Güneş Enerjisinden Nasıl Elektrik Elde Edilir?

Güneş paneli kurulumu

“Yenilenebilir enerji yöntemleri nelerdir?” diye sorduğumuz zaman güneş enerjisi, rüzgar enerjisiyle beraber en meşhur iki yöntemden biridir. İlk duyduğunuz zaman heyecanlanabilirsiniz. “Vay be, gün ışığı geldikçe enerji elde ediyorsun, ne güzel iş…” diye düşünebilirsiniz. Oysa ki olaya ayrıntılı olarak baktığımızda, güneş enerjisi teknolojisi üzerindeki yılların evriminin bir ürünü olan mühendisliği ve araştırmayı rahatlıkla görürüz. Bu yazımızda sizlere mümkün olduğunca temel hatlarda kalarak güneşle başlayan yolculuğun nasıl aşamalardan geçerek evimizdeki aygıtları çalıştırabilecek duruma geldiğini açıklayacağız.

Teknik anlatıma başlamadan önce şunu belirtelim:

Güneş enerjisi diye belirtilen durumda elde edilen şey elektrik enerjisidir. Yani “Güneş enerjisi elde etmek” her ne kadar yanlış bir ifade olsa da dilimize yerleşmiştir. İşin özü; güneş ışınlarının taşıdığı enerjiyi bildiğimiz elektrik enerjisine çevirmektir. Bu dönüşüm de genelde güneş panelleri yardımıyla yapılır. Güneş toplayıcılarının ve yoğunlaştırma-buharlaştırma prensibiyle elektrik ürettiği termik düzenekler bulunsa da bunlar şehir şebekesi ve küçük-orta işletmeler için pek uygun yöntemler değildir.

Hepimizin bildiği yöntem olan güneş panellerini ise birçok evin çatısında veya “güneş tarlası” olarak adlandırılan büyük yatırımlarda sık sık görürüz. İşte içeriğine göz atacağımız cisimler tam olarak bunlardır. O kare veya dikdörtgen şeklindeki parlak cisimler, nasıl olur da bu enerjiyi üretirler?

Güneş panellerinde olay; güneşten kopan fotonların (ışınların); panelin üst yüzeyine çarptığında taşıdığı enerji sayesinde bir akım yaratması ve bu akımın alternatif akıma çevrilerek şebekeye verilmesidir. Bu prensibe literatürde “fotovoltaik etkisi” adı verilir. Anlam olarak güneş enerjisini elektriğe çevirebilen malzemeleri ifade eden fotovoltaik kelimesini herhangi bir yazıda, araştırmada, haberde görmeniz halinde güneş enerjisiyle ilgili olduğunu rahatlıkla anlayabilirsiniz.

Fotovoltaik etkisi nedir?

Fotonların çarpması sonucu meydana gelen enerji transferi sayesinde panel üzerindeki elektronlar hareketlenir ve bir elektrik akımı meydana getirir. Tabii bu olayın güneş paneli ışık gördüğü sürece her an gerçekleştiğini düşünürsek ortada sürekli bir akış olduğunu hayal edebiliriz. Bu akışın meydana getireceği enerji de panelin yüzey genişliği ve gelen ışık şiddeti ile doğru orantılıdır. İkisinden birinin artması halinde elektronların hareketi de artacaktır.

Fotovoltaik etkinin geçerli olduğu birçok malzeme bulunsa da hepsinin ortak özelliği yarı iletken olmasıdır. Panellerin yapımında üst üste iki katman halinde farklı yarı iletkenler kullanılır. Üstteki yarı iletken ise hem iyi bir fotovoltaik olması hem de sisteme entegre etmesinin kolay olması sebebiyle genelde silikondan yapılır.

Doğru akımın sabitleyiciden geçtikten sonra ya aküye gönderilmesi, ya da AC'ye çevrilerek kullanılması gereklidir
DC’nin sabitleyiciden geçtikten sonra ya aküye ya lambaya gönderilmesi, ya da AC’ye çevrilerek kullanılması gereklidir

Peki bundan sonra ne olur? Elektronlar hareket etti, elektrik meydana geldi. Bu elektrik doğrudan evlerimizi mi aydınlatır? Hayır değerli okurlar… Güneş panelinde meydana gelen ilk akım doğru akımdır. Ama bildiğiniz gibi şehir şebekelerinde alternatif akım kullanılmaktadır. İşte bu dönüştürmeyi yapmak için de “inverter” denen elemanlar kullanılır. İnverter sayesinde doğru akım, alternatif akıma çevrilir ve bu sayede şebekeyi besler. Fakat üretilen elektrik enerjisi bir aküde, pilde, vs. birimde depolanacaksa invertere ihtiyaç kalmayacak ve depo doğrudan doldurulabilecektir. Sonrası ise akülerin bildiğimiz çalışma yöntemlerine göre gerçekleşecektir.

Yukarıdaki resim eşliğinde anlatacak olursak panelden sonraki ilk eleman “sabitleyici”dir. Bu; panelden dağınık olarak gelen akımın sabitlenmesini sağlar ve şarj edilecek ünitelerin zarar görmesini engeller. Sabitleyicinin sağındaki eleman ise aküdür ve depolama için tercih edilecek olan yoldur. Aküden alınan enerjinin kullanılmak istenmesi halinde televinyon ile akü arasında bulunan parça ise “inverter” diye bahsettiğimiz elemanın ta kendisidir.

İlerleyen yazılarımızda güneş enerjisini farklı yönlerden ele almaya devam edeceğiz. Hoşça kalın.

Bunlar da ilginizi çekebilir!

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*