Güneş Enerjisi

Güneş, enerjisi bol sürekli ve bedava olan bir enerji kaynağıdır. Diğer yandan, geleneksel fosil yakıtların kullanımından kaynaklanan çevre sorunlarına yol açmaması nedeniyle de temiz ve çevre dostudur. Kömür, petrol, gaz gibi fosil yakıtların CO₂ yayılımları yüzünden atmosferde oluşturduğu sera gazı etkisiyle dünyanın giderek ısındığı, kutuplardaki buzulların her geçen gün eriyerek azaldığı dolayısıyla canlı yaşamıyla doğrudan ilgili olan ekolojik düzenin bozulmaya başladığı gözlerden kaçmamaktadır. Ayrıca hem nüfus artışı hem de enerjiye dayalı üretimlerin artması nedeniyle enerji talebi de giderek artış göstermektedir. Bu nedenle, enerji gereksinimi konusunda su, rüzgar, güneş gibi alternatif (yenilenebilir)enerji kaynaklarına hızla yönelmek gerektiği artık bir zorunluluk haline gelmiş bulunmaktadır. Ayrıca güneş elektiği eldesi, üretim teknolojisinin basitliği nedeniyle bireysel olarak da, güneşin olduğu her yerde ve her kapasitedede olanaklıdır. Çatı, bahçe uygulaması ve biresysel boş alanların değerlendirilmesiyle herkes bir güneş elektriği üreticisi olabilecek, hatta küçük (komşu) üreticilerin enerjilerini birleştirerek (kooperatifleşme de olabilir) bir yandan kendi iç tüketimlerindeki regülasyonu sağlarken, diğer yandan üretim fazlası enerjilerini de bulundukları bölgenin elektrik şebekesine katarak gelir elde edebileceklerdir.

Güneşin yaydığı ve dünyamıza da ulaşan devasa enerji, güneşteki füzyon süreci ile açığa çıkan ışıma enerjisidir. Güneşteki Hidrojen gazının Helyuma dönüşmesi sürecindeki füzyon olayında 1 saniyede açığa çıkan 4 milyon ton 'artık madde'nin enerjiye dönüşmüş halidir. Bu enerjinin dünyaya ulaşan kısmı, atmosferinin hemen yüzeyindeki güneşin ışınım şiddeti 1370 W/m2 değerindedir. Bu ışınım şiddetinin yeryüzüne kadar ulaşan değerleri ise, güneşin gün içi geliş açısına ve bulunulan yerin yerküredeki koordintına göre 0-1100 W/m2 arasında değişim göstermektedir.

Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmıştır. Güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerlemekte ve sistem maliyeti giderek düşüş göstermektedir. Temiz  enerji kaynağı olarak güneş, elektrik enejisi üretimindeki ağırlığını giderek artırması ve kayda değer bir orana ulaşması beklenmektedir.

Güneş’in gezegeneimize sunduğu enerjinin büyüklüğü

Dünyanın yörüngesi üzerindeki 1 metre karelik alanda oluşan ışınım şiddetinin tamamı yer yüzüne ulaşmaz. Güneşin 90 derece dik açıyla oluşturduğu 1370 W/m2'lik ışınımın %6'sı atmosferden uzaya geri yansırken, %16'lık kısmı da atmosfer tarafından sönümlenir. Böylece deniz seviyesindeki güneş enerjisi 1,020 W/m2 kadardır. 


Haritadaki renkler, 1991-1993 yılları arasında gerçekleşen ortalama yerel güneş enerjisi değerleri hakkında kWh/m2 cinsinden bilgi vermektedir.

Yukarıdaki resim 1991 ve 1993 yılları arasında uydu verilerine dayanarak elde edilen ortalama güneş enerjisinin kWh/m2-yıl cinsinden gösterimidir. Örneğin Kuzey Amerika’ya ulaşan güneş enerjisi 125 ile 375 kWh/m2-yıl arasında değişirken, günlük oluşan enerji miktarı, 3 ila 9 kWh/m2 arasında değişmektedir. Bu değer, güneş enerjisi teknolojisinin sağlayacağı en yüksek değer anlamına gelmez. Örneğin, fotovoltaik güneş panelleri bugün için yaklaşık %15’lik bir verime sahiptirler. Bu nedenle, aynı bölgede bir güneş paneli günlük 0.45-1.35 kWh/m2 enerji sağlayabilmektedir.

