Güneş enerjisinin verimliliği ve uygulanabilirliği

Enerji verimliliğine ve bunların günlük yaşantımıza uyarlanabilme durumlarına dair yazılarımıza kaldığımız yerden devam ediyoruz. Daha öncesinde rüzgar enerjisinin verimlilik miktarına, daha iyi randıman alınabilmesi için yapılabileceklere dair fikirlerimize ve dünyada kullanım oranlarına şu yazımızda değinmiştik.

Bu yazımızda ise bir diğer yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisinden alınabilecek verime ve günümüzdeki kullanım oranına değineceğiz.

Ayrıntılara hiç girmeden güneş enerjisinin kısa bir tanımını yapacak olursak; yeryüzüne ulaşan güneş ışınları ve fotonların güneş panelleri yardımıyla elektrik enerjisine çevrilmesi ve şehir şebekelerinde kullanılabilir hale getirilmesi suretiyle yararlanılan bir enerji kaynağıdır. Doğal olarak kaynağı sonsuzdur ve panel inşası dışında herhangi bir tüketime, maliyete sebep olmamaktadır. Eğer güneş ışınlarının elektrik haline gelinceye kadarki yolculuğunu ve bu esnada güneş panellerinin işleyişini merak ediyorsaniz “Güneş enerjisinden nasıl elektrik üretilir?” adlı yazımızı okuyabilirsiniz.

Bu yazımızda daha çok üretimden sonrasına, yani ne kadar verim elde edilebildiğinden dünyadaki potansiyelin ne kadarının kullanıldığına kadar biraz daha az teknik mevzulardan söz edeceğiz.

Güneş enerjisinin verimliliği ne kadardır?

Eğer güneşten yola çıkan ışınlardan itibaren ele alacak olursak; güneşin normalde sahip olduğu enerji potansiyeli, bunun yeryüzüne ulaşan miktarı ve yeryüzüne ulaşan miktarın insanlık tarafından kullanılma oranı hayal bile edilemeyecek ölçüde değişiklik göstermektedir.

Ama hepsinden önce kullandığımız panellerin verimlilik miktarını verecek olursak; güneş enerjisinin verimliliği %20-35 arasında değişiklik göstermektedir. Fakat son yıllarda yapılan üst düzey ar-ge çalışmaları ve var edilen yeni teknolojilerin bu verimi %40’a kadar çıkarttığı gözlemlenmiştir.

Meraklısına şöyle bir kısa açıklamasını yapacak olursak güneşten çıkan foton ışınları, ilk haliyle 1350-1400 W/m2 gibi bir enerji potansiyeli taşımaktadır. Fakat dünyaya kadar olan mesafedeki ve atmosferdeki kayıplar sonucunda bunun 1000-1100 W/m2 kadarı dünyaya giriş yapabilmektedir.

Bundan sonrasında da kayıplar devam etmektedir. Dünyaya ulaşan ışınların yaklaşık %30’luk bir kısmı atmosfer tarafından geri yansıtılır. Ulaşan bu ışınların da %20’si de atmosferin alt katmanlarında ve bulutlarda tutulmaya devam eder, böylece güneşin başlangıçta sahip olduğu enerjinin sadece %50’si dünyaya net bir şekilde ulaşır.

Fakat bu da enerji üretimi için kullanılan potansiyele göre devasa bir miktardır. Bunun çoğunluğu da yeryüzünün ısınması, yaşamın var olması için uygun sıcaklığın oluşması, okyanus akıntılarının ve rüzgar akımlarının oluşması gibi unsurlara harcanır. Bizim anladığımız kadarıyla bitkisel ve hayvansal canlılığın kullanımına basit bir örnek verecek olursak; fotosentez amacıyla kullanılan ışın miktarı, yeryüzüne ulaşan miktarın %1’inden bile azdır.

Güneşin çıkış noktasından itibaren enerji miktarlarına ve dünyaya ulaşan yüzdelik dilimlere şöyle bir göz attığımız zaman, var olduğundan emin olduğumuz potansiyelin ne kadar küçük bir miktarını kullanabildiğimizi kolayca fark edebiliriz. Ki buna rağmen günümüzde üretilen güneş enerjisi miktarları, 21. yüzyıldaki enerji ihtiyacının önemli bir kısmını karşılayabilmektedir.

Güneş enerjisinin verimliliği nasıl arttırılabilir?

Yoruma dayalı kısımda belki de yazının en can alıcı noktası budur. Çünkü güneş enerjisinden daha fazla yararlanabilmenin iki yöntemi ya dünyada kullanımını arttırmak, ya da birim başına elde edilen verim yüzdesini arttırmaktır.

Kullanım miktarını arttırmak; kazanca ve üretime yönelik yatırımlardan teşviklere ve sivil toplum etkinliklerine kadar pek çok yöntemle gerçekleştirilebilmesi mümkündür. İlgili uzmanlar ve gönüllüler tarafından pek çok alanda faaliyetler hala devam etmektedir.

Yazının ilgi odağı olan verimliliği arttırmak hususuna gelirsek; şöyle bir genel bakışta Zeitgeist belgeselinde Jacques Fresco’nun bahsettiği hayaller insana gerçekten de heyecan verici gelmektedir. Dünyaya ulaşan işin miktarının ne kadar azının kullanıldığı bir yana, sahip olduğumuz panel teknolojilerinde bile ancak %40’ları zorlayabilmekteyiz. Gerçi 1950’lerde %5 civarında olan verimin bugün ulaştığı konum ve hatta şu bağlantıdan haberde yer aldığı gibi 3D yazıcılarla panel üretiminin başarıldığı düşünülürse göreceli olarak inanılmaz bir mesafe kat edilmiştir.

Bundan sonraki verim arttırma çalışmalarının odak noktası ise, bildiğimiz güneş panellerinde fotonları alış miktarının, panel içerisinde elektriğe dönüşüm sırasında yaşanan kayıpların üzerine yoğunlaşılmalıdır. Yıllarca yapılan araştırmalarla ağır ağır tırmanan verimi daha da yukarı taşımanın en makul yolu budur. Tabii ki bu da panel işleyişinde yeni usullerin kullanılması veya malzeme teknolojisinin geliştirilmesi ile gerçekleşebilecek bir çalışmadır.

Onun dışında 3D yazıcılarla üretilen panellerde olduğu gibi daha önce hiç görülmemiş, çığır açacak yeni panel tasarımları ortaya çıkarmak ise en kestirme, bir o kadar da zorlu bir yoldur.

Bizler, yenilenebilir enerjinin gerek kullanımının artması gerekse veriminin yükselmesi hususundaki tüm çalışmalara maddi-manevi-emek şeklinde elimizden gelen herhangi bir desteği esirgemiyoruz. Doğa gönüllülerinin ve kazançlı sektörlere yatırım yapmak isteyen girişimcilerin de yenilenebilir enerji kaynaklarını asla gözden kaçırmamalarını tavsiye ediyor, bu alanda çalışan bilim insanlarına da zihin açıklığı ve kolaylıklar diliyoruz.

İlerleyen yazılarda diğer enerji kaynaklarının verimliliğini de ele alacağız. Şimdilik sağlıcakla kalın.

 

 

 

Bunlar da ilginizi çekebilir!

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*