesini sa?lar. -Akünün tam dolmas?n? ve a??r? kullan?mlarda de?arj (bo?almas?n?) olmas?n? engeller.
Akü -Gelen elektrik enerjisini depolamaya yararlar, otomobillerde kullan?lan akülerden farkl? olduklar? için dikkatli olmakta yarar vard?r. -En s?k kullan?lanlar? üç tiptir; Kuru (Flooded Lead Acid) AGM (Absorbed Glass Mat Sealed Lead Acid) GEL (Gelled Electrolyte Sealed Lead Acid). -Akülerin kapasiteleri amp saat (Ah) olarak ifade edilir, ömürleri 20 saat civar?d?r. -Ömürlerini uzun tutmak için kapasitesi %50’nin alt?nda iken ?arj edilmelidir. -Verimleri %90 civar?ndad?r.
?nverter (DC-AC Evirici): -?nvertör, do?ru ak?m? (DC) alternatif ak?ma(AC) dönü?türür. -12-24-48 volt olan do?ru ak?m? 220 volt 60 Hz ?ebeke elektri?ine çevirir. -Verimleri %93 civar?ndad?r.

Hibrid Sistemler

•Güne? pilleri, güne?ten gelen enerjinin %15’ini elektrik enerjisine dönü?türebilirler, kalan enerjinin büyük bir k?sm? ?s? enerjisine dönü?erek güne? pilinin ?s?nmas?na neden olur.
•Güne? pilinde ki her 1oC s?cakl?k art??? elektrik üretimini %0,45 dü?ürmektedir.
•Güne? pillerinin ideal çal??ma s?cakl??? 25oC olarak hesaplan?rken (s?cakl???n daha da dü?ük olmas? verimi art?rmaktad?r), ortam s?cakl??? 25oC olan bir bölgede çal??an güne? pili 45oC’a ç?kmaktad?r (güne? pilinin s?cakl???; ortam s?cakl???na, nem ve rüzgar miktar?na ba?l?d?r)
•Bu durum kar??s?nda güne? pillerinin elde etti?i bu ?s?dan faydalanmak ve güne? pilini so?utmak amac? ile hibrit sistemler geli?tirilmi?tir.
•Bu sayede hem elektrik, hem de s?cak su/hava sa?lanm?? olur.
•Bir yandan güne? pilinin so?utulmas? ile verim art??? sa?lan?rken, di?er yandan ?s? enerjisi kullanabilir bir hal al?r.

Nas?l çal???r?

•Fotovoltaik modülün alt?na bütünle?mi? su veya hava kanallar? ile modül so?utulur.
•Su kanallar? ile bütünle?ik panellerde bulunan suyun sirkülâsyonu, pompa yard?m? ile sa?lan?r (zorlanm?? dola??ml?).
•Hava kanall? bütünle?ik sistemlerde ise ?s?t?lan havan?n enerjisi, enerji transfer ünitesi ile suya aktar?l?r ve ?s?t?lan hava do?rudan iç ?s?tmada kullan?l?r.
•?ki ?ekilde kullan?l?r

Su sirkülasyonlu: Daha iyi bir performans sunarlar (suyun, havaya göre daha iyi iletken olu?u), PV modüle entegre edilmi? bak?r borular ile su ?s?t?l?r.

Hava sirkülasyonlu: Is?tma için do?rudan havan?n kullan?ld??? alanlar (spor, tiyatro, sinema salonlar?) için uygun bir çözümdür

Güne? Enerjisinin Kullan?m Alanlar?