Güneş ışınlarının yerküredeki dağılımı ve etkinliği 

Güneşin 14 miyar yıldır yaymakta olduğu enerjinin sadece 2,2 milyarda 1'i Dünya yüzeyine ulaşmaktadır. Geri kalan enerji diğer gezegenler de nasiplerini aldıktan sonra uzaya yayılmaktadır. Dünyamıza gelen güneş enerjisinin tamamı hava kirliliğinin neden olduğu küresel loşluk nedeniyle yeryüzüne ulaşamamaktadır. Bu da dünyanın geleceği ile ilgili az da olsa endişe yaratmaktadır. 1961-90 yılları arasını kapsayan bir araştırmada, aynı dönem içerisinde deniz seviyesine ulaşan ortalama güneş ışınımında %4 azalma olduğu gözlenmiştir.

  
      Türkiye'de Güneş Enerjisi

        (Türkiye'nin güneş enrjisi potansiyeli)

Yer kürenin 36°-42° kuzey enlemleri ve 26°-45° doğu boylamları arasında bulunan Türkiye`nin yıllık ortalama güneş ışınımı 1310 kWh/m2-yıl, ortalama yıllık güneşlenme süresi ise 2.640 saat kadardır. Bu veriye göre günlük güneşlenme süresi 7,2 saat ve ortalama günlük enerji miktarı da 3,6 KWh/m2-gün'dür. Bir başka deyişle, toplamda 24 saat üzerinden yıl içinde 110 tam gün güneşlenme süresi demektir.(Kayn:normenerji.com.tr)

                    

'Türkiye'de Güneş Enerjisi Potansiyeli ve Bu Potansiyelin Kullanım Derecesi'

Yıldız Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği bölümü'nden Kamil Varınca ve Talha Gönüllü'nün 2006 yılında yaptıkları çalışmaya aşağıdaki bağlantıdan ulaşılabilir.

http://www.yildiz.edu.tr/~kvarinca/Dosyalar/Yayinlar/yayin008.pdf

Güneş Enerjisi Teknolojileri

Güneş ışınlarından yararlanmak için pek çok teknoloji geliştirilmiştir. Bu teknolojilerin bir kısmı güneş enerjisini ışık ya da ısı enerjisi şeklinde doğrudan kullanırken, diğer teknolojiler güneş enerjisinden elektrik elde etmek şeklinde kullanmaktadır. Evlerde kullanım için sıcak su sağlayan mekanik güneş enerjisi toplayıcı sistemler çatılarımızda yaygın olarak görülmektedir. Doğrudan elektrik enerjisi elde etmek için Fotovoltaik temelli güneş panelleri kullanılmaktadır. İnveter, şarj kontrol ünitesi, MPPT (maksimum güç noktasını izleme) gibi cihazlar da PV sisteminin diğer elemanlarıdır. Sistem performansını artıran güneş takip sistemeri de kullanılmaktadır. 

Güneş Enerjili Isıtma Sistemleri

Güneş enerjili sıcak su sistemleri, suyu ısıtmak için güneş ışınlarından yararlanır. Bu sistemler evsel gereçler için kullanılır. Türkiye’de güneş enerjisinin en yaygın kullanımı sıcak su ısıtma sistemleridir. Halen ülkemizde kurulu olan çoğu Akdeniz ve Ege Bölgelerinde kullanılmakta olan bu sistemlerden yılda yaklaşık 1 milyon TEP ısı enerjisi üretilmektedir. Yüzlerce firma bu sektörde çalışmakta, binlerce insan da bu alanda istihdam edilmektedir.  Kolektör üreticisi olarak sayılı ülkeler arasında bulunan ülkemiz bu alanda ihracat da yapmaktadır.

Kolektörlerin işlevi güneşten gelen ısıl-termik enerjiyi toplamak ve aktif veya pasif olabilen bir transfer sıvıya aktarmaktır. Bina çatılarına tesis edilen bu sistemler genelde evlerdeki sıcak su ihtiyacını karşılamak için kullanılır. 

Mimaride Güneş Enerjisi

Güneş enerjisinden yararlanan tasarımlar, çok az daha ilave enerji kullanmak suretiyle, konfor sıcaklığı ve ışık seviyesinin elde edilmesini hedefler. Bunlar pasif güneş enerjisinde olduğu gibi soğuk ortamlarda daha fazla güneş ışığı ile sıcak su elde edilmesi şeklinde ya da aktif güneş enerjisinde olduğu gibi, pompa ve fanlar kullanarak, sıcak ve soğuk havanın (ya da sıvının) yönlendirilmesi şeklinde de olabilir. Seralar da bir çeşit güneş mimarisi örneği sayılabilir.

