Tesisat Dergisi 214. Sayı (Ekim 2013)

MAKALE Güneş Enerjisi ve Güneş Panelleri (/) ~ (/) 8 ı (/) ·- 02 w z w (/)-. w z :::::> 0 Giriş Salar enerji, güneş enerjisi, salar panel, güneş paneli, güneş pili, fotovoltaik gibi kavramlar son zamanlarda sık sık sektör dergilerinde, internet sitelerinde kendine yer bulmaya baş­ ladı. Peki, nedir bu salar enerji? Yakın geçmişe kadar neden gündemde değildi? Bu yazıda temel olarak güneş enerjisi ile elektrik enerjisi üretmenin yararlarından, güneş pillerinin ve güneş panellerinin yapısından, uygulama alanlarından ve güneş panelleri kullanıldığında dikkat edilmesi gereken hususlardan kısaca bahsedilecektir. Sanayideki geliş­ meyle birlikte artan elektrik enerji ihtiyacı, pahaliıiaşan elektrik tüketim bedelleri ve mevcut fosil (kömür, doğal gaz vb.) yakıt rezervlerinin süratle azalması yeni enerji kaynaklarının arayı­ şını ve kullanımını hızlandırmıştır. Güneş enerji– si yenilenebilir enerji kaynakları içinde, üzerinde en çok araştırma yapılan enerji türlerinden biridir. Yenilenebilir enerji kaynağı, tükenmeyen, ertesi gün tekrar kullanıma hazır enerji kaynağı demektir. Rüzgar enerjisi, biotermal enerji, güneş enerjisi gibi enerji türleri yenilenebilir enerjilerdir. Gelişmiş ülkelerde elektrik enerjisi elde etmek için güneş enerjisinin uzun yıllardır kullanılmasına rağmen, bu konunun ülkemizde son yıllarda önem kazanmaya başlaması güneş zengini olan ülkemiz için, geç de olsa oldukça sevindirici bir gelişmedir. Güneş panelleri ile elektrik enerjisi üretimi aşağıda sıralanan nedenlerden dolayı caziptir. Bu nedenler, düşen üretim maliyetleriyle birlikte, 128 lesisat Dergisi Sayı 214- Ekim 2013 güneş panellerinin hızla yaygınlaşmasına neden olacaktır. Güneş panelleri, 1. Sınırsız ve bedava enerji kaynağı olan güneş enerjisini kullanır. 2. Kullanılması durumunda güneş yörüngesi izleyicileri dışında hareketli, aşınan parça– lara sahip değildir. 3. Uzun kullanım ömrüne sahiptir. 4. Çevre dostudur; coı yaymadığı için yer– kürenin ekolojik dengesine olumsuz etkisi yoktur. 5. Düzenli ve sürekli bakım gerektirmez. 6. Seri/paralel bağlandığında çıkış güçleri ölçeklenebilir. 7. Elektrik enerjisinin tüketileceği yere ku– rulacağı için kablo tesisat maliyeti çok düşüktür. 8. Çalışması için bir operatöre ihtiyaç duymaz, dolayısıyla işletme maliyeti neredeyse sıfır­ dır. 9. Doğal afetlerden etkilenme olasılığı diğerenerji üreten kaynaklara göre daha düşüktür. Tüm bu avantajiarına karşın üretim maliyet– lerinin hala yüksek oluşu güneş panellerinin bugüne kadar yaygın kullanım alanı bulmasını engellemiştir. Kullanırnın artması ile panel fiyatlarının düşmesi kaçınılmazdır. Talebin art– ması ise ancak devletin kullanımı teşvik etmesi ve güneş panelleri ile üretilen enerjiyi uygun fiyattan satın alması ile mümkündür. Yapı Güneş (PV-PhotoVoltaic) panelleri, güneş enerjisini doğrudan DC elektrik enerjisine çeviren güneş pili hücrelerinin (salar cells) seri ve paralel bağlan­ ması ile oluşturulmuş güç sistemleridir. Güneş pili hücreleri, verimleri %3-%31 arasında değişen yarı iletken elemanlardır. Güneş pillerinden elde edilen verim uygulanan teknolojiye, ışık spektru– muna, sıcaklığa, tasanma ve hücrede kullanılan malzerneye bağlıdır. Güneş pili hücreleri kendi aralarında bağlanarak güneş modüllerini (salar modules), modüller kendi aralarında bağlanarak güneş panellerini (salar panels) ve paneller kendi aralarında bağlanarak çok yüksek güçlerdeki güneş dizinlerini (salar array) oluşturur. Yrd. Doç. Dr. Vehbi BÖL.AT TUNÇMAliK A.Ş. Bir güneş pili hücresinin tipik gerilim ve akım değeri sırasıyla 0.6V ve 7A civarındadır. Güneş pilleri, miliWatt(mW) güç seviyelerinden (örn. hesap makineleri, kol saatleri) MegaWatt(MW) (örn. güneş parkları) güç seviyelerine kadar geniş aralıkta uygulama alanı bulmuştur. Uygulamanın gerek duyduğu gerilim ve akım değerini karşılayacak şekilde güneş pilleri birbirleriyle seri ve paralel bağlanabilir. Seri bağlanan güneş pilleri güneş panelinin terminal gerilimini; paralel bağlanan güneş pilleri ise panelden çekilebilecek akımı artırır. Güneş panel leri, güneş pillerinin üreticiler tarafından üretim aşamasında seri/paralel bağlandığı belli standart güçlerdeki paneller olarak satılır. Güneş pillerinin ve güneş panellerinin standart test koşullarında (STC, Standard Test Condi– tions) elektriksel karakteristiklerini belirleyen temel büyüklükler çekilebilecek maksimum güç (Pm), açık devre gerilimi (V,), kısa devre akımı (ls)' maksimum güç gerilimi (Vmp) ve maksimum güç akımı Om/dır. Dünyanın sayılı güneş pili üreticilerinden biri olan Japon Kyocera firmasının KD205GH-2P model multicrystal