•Trafik Lambalar?nda Trafik i?aret lambalar?n?n enerji ihtiyaçlar?n? kar??lamak için güne? enerjisinden yararlan?lmaktad?r. Trafikteki tüm lambalar güne? enerjisiyle çal??maz. Güne? enerjili trafik lambalar? genellikle ?ebekeden uzak alanlarda kullan?l?r. Lamban?n üzerinde bulunan güne? pili hem lambaya ???k verir hem de fazla enerjiyi gece kullan?lmak üzere bataryaya depo eder.
•Bahçe Ayd?nlatmas?nda Üst bölgesinde güne? pili bar?nd?r?n lambalar gece boyunca ???k yayarak masrafs?z ayd?nlanma sa?layarak
•Evlerin Elektrik ?htiyac?n?n Kar??lanmas?nda Evlerin çat?s?na yerle?tirilen güne? panelleri (güne? pilleri) büyüklükleri oran?nda elektrik üretirler. Üretilen elektrik çevreye hiç zarar vermez ve paneller neredeyse hiç bak?ma gerek duymadan y?llarca çal???r.
•S?cak Su Üretilmesinde Çat?lara yerle?tirilen kollektörler sayesinde güne?in ?s?tma etkisinden yararlanarak su ?s?t?lmaktad?r. Is?t?lan su evin s?cak su ihtiyac?n?n tamam?n? kar??layabilir.
•Cep Telefonlar?n?n ?arj Edilmesinde Cep telefonu gibi ta??nabilir cihazlar? ?arj etmek için küçük güne? pilleri kullan?lmaktad?r.
•Sokak Ayd?nlatmas?nda Ta??t yollar?n? veya sokaklar? ayd?nlatmak ciddi maliyetler olu?turur. Henüz yayg?nl?k kazanmasa da sokak ayd?tlada güne? pillerinden yararlan?lmaktad?r.
•Güne? Arabalar?nda Güne? enerjisiyle çal??an otomobiller prototip a?amas?n? geçebilmi? de?il. Bununla birlikte teknolojideki geli?meler ilerde güne? enerjisiyle çal??an otomobillerde seyehati mümkün k?lacak.
•Yapay Uydularda Y?llarca uzayda duran uydular?n elektronik aletleri gerekli enerjiyi güne? panellerinden al?r. Her uyduda elektrik üreten güne? paneli bulunur.
•Uçaklarda Güne? enerjisinin uçaklarda kullan?m? da henüz deneysek a?amada. Günümüzde havada uzun süre kalmas? gereken baz? casus uçak modellerinde ve yanda resmini gördü?ünüz NASA’n?n deneme uça??nda güne? pilleriyle yak?ts?z uçu? gerçekle?mektedir.
•Güne? Kulelerinde Birçok aynan?n ayn? noktaya odaklanmas?yla s?cak su üretilir. Bu su daha sonra elektrik üretmekte kullan?l?r.
•Hesap Makinelerinde Hesap makineleri minik güne? hücreleri ta??rlar. böyle bir hesap makinesi pil de?i?tirme derdi olmadan y?llarca çal??abilmektedir.
•Saatlerde T?pk? hesap makinelerinde oldu?u gibi baz? say?sal saatler de güne? enerjisiyle çal???rlar.
•Yemek Pi?irilmesinde Güne? oca?? denilen yo?unla?t?r?c? sistemler sayesinde güne? ???nlar?n kab?n üzerinde toplanarak yemek pi?irilir.
•So?utma Sistemlerinde Güne? enerjisiyel üretilen s?cak su baz? ek düzeneklerle so?uk su üretilmesinde de kullan?l?r.
•Gemilerde
•Uzay Araçlar?nda
•Askeri Teçhizatlarda
•Kurutmada
•Giysi veya Çantalarda Mp3 çalar gibi mobil cihazlar? sürekli çal???r k?lmak için çanta, giysi gibi e?yalara küçük güne? pilleri tak?lmaktad?r.
•Dam?tmada

Dünya’da Güne? Enerjisi

•Dünya’da enerji bunal?mlar?, güne? enerjisinin teknolojik geli?imini ve gelece?ini büyük ölçüde etkileyerek, özellikle yap?lan aktif veya pasif biçimde ?s?tma ve iklimlendirilmesi, fotovoltalik (güne? enerjisi fotoelektriksel yöntemle toplanmas?) veya ?s? olarak güne?ten elektrik üretilmesi ve gelece?in yak?t? olan hidrojenin suda üretilmesinde güne? enerjisi kullan?lmas? (güne? hidrojen sistemi) konular?nda ara?t?rma geli?tirme ve uygulama ba?lanm??t?r.
•1980 y?l?nda ABD’de 5.610.000 m 2 güne?li su ?s?t?c? kolektör alan? bulunuyordu. 1950’ler de ba?layan büyük güçlü ?s?l sistemleri çal??malar?n?n ürünü olarak 1970’lerin sonlar?na do?ru güne? termik elektrik santralleri kurulmaya ba?lanm??t?r.
•ABD’nin California-Mojave çölünde 19MW’l?k “Solar One” adl? güne? termik elektrik santrali ilklerden biridir. Ayn? y?llarda Güney Fransa’da 2,5 MW’l?k “Themis” santrali, ?spanya Almeria’da 1,2 MW’l?k CESA-1 santrali kurulmu?tur.
•1980’lere gelinirken fotovoltaik güne? elektrik üreticileri, haberle?me sistemlerine güç kayna?? olmaktan öte su pompalar?n?n çal??t?r?lmas? ve konutlar?n elektrik ihtiyaçlar? için kullan?lmakta idi.
•1981 y?l?nda fotovoltaik bataryalar?n üretti?i elektrik enerjisi ile çal??an ve “Solar Challenger” ad? verilen iki pervaneli güne? uça??, Man? denizini a?t?.
•Bu tür bataryalar daha sonra özel otolar?n çal??t?r?lmas? için de kullan?lmaya ba?land?.
•1982’de California’da elektrik amac? ile bir (PV) santrali kuruldu.
•Bunu Los Angeles-San Francisco hatt?n?n ortas?nda kurulan ba?ka bir (PV) santrali izledi.
•Dünya enerji konseyinin 1992 raporuna göre PV Kurulu gücü bulunan ülkeler aras?nda Almanya, Avustralya, Brundi, Çin, Fransa, Gana, ?spanya, Japonya, Meksika ve Norveç yer almaktad?r.
•Güne? termik elektrik alan?nda 279MW kurulu güç ve y?ll?k 700.000MWh üretimi ile ABD birincidir.
•Aktif sistemde ?s? üretiminde ?srail önde gelir.
•Pasif sistemle y?ll?k ?s? üretiminde Avustralya liste ba??ndad?r.