Güneş Işığı ile Aydınlatma
İç mekanlar gün içerisinde ışık tüpleri ile aydınlatılabilirler. Örneğin ışık tüpleri, çatıya yerleştirilmiş güneş ışınlarını toplayacı bir çanağa bağlanarak, iç mekanlarda aydınlatma kaynaklı doğal bir aydınlatma yaratabilirler.

GÜNEŞ ELEKTRİĞİ-GÜNEŞ SANTRALLERİ

Güneş termik santrali

Güneş enerjisinin toplayıcılarla yoğunlaştırılarak sıvı maddeye iletilmesiyle yüksek basınç ve sıcaklıkta buhar oluşturulur. Kömür, gaz ve nükleer santrallerdeki  gibi klasik termik santrallerdeki buhar türbinlerinin buhar gücüyle döndürülmesiyle de elektrik enerjisi elde edilir.

Güneş pilleri (PV) ile elektrik üretimi

Güneş pilleri (fotovoltaik hücreler) yüzeylerine gelen güneş ışınlarını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletken maddeleredir. Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire şekillerinde olan güneş pillerinin yüzey alanları genellikle 100 cm2 civarındadır. Kalınlıkları da 0,2 ile 0,4 mm arasında olabilmektedir. Fotovoltaik cihazların yapımında en çok kullanılan yarı iletken malzemeler, silisyum ve silisyum alaşımlarıdır             

Güneş pillerinin üzerine ışık düştüğü zaman bağlantı uçlarında DC gerilim oluşur. Oluşan elektriğin performans değeri, üzerine düşen gün ışığının miktarına, geliş açısına ve iklimsel parametrelere göre değişir. Dönüşümden elde edilen elektrik enerjisinin verimi pillerin yapısına göre %10 ile %20 arasında değişmektedir.

Fotovoltaik yapı iki katmanlı silikon yapıdan meydana gelir. P tipi taban üzerinde ince bir N tipi malzeme bulunmaktadır. Işık bu iki malzemenin eklemine(junction) düştüğünde, P-tipi malzemenin N-tipine göre pozitif olduğu bir gerilim meydana gelir. Çıkış gerilimi, elemanın üzerine düşen ışık şiddetine bağlıdır ve maksimum 0.6 V değerini alabilir. Çıkışa bir yük bağlandığında, bir akım akacaktır. Bu akımın şiddeti, eleman üzerine ve eleman yüzey alanına düşen ışık şiddetine bağlıdır. Hücreler (piller), seri ya da paralel bağlanarak, akım ve gerilim değerleri daha yüksek fotovoltaik modüller oluşturulur. 

Isıl Güneş Enerjisinden Elektrik Üreten Enerji Santralleri

Isıl güneş enerjisi sistemleri, yaygın olarak, bir ısı eşanjörünü yüksek sıcaklıklara kadar ısıtarak elde edilen sıcak buharın mekanik enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi şeklinde kullanılırlar.

Enerji Kuleleri
 
                            

Enerji kuleleri bir ağ şeklinde yerleştirilmiş, çok sayıda düz ve hareketli yansıtıcıların (heliostatların) güneş ışınlarını kule üzerindeki bir toplayıcıya yönlendirmesi şeklinde çalışırlar. Yoğunlaştırılmış güneş ışığı sayesinde, kule üzerinde biriken yüksek ısı daha sonra kullanılmak üzere başka bir maddeye transfer edilir. [Vikipedi, özgür ansiklopedi]

                                                     ****

Fotovoltaik Güneş panelleri

Güneş paneli, üzerinde birçok güneş enerjisini soğurmaya yarayan güneş hücreleri bulundurur. 8-24 panellik bir sistem, ihtiyaç olan yerlerde normal bir evin tüm elektrik ihtiyacını karşılayabilir. Endüstri uygulamaları veya elektrik santralleri için binlerce güneş panelinin kullanıldığı büyük sistemler kurulmaktadır. Bir güneş hücresinin performansı verimi ile ölçülür. Aldığı enerjinin yüzde kaçını kullanılabilir elektriğe dönüştürdüğü, verimi belirleyen en önemli parametredir. Sadece belli dalga boylarındaki ışık elektriğe dönüştürülebilir, geri kalan büyük miktar hücreyi oluşturan madde tarafından ya emilmekte ya da yansıtılmaktadır.

Panellerin mevsimlere bağlı olarak güneşe dik olacak şekilde yönlendirilerek her mevsimde azami verim alınması mümkün olmaktadır. PV sisteminden en fazla verimi alabilmek için güneye bakacak şekilde ve yatayda 33 derece açıyla monte edilmelidir. Yazları fazla güneşten daha iyi istifade etmek içinse yatayda 18 derece açıyla monte edilmesi önerilir. 

Güneş panellerinin çıkışına takılan özel güneş regülatörleri ile 12 ay boyunca en optimal koşullarda akü şarjı yapılmaktadır. Akülerde depolanan enerji yüksek verimli tam sinüs DC-AC çeviriciler ile 220V AC akıma çevirilebilmektedir.
(çalışma:Celal Cezim)

................................................................Duyurular................................................................

Almanya yeni yaptığı sistemle güneş enerjisi rekoru kırdı.

Yenilenebilir enerjilere yaptığı yatırımlar sonucunda Almanya güneş santrallerinden 20 nükleer santrale eşdeğer elektrik üreterek dünya rekoruna imza attı.

Alman hükümeti, Japonya'daki Fukuşima Dayiçi felaketi sonrasında nükleer enerjiye bağımlılığını azaltma yönünde adımlar attı, bazı santralleri kapattı.

Kalan 9 santral, 2022'ye kadar kapatılacak. Bu yüzden de Almanya'nın ihtiyacını karşılaması için yenilenebilir enerjiye yönelik yatırımlar hız kazandı.

Güneş santrallerinden, güneşin en yüksek olduğu öğle zamanında, saatte 22 gigawatt elektrik üretildi (2011). 2012 sonunda ize bu değer 33 GigaWat'ı bulmuştur.

Bu miktar, 20 nükleer santralden elde edilecek elektrik enerjisine eşdeğer ve dünyada saat başına üretilen en yüksek güneş kaynaklı enerji.

Dünyadaki güneş enerjisi santrallerinin yarısı Almanya'da.. Elektriğin beşte birini bu yenilenebilir kaynaktan karşılıyor.

Almanya'da geleneksel sistemlere göre, oldukça maliyetli olan güneşten enerji üretimine büyük teşvikler sağlanıyor.

Güneş Başvuruları EPDK Kurul Kararı Yayınlandı!

Güneş enerjisine dayalı üretim tesislerinin  lisans başvuruları ile ilgili   24.05.2012  tarih ve 3842 no'lu  EPDK Kurul Kararı  Resmi Gazete de yayınlanarak yürürlüğe girdi. Kararın metnine buradan ulaşabilirsiniz

Lisans başvurularında uyulması gereken bazı teknik kriterler bu kararla açıklanırken mutlak tarım arazileri, özel ürün arazileri, dikili tarım arazileri, sulu tarım araziler ve çevre arazilerde tarımsal kullanım bütünlüğünü bozan alanlarda başvuru yapılmasına izin verilmeyecek. Kararın ekinde lisans başvurularında istenecek bilgi ve belgeler listesi de açıklandı.(14.06.2012-enisolar.com)
                                                                ....................
Güneş Enerjisi Yarışma Yönetmeliği Açıklandı!

"GÜNEŞ ENERJİSİNE DAYALI ÜRETİM TESİSİ KURMAK ÜZERE YAPILAN LİSANS BAŞVURULARINA İLİŞKİN YARIŞMA YÖNETMELİĞİ" 29 Mayıs 2012 Salı günü Resmi Gazete'de yayınlandı. Yönetmeliği buradan indirebilirsiniz.
Yönetmelik, güneş enerjisine dayalı lisans başvurusu yapan yatırımcılardan aynı trafo bölgesi ve aynı trafo merkezine başvurmuş olanların TEİAŞ'a ödeyecekleri katkı payının GES Eksiltme Bedeli olarak nasıl teklif edileceğini açıklıyor
Güneş enerjisi lisans başvurularının bir ön şartı olan ölçüm için standartların ve sensör özelliklerinin belirlenmesi için MGM'nin yönergesi bekleniyor. (06.06.2012-enisolar.com)

Akredite Güneş Ölçümü!

22.02.2012 tarihinde Resmi Gazete'de yayınlanan "RÜZGÂR VE GÜNEŞ ENERJİSİNE DAYALI LİSANS BAŞVURULARINA İLİŞKİN ÖLÇÜM STANDARDI TEBLİĞİ" uyarınca güneş enerjisine dayalı elektrik üretim tesisi lisans başvurularında en az 6 aylık proje sahasında yapılmış ölçüm verilerinin EPDK'ya sunulması zorunlu hale getirilmiştir. Tebliğin 13. maddesi 4.a bendine göre;

NOT: Navlun maliyeti açısından bilgi: Mevcut teknoloji ile, 1 Metrekare Panel'den 120-140 W arası net güç sağlanabilirken, bir panelin her 10 W güce karşılık gelen ağırlığı da ortalama 1 kg gelmektedir.

Yorumlar