Güneşten yayılan enerji, elektrik ve ısı enerjisi olarak kullanılabilmektedir. Yenilenebilir bir enerji kaynağı olan Güneş Enerjisi temiz enerji geleceğimizin önemli bir parçasıdır.
Güneş Enerjisinin Oluşumu ve Dünyaya Yansıması
Güneş 150 milyon kilometre uzakta olmasına rağmen, yaydığı ışınım enerjisi tüm canlıların hayatta kalabilmesi için hayati önem taşımaktadır. Güneş enerjisinin oluşumu nükleer füzyon gerçekleşmesi ile meydana gelmekte ve dünyaya elektromanyetik radyasyon olarak ulaşmaktadır. Dünya’ya ulaşan güneş enerjisinin % 70’i atmosferde emilirken geri kalan % 30’luk kısmı ise tekrardan uzaya yansır.
Güneş Enerjisinden Elektrik Üretimi
Güneş ışınları, güneş panelleri tarafından doğrudan elektriğe dönüştürülebilmektedir. Bu tür hücrelerde: ışık, bir metal ile yarı iletken arasındaki bağlantıya çarptığında küçük bir elektrik voltajı üretir. Tek bir fotovoltaik hücre tarafından üretilen güç düşük olduğundan dolayı çok sayıda ayrı hücreyi birbirine bağlayarak, güneş paneli dizilerinde olduğu gibi, yüzlerce hatta binlerce kilowatt elektrik enerjisi elde edilir.
Güneş Enerjisinin Gelecekteki Rolü
Güneş enerjisinin, 2050 yılına kadar dünyadaki elektrik ihtiyacının yaklaşık dörtte birini karşılaması bekleniyor.
Güneş Enerjisi ile üretilen enerji farklı alanlarda kullanılabilmektedir. Bu alanlar içerisinden başlıca şunlardan bahsedebiliriz:
Akülü (Bataryalı) Off Grid Güneş Enerjisi Elektrik Üretimi
Şebeke Uyumlu Çatı Üstü Güneş Enerji Sistemi ( On Grid )
Ges; Güneş Enerjisi Elektrik Üretim Santralleri ( Enerji Tarlaları)
Akülü (Bataryalı) Off Grid Güneş Enerjisi Elektrik Üretimi
Off Grid yani Akülü (Bataryalı) Güneş Enerjisi Sistemlerinin çalışma mantığı şöyledir:
Güneş Paneli enerji üretir, üretilen enerji şarj kontrol ünitesi ile batarya grubuna şarj edilir. Depolanmış Enerji İnverter ile volta çevrilerek elektrikli aletlerin çalıştırılması sağlanır.
Off Grid Akülü Sistemler Nerelerde Kullanılır?
Kullanım alanı genellikle şebeke hattının bulunmadığı, elektriğin olmadığı yerlerdir. Özellikle yayla-dağ evleri, karavanlar, tekneler, kulübeler, çiftlikler, tarımsal sulama alanları, uzaktan bilgi sistemleri (otoyol tabelaları) ve baz istasyonları gibi alanlarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu kullanım alanlarında şebeke hattının çekilmesi ciddi bir trafo, direk ve kablo maliyeti oluşturmaktadır.
Batarya grubuna üretilen enerjinin depolanması nedeniyle elektrik kullanımı bataryalara depolanmış enerji üzerinden yapılmaktadır.
Şebeke Uyumlu Çatı Üstü Güneş Enerji Sistemi ( On Grid )
Bu sistem, üretilen elektriğin akülerde depolanması yerine üretim yerinde tüketilmesi prensibine dayalı olarak çalışmaktadır. Projelendirme yapılırken üretilmesi istenilen ya da ihtiyaç olan enerji miktarı tespit edilir. Atmosferden gelen güneş ışınlarının güneş panelleri üzerine temas etmesi ile elektrik enerjisi üretilir. Üretilen enerji yüksek çevrim gücü olan, merkezi şebekeye bağlanabilen invertörler ile merkezi şehir şebeke sistemine bağlanır. Böylelikle panellerden üretilen enerji doğrudan şebeke sistemine gönderilmiş olur. Alan ve ışınım koşulları uygun olduğu takdirde şebekeye bağlı elektrik üretim sistemi ile istenilen güçte elektrik enerjisi üretimini sağlamak mümkündür.
Şebeke bağlantılı sistemler, yüksek güçte-santral boyutunda kurulabileceği gibi evsel ihtiyaç için daha küçükte kurulabilir. Örneğin bu sistemlerde bir konutun elektrik gereksinimi karşılanabilirken, üretilen fazla enerji elektrik şebekesine verilir, yeterli enerjinin üretilmediği durumlarda ise şebekeden enerji alınır. Böyle bir sistemde enerji depolaması yapmaya gerek yoktur, yalnızca üretilen bir elektrik tipinden farklı bir elektrik tipine çevrilmesi ve şebeke uyumlu olması yeterlidir.
Şebeke Uyumlu Çatı Üstü Güneş Enerji Sistemi ( On Grid )Kurulum Alanları Nelerdir?
Çatı üstü güneş enerjisi sistemleri çatı alanları dikkate alınarak aşağıdaki alanlarda kurulabilir.
Evler – Apartman Ortak Kullanımı – Fabrikalar – İş Yerleri – Okullar – Hastaneler – Avmler – Kamu Kurumları
Ges; Güneş Enerjisi Elektrik Üretim Santralleri ( Enerji Tarlaları)
Güneş Enerjisini Günlük Hayatın Hangi Alanlarına Dahil Olabileceğini Biliyor Musunuz?
