Son yıllarda , evlerde elektrik §eb~esi ile birli e ~alı§an sistemler de yaygınlaşmı§tır. Güneş ene~isinin kullanılabilmesi için öncelikle toplanması gerekir. Bu toplama i§lemi ısıl (güne§ ısıl kollektörler) ve elekbiksel (fotovoltaikler) olmak üzere iki değişik yolla yapılmaktadır. BasiHik ve ucuzluk gibi nedenlerden ısıl toplama yöntemi ye~lenmektedir. lsıl özelliğinden varartanarak güneş radyas)•onunu toplamada kullanılaııısıl güneş koliektörteri nin; düzyüzeyil veyoğunl8§tırıııasız güneş ~.ollehlöı1eıi, odtlllayıa ve yoğunla§lırmah güne~ koliektörleri ,güne§ halilızla n ol mak üzere üç tipi vardır. Güneş ene~isini elektriksel olarak toplayan oto altaikler ise t§lközelliğindenyararlanmakta e ışık e ne~ isinin fotonlannı fotoelektriksel olay gereğince elektrik ene~isine dönüştürmektedirler 141. Bu çalışma ile yenilenebilir enerji kay na lannın en önemlisi olan güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde edilmesinde kullanılan fotovolfaik pillerin teknolojik gelişmelerine vurgu yapılarak, maliyet ve sistem verimi açısından ka~ılaştırmalı olarak analizlerinin yaJMiması amaçlanmıştır. 2. Bulgular ve Tartışma Bir güneş pili, i temel bölümden oluşur. Birioci bölüm gelen ışı ma nın hemen tümünü soğutacak ölçüde kafın . yan iletken bir malzemeden vapılmı§ bir katmandır. Fotovol ta etki ,bu katmanda L Şekill. fo o•10llai pil (a) pilin yapısı, (b) tleklrik üre · ni. 82 Tesisat Dergisi Sayı 145 ·Ocak 2008 doğar: Gelen l§lnımın ye erli enerji (yan iletkerıin ·yasak bant geni§liğinden büyük) ta§ıyan otoolan sağurularak bir elektron-delik çifti oluşumuRa yol açar. e •ar ki elektron-de k çifti çok güçlü bir birleşme ve elektrik akımı vermeden ısı açığa çıkarrM eğilimi gösterir. iş e bu aşama. güneş pilinin ikioci temel bölümü oları van iletken eklem devreye girer. Soğ ucu malzeme ~N katkılı" yarı lletkense yani artık negatif e!ektıon sağlanan ''kalkılayıcı" bir madde eklenmi§se, bunu üstüne "P katkıl ı" (ters davranış) ince bir yan iletken katman yerfe§tirerek, bir "P-N" ekiemi olu~turulur. Böyle bir eklernde bir elektrik alanı ortaya ~ıkar ve "elektro-delik" ~iftleıin, ayırarak bir elektrik akımı doğtKur. Bu evrede fotopilin iki yanındaki kontaklar kapalı bi r devreye bağlanarak. oluşan akım toplanır [5·61. Günei pilleri. güneş pili imalatında kullanılan kristalin kalitesine ve eklem yapını türüne bağlı olarak iki grupta sınıflandınlır. Kristalin kalitesine bağlı olarak gııne§ pili çe~ltleri şunlardır (3), al Tek kristal. b) Çok kıistal c) Amorf giin~ pllleri ı r. Eklam yaJMsına ba&fı olarak gü nit§ pil içeşitleri ise §Unlardır: a>Te e em. b) Çok eklem. c) Metal ·yası iletken eklenı (MS). d) ~etal -yan iletken -yan iletken ( ~S), e) Yan iletken • yahUlan -yan iletken (Sıs), f) Elektrolit güneş pilleri r. Günili pillerinde en fazla ullanılan yarı iletken malzemelerin özellikleri hakkında şunlar söylenebilir: Tek kıistalli silisyum: Yüksek arılıkta bir silisyumdur; çapı 15 cm'ye ula§an. onlarca kilogramlık klil~eler, Czochralski ~ekmesi" ve •yüzer bölge .. yöntemi denen, iki knstal oluşum yöntemiyle elde ed ir. Bu kül~eler, çok güç bir biçme i§lemiyle, lrıce rendelalar halinde (7)..100 rum'lik çap, bir1<aç yüz mikrometrelik kalınhk) kesilir. Bu randelala , güne§ pilinin gövdesini OIU§turmada kullanılır. Bu amaçla bir çok tarRamlayıcı i§lem uy~anır: Yüzeysel katkılamayla bir eşeklem gerçellle§tirme: metal kontaklan çökeltme: koruyucu kılıfla zırhlama. Silisyum bu alanda en çok kullanılan gereçti ı. Tek kristalli silisyumdan yapılmı§ güne§ pilleri çok iyi bir verim sa~ar: laboratuarda % 18 ve üretimde yaklaşık% 12-13. Çokkristalli silisyum: SHisyumlıı güne iiiieriri n üretimindeki eneıji ve maliyet tutarını azaltmak içintek kıistalli ·'Czoclıra ski" silisyumdan daha dü~k kalitede (dolayısıyla dü§iik anlıktal bir malzeme üretmeye ve kullanmaya yönelik teknikler gel iştiri Idi; böylece gerek külçe, gerek !»çme i§lemini ortadan kaldıran doğrudan levlıa biçiminde (şerit halinde kristalle§tirilmeye da· yanan yeni yöntemler) •çok kris alli" silisyum elde edildi. Verim daha dil§Ük olmasına rağmen (yöntemlerin bir~u için % 8-10 arası) çok krista i silisyumdanyapılangüneş pilleri, önem kazanma tadır. Galyurıı arsenür: En iyi verim sunan bir yarı iletkendlr. Tek kıistalli gıılyum arsenürkullaRan güneş pilleıinın venmi labı> aluarda % 22'ye ula§ır. eva ki çok yüksek maliyeti yüzünden bu güne§ pillerinin kullanımı. pe yaygın olmayan yoğunlaşbrmalı fotovoltaik üreteçleıle sınırlıdır. ince katman ge eçler: Bunlar, yalnızca birkaç mikrometre kalınlıkta ve büyük yüzeyli ürünlerden olu~n geceçler r: maliyetleri ise verimleriyle orantılı olarak (üretim halinde % 8' den az) oldukça dii~· Iii . Bu gere~ler i~ nde eıı çok umut vererder, kadmiyum sillf" (ba r sülfür lle ayrı k eki em halinde) , anıort silisyum ve çok kristalli galyum arsenlirdlir [5.7). Fo ovoltaik piller. modüller halinde old ğu ndan ihtiyaca göre boyutland nlabilir. Yeni sistemlerin tasa ımı, kurulu§u ve ~alı~bnlması veya 1/ar olan sis emiere ek yapılmasında geçen süre diğer geleneksel güç üretim tekniklerinde gereken süıenin küçük bi ı kısmı r.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=