Dünyamızdaki enerji kaynaklarının kısıtlı olması nedeniyle yenilenebilir enerjiye olan ilgi son yıllarda oldukça fazla arttı. Özellikle güneş enerjisini kullanmak terimini hemen hemen herkes biliyor olmalı. Bu yazımızda güneş enerjisi diğer adı ile Solar enerji nedir ve nerelerde kullanılır sizlere anlatmaya çalışacağız.
Solar kelime anlamı itibari ile güneş demektir. Türkçe’ye Güneş enerjisi olarak doğru şekilde çevrilmiş olsa da bir çok kişi hala solar enerji şeklinde kullanmaktadır. Bizde türkçemizi doğru kullanma adına bu yazımızda solar kelimesi yerine güneş kelimesini kullanıyor olacağız.
Güneş Enerjisi Nedir?
Güneş enerjisi kaba tabir ile güneşten yayılan enerjinin toplanarak kullanılabilir hale getirilmesidir. Güneşte bulunan hidrojen atımları helyum atomlarına dönüştüğünde ortaya yüksek miktarda ışınım enerjisi ortaya çıkar buna güneş enerjisi denir.
Güneş dünyanın 1.300.000 katı büyüklüğündedir. Bu devasa büyüklük nedeniyle içerisinde dönüşen ve uzaya yayılan enerji miktarı da çok büyüktür. Büyüklük olarak sayı verecek olur ise saniyede 564 milyon ton hidrojen atomu 560 milyon ton helyum atomuna dönüşmekte ve ortada kaybolan 4 milyon ton enerji her saniye uzaya gitmektedir. Bu yayılan enerji dünyamızdaki canlı yaşamın devam etmesi için son derece önemlidir.
Dünyanın güneşe uzaklığı 150 milyon kilometredir. Bu mesafeyi güneşten çıkan ışınlar ortalama 8 dakikada geçmekte ve dünyaya ulaşmaktadır. Herkesin söylediği klasik bir söz vardır, şu anda güneş patlamış olsa bizim 8 dakika sonra haberimiz olur.
Güneşten yayılan ışınlar 8 dakika sonra dünyanın dışına 1400 J/m2sn olarak düşer. ( Saniyede metrekareye 1400 J enerji düşer.) Bu değer güneş sabiti olarak kabul görmüştür. Atmosferde bu enerjinin bir miktarı geri yansız ve toprağa düşen güneş enerjisi 1000 J/m2sn olur.
Toprağa düşen enerji çeşitli şekillerde kullanılabilir enerjiye dönüştürülür. En fazla bilinenleri PV (Fotovoltaik Panel) ile elektrik üretme, güneş kollektörü ile sıcak su elde etmedir. Bu başlıkları kısaca açıklayalım.
Güneş Enerjisi İle Elektrik Üretimi
Güneş enerjisinden elektrik üretimi iki türlüdür. Bir tanesi dolaylı üretim, diğeri ise doğrudan üretimdir. Doğrudan üretimde PV panelleri ile güneş enerjisi doğrudan elektriğe dönüştürülür ve arada herhangi bir çevrim olmaz. Dolaylı üretimde ise güneş enerjisi önce ısı enerjisine ardından elektrik enerjisine dönüştürülür.
PV (Fotovoltaik Panel) İle Elektrik Üretimi
PV ile doğrudan üretim yöntemi kullanılır ve güneş enerjisi Fotovoltaik paneller vasıtasıyla doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülür.
Fotovoltaik panellerde yarı iletken silisyum malzemeden oluşan güneş hücreleri bulunur. Güneşten gelen fotonlar panel üzerindeki hücrelere düşer ve hücrelerdeki elektron hareketliliği oluşur. Bu sayede güneş enerjisi ile doğrudan elektrik üretilmiş olur. Üretilen elektrik DC (Doğru Akım) olup evlerde kullanılabilmesi için bir inverter vasıtasıyla AC (Alternatif Akım) ‘ye dönüştürülmelidir. Depolama için ise batarya, akü gibi elemanlara ihtiyaç vardır.
Termal Isı ile Elektrik Üretimi
Güneşten gelen ışınlar aynalar vasıtasıyla tek bir noktada toplanır ve burada ısı elde edilir. Elde edilen ısı ile buhar elde edilerek buhar türbinleri çalıştırılmakta ve elektrik elde edilmektedir.
Ayna ile güneş enerjisinden elektrik elde edilen sistemlerde aynalar güneşin konumuna göre hareket etmekte ve güneş ışınını tek noktada toplamaktadır. Güneş ışınlarının toplanarak iletildiği güneş kulesinde güneş ışınlarının vurduğu noktada 290oC’de sıvı hale geçen tuz eriyiği bulunur. Güneş enerjisi ile bu tuz eriyiği 560oC’ye çıkartılarak buhar üretilmesi sağlanır ve bu buhar ile elektrik elde edilir.
Güneş Kollektörü İle Sıcak Su Elde Edilmesi
Güneş kollektörü ile sıcak su elde edilmesi günümüzde en fazla kullanılan ve maliyet açısından en ucuz yenilenebilir enerji sistemlerinden biridir. Sıcak bölgelerde (Adana, Antalya gibi) neredeyse her evin çatısında bulunmaktadır.