Hesap Makineleri ve Güneş Enerjili Saatler
Hesap makinesi ve saat teknolojisinde Güneş Enerjisinin kullanımı hiçte yeni sayılmaz. Çoğu kol saatlerinde ve hesap makinelerinde ufak güneş pilleri bulunmaktadır. Bu piller ile elektrik üreterek kendi gücünü karşılayabilmektedirler. Aynı zamanda gözle görülmesi zor olabilecek kadar küçük şekilde eklenmiş güneş panelleri de saat ve hesap makineleri üzerinde bulunmaktadır.
Acil Telefon Cihazları ve Trafik – Lamba İşaretleri
Yol kenarlarında hala kullanılmakta olan acil telefon cihazlarının elektrik gereksinimi için 1970 tarihinden bu yana güneş enerjisi kullanılmaktadır. Güneş enerjisinin hem trafik lambalarında hem de trafik işaretlerinde Off grid sistem şeklinde kullanıldığını biliyoruz.
Cep Telefonunu Şarj Etmek
Akıllı telefonların şarjlarının çoğu zaman çabuk tükendiğini biliyoruz. Bunun için gündüz bir yere giderken cep telefonunuzu şarj edebileceğiniz güneş enerjisi ile çalışan çeşitli ürünler ve yöntemler bulunmaktadır.
Soğuk ve Sıcak Su Üretimi
Cadde, Sokak ve Park Aydınlatması
Son dönemlerde caddelerde, sokaklarda ve parklarda güneş enerjili led aydınlatmalar görüyoruz. Özellikle de belediyeler güneş enerjisinin kullanım alanları arasında yer alan aydınlatma sistemleri için ihaleler yapıyor.
Güneş Ocakları
Yemek pişirmek için de yine güneş enerjisinden yararlanılabilir. Piyasaya yeni sürülüyor olan güneş ocakları fiyat bakımından uygun olmakla birlikte uzun vadede doğa için de çok önemli getiriler sağlamaktadır.
Güneş Enerjisinin en yaygın kullanım alanlarından biri de Elektriği Olmayan Konutların elektrik ihtiyacını karşılamaktır. Bu sistemlerde güneş paneli, aküler, inverter ve şarj kontrol üniteleri vasıtasıyla bir evin elektrik ihtiyacı karşılanabilmektedir.
Tarımsal Sulama, güneş enerjisinin kullanım alanları arasında önemli bir yere sahiptir. Tarım arazileri genellikle konumları ve engebeli olmalarıyla zor koşullara sahiptir. Buralara elektrik hatlarının götürülmesi zor olduğu kadar maliyeti de yüksektir. Bu nedenle tarımsal sulama faaliyeti için güneş enerjisi kullanılır.
Temiz (İçme) Su Üretimi
Günümüzde birçok markada su satışı yapılmaktadır. En iyi marka olarak nitelendirilen ürünler bile insanoğlunun aklına şüphe düşürebilmektedir. Ancak Güneş enerjisi ile temiz ve içilebilir bir su elde etmek mümkündür. Güneşin sıcaklığı sayesinde bazı basit materyaller bir araya getirilir ve bu sayede de temiz su elde edilmiş olur.
Uzay ve Uydular
Uzaya gönderilen uydu sistemlerinin elektrik gereksinimi için güneş enerjisinden yararlanılır. Uydu sistemleri 1956 tarihinden bu yana güneş enerjisi ile kullanılmaktadır.
Güneş Enerjisi Kullanımının İlginç Örnekleri
Güney Kore’de Güneş Panelleriyle Döşenmiş Bisikletli Otoyol
Güney Kore’de otobanın ortasına döşenen Güneş Enerji Panelleri ile hem otobanın gece aydınlatılması sağlanıyor hem de kışın yoldaki buzlanma önleniyor. Güneş Panellerinin hemen altı ise bisiklet sürücülerine ayrılarak yağmur ve hava şartlarında koruma sağlıyor. Daha sonra üretilen fazla elektrik kullanım için şebekeye veriliyor ve bu şekilde gölgeleme problemi olmayan otobanda enerji kaybı da yaşanmıyor. Bu sayede elektrikten sağlanan gelir ile otoban bakım ve masrafları karşılanıyor.
Güneş Enerjili Yat
Güneş Enerjili Yat, denizlerde gölgeleme problemi olmaması sebebiyle verimli bir güneş enerji alanı olarak düşünülebilir. Deniz ve Lüks kavramı çoğu zaman birlikte karşımıza çıkabiliyor. Öyle ki Güneş Enerjisi Panelleriyle donatılan bu yat 16 milyon dolarlık bir rakama sahip. 2012’de 18 aylık başarılı bir tura çıkan yat Dünyanın En Büyük Güneş Enerjili Teknesi unvanına sahip oldu. 50 Yolcu kapasiteli yat 101 metre uzunluğuna ve 49 metre genişliğine sahip. 537 metrelik güneş enerji panelleriyle donatılan bu yat, geleceğin deniz ulaşımı hakkında düşündürtmüyor değil.
Güneş Enerjili Arabalar
Araba artık modern hayatın olmazsa olmazlarından biri haline geldi. Ancak fosil yakıt tüketimi ve karbon salınımı sebepleriyle birlikte dünyaya verilen zarar farkına varıldıkça elektