Yenilenebilir Enerji Kaynağı: Güneş Enerjisi Nedir?

Güneş Enerjisi, Güneş’in enerjisini kullanarak bu enerjiyi evleriniz ve çalışma alanlarınız için elektriğe dönüştürür.

Güneşimiz doğal bir atom reaktörüdür. Foton denen, Güneşten Dünya’ya 8.5 dakika içinde 93 milyon mil seyahat edebilen küçük parçalarda enerjileri salar. Fotonlar, teorik olarak bir yıllık süre için gezegenimizde yeterli olabilecek küresel enerji ihtiyacını bir saat içinde karşılar.

Şu anda fotovoltaik güç, ABD’de tüketilen enerjinin sadece yüzde birinin yarısı kadar etkili oluyor. Ama güneş teknolojisi gelişiyor ve maliyet hızlıca düşüyor; bu da güneşin enerji bolluğunu kullanmamıza hak tanıyor.

2017’de International Energy Agency’nin bir raporuna göre, güneş enerjisi “dünyanın en hızlı gelişen enerji kaynağı”. Ayrıca güneş enerjisinin büyüme oranı diğer yakıtların büyüme oranını geçmektedir. Demek oluyor ki öyle ya da böyle, hepimiz  gelecek yıllarda güneş enerjisinin yararlarından faydalanacağız.

İlginizi çekebilir: Güneş Enerjisi İle Çalışan İlk Uyduyu Çıplak Gözle Görmek İster Misiniz?

Güneş Panelleri Nasıl Çalışır?

Fotonlar bir güneş hücresine çarptığında, atomlarından gevşemiş elektronları vururlar. İletkenler bir hücrenin pozitif ve negatif taraflarına bağlanırsa, bir elektrik devresi oluşturur. Elektronlar böyle bir devreden aktıklarında elektrik üretirler. Birden çok hücre bir güneş paneli oluşturur ve bir dizi oluşturmak için birden çok panel birbirine bağlanır. Ne kadar çok panel uygularsanız, o kadar fazla enerji üretirsiniz.

Güneş Panelleri Neyden Oluşmuştur?

Fotovoltaik (PV) güneş panelleri birçok güneş hücresinden oluşur. Bu hücreler yarı iletkenler gibi silikondan yapılmadır. Tıpkı bataryalar gibi, bir pozitif ve bir negatif katman olacak şekilde çalışırlar, ikisi beraber bir elektrik alanı oluşturur.

İlginizi çekebilir: Solar Teknolojinin Yeni Güneş Paneli Milyonlara Elektrik, Temiz Su Verebilir

Güneş Panelleri Nasıl Elektrik Üretir?

Fotovoltaik güneş panelleri doğru akım (Direct Current-DC) ile elektrik üretir. Doğru akımda, elektronlar devrede bir yöne doğru akarlar. Bu örnekte, ampule güç sağlayan bir pil gösterilmektedir. Elektronlar pilin negatif tarafından lambaya doğru hareket eder ve pilin pozitif tarafına geri döner.

Güneş panelinde doğru akım ile ampulün yanması örneği.
Güneş panelinde doğru akım ile ampulün yanması örneği.

Alternatif Akım (Alternative Current-AC) ile, elektronlar bir araba motorunun silindiri gibi periyodik olarak ters yönde itilir ve çekilir. Bir mıknatısın yanına tel bobin sarıldığında, jeneratörler AC elektrik üretir. Gaz, dizel yakıt, hidroelektrik, nükleer, kömür, rüzgar, güneş gibi birçok farklı enerji kaynağı bu jeneratörün kolunu “döndürebilir”. AC elektrik sistemi, uzun mesafelerde iletimin daha az maliyetli olması sebebiyle güç şebekeleri tarafından tercih edilmektedir. Ancak, güneş panelleri DC elektrik üretir. DC elektriğini AC şebekesinde nasıl oluştururuz? Cevap, bir invertör kullanarak.

Güneş İnvertörü Ne Yapar?

Bir güneş invertörü DC elektriğini güneş enerjisi düzeninden alır ve bunu AC elektriği oluşturmak için kullanır. İnvertörler, sistemin beyni gibidirler. DC’yi AC gücüne çevirmenin yanı sıra, AC ve DC devrelerinde voltaj ve akım, enerji üretimi ve maksimum güç noktası takibi de dahil olmak üzere sistem istatistikleri sağlarlar.

Güneş İnvertörü
Güneş İnvertörü Ne Yapar?

Merkezi invertörler güneş enerjisi endüstrisine en başından beri hakimdir. Mikro invertörlerin piyasaya sürülmesi, Fotovoltaik endüstrisindeki en büyük teknoloji değişimlerden biridir. Mikro invertörler, merkezi invertörler gibi, tüm güneş sistemleri için değil, teker teker her bir güneş paneli için optimize edilmiştir. Bu, her güneş panelinin maksimum potansiyelde çalışmasını sağlar.Merkezi bir invertör kullanıldığında, bir güneş panelinde sorun olması (belki gölgede olması veya kirlenmesi) tüm güneş dizisinin performansını düşürebilir. SunPower’ın Equinox ev güneş sistemindeki gibi mikro invertörler bu sorunu çıkartmaz. Güneş panelinde bir sorun varsa, güneş dizisinin geri kalanı verimli bir şekilde çalışmaya devam eder.

Güneş Paneli Sistemi Nasıl Çalışır?

İşte bir ev güneş enerjisi kurulumunun nasıl çalıştığına bir örnek. İlk olarak, güneş ışığı çatıda bir güneş paneline çarpar. Paneller enerjiyi, bir invertöre akan DC akımına dönüştürür. Daha sonra evinize güç vermek için kullanabileceğiniz invertör, elektriği DC’den AC’ye dönüştürür. Bu işlem basit ve sağlamdır, ayrıca zamanla daha da verimli ve ekonomik bir hale gelmektedir.

Ancak, güneş panellerinizin her güneşli günde ürettiği elektriği kullanmak için evde değilseniz ne olur? Veya geceleri ne olur? Endişelenmeyin, yine de “net ölçüm” adı verilen bir sistemden faydalanırsınız.Tipik şebekeye bağlı Fotovoltaik sistemi, yoğun gündüz saatlerinde, genellikle bir müşterinin ihtiyacından daha fazla enerji üretir, böylece fazla enerji başka bir yerde kullanılmak üzere şebekeye geri gönderilir. Müşteri, üretilen aşırı enerjiyi kenara alır bu enerjiyi gece veya bulutlu günlerde şebekeden çekmek için kullanabilir. Bir net ölçüm, şebekeden alınan enerjiye kıyasla gönderilen enerjiyi kaydeder.

Cemre GÜLTEKİN

Bilim İnsanları, Gölgeden Elektrik Üretebilen Bir Prototip Geliştirdi

Neptün: Yörüngesi, Uyduları ve Halkaları Hakkında Bilgiler