Yeryüzü Y?ll?k I??n?m Da??l?m?

Türkiye’ de Güne? Enerjisi

•2007 verilerine göre Türkiye’de kurulu güne? gücü 7.105 MW ve 10.150.000 m2’dir.
•Türkiye 10 milyon m2 kurulu güne? kollektörleri alan? ile son derece iyi bir yerde bulunmaktad?r.
•Ancak bu kurulu alan miktar?n? nüfusa oranlamakta fayda vard?r.
•Bu aç?dan bak?lacak olursa; ki?i ba??na dü?en güne? enerjisi olarak dünyada en çok kullan?m 0,65 kW/ki?i ile K?br?s, bunu 0,49 kW/ki?i ile ?srail ve 0,22 kW/ki?i ile Avusturya izlemektedir.
•Ülkemizdeki durum ise 0,09 kW/ki?i ile bunlar?n gerisindedir.
•Japonya, Almanya, Çin ve Avustralya gibi ülkeler de bu aç?dan Türkiye ile ayn? durumdad?r.
•Ülkemizin zengin güne? enerjisi potansiyeli dikkate al?nd???nda özellikle Güneydo?u Anadolu bölgesinde, bölgenin güne? enerjisi potansiyeline göre son derece dü?ük olan kullan?m miktar?n?n art?r?lmas? yollar? dü?ünülmelidir.

Türkiye Y?ll?k I??n?m Da??l?m?

Sonuç ve Yorumlar

•Alternatif enerji kaynaklar? Türkiye ve Türkiye gibi ülkeler için ç?k?? noktas? olarak kar??m?zda durmaktad?r.
•Rakamlar bize gösteriyor ki; ülkemizde alternatif enerji kaynaklar?n?n kullan?m oranlar? di?er ülkelerin kullan?m oranlar?n?n çok alt?ndad?r. Türkiye potansiyel güne? enerjisi kaynaklar?n?n % 0,0002 ‘sini, potansiyel jeotermal enerjisi kaynaklar?n?n %3’ünü kullanabilmektedir.
•Ülkemizde en çok kullan?lan enerji kayna?? olan Hidrolik enerji dahi %20 rand?manla de?erlendirilebilmektedir.
•Tüm bu rakamlara kar??n fosil yak?t tüketimimiz h?zla art?r?lmakta ve ülkemizin d??a ba??ml?l??? kuvvetlendirilmektedir.
•Bu olumsuz durum devam ettirildi?i müddetçe alternatif enerji kaynaklar? bizim için hep “alternatif” olarak kalmaya devam edecek ve uzun dönemler pahal? tedariklerinin yan? s?ra fosil yak?tlar?n yan?nda ucuz ve bol at?l-at?k kaynaklar olarak yer alacaklard?r.
•Mevcut güne? enerjisi potansiyelimiz dikkate al?nd???nda güne? enerjisini sadece su ?s?tmada kullanarak hata yapt???m?z ortaya ç?kmaktad?r.
•Enerjide büyük oranda d??a ba??ml? oldu?umuz günümüzde; üniversitelere, AR-GE merkezlerine güne? pillerinin teknolojik ara?t?r?m? için destekler verilmesi ve güne? pilinin kullan?m?n?n yayg?nla?t?r?lmas? için üreticilere ve tüketicilere dünya standartlar? ölçüsünde çe?itli te?vikler sa?lanmal?d?r.
•Aciliyetle ülkemizdeki güne? paneli sistemleri üreten birim ve kurulu?lar desteklenmeli, mâli yard?mlarla te?vik edilmelidir.
•Çünkü bu enerjinin en önemli dezavantaj? pahal? sistem maliyetleridir.
•Bu sistemlerin üretiminde uzmanla?maya gidilerek gelecekteki d??a ba??ml?l?k ihtimali ortadan kald?r?lmal? ve bugünden bir ad?m dahi olsa öne geçilmeye çal???lmal?d?r. Nick Martin Jersey

Yorum Ekle

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Ucla tft personal essay for scholarship
Hesi case studies hypertension diet
Nico santos feat b-case symphony center
Ghurka briefcase sales
Free printable preschool homework folder labels
How to write clinchers for essays on abortion
Massachusetts bar exam essay format
Essays articles science environmental pollution impact
Aion alquimia research center elyos
Microsoft case study sharepoint
Arranca research associate salary in florida

Basics of handwriting analysis pdf

Homework club holiday programme glasgow

Introduction of case study wikipedia

Folate synthesis inhibitors antibiotics side

Semi synthesis of artemisinin

An introduction to hmm-based speech synthesis online

Ursula gauthier essay writer

Embedded system thesis titles in english

How to write a cover letter for teaching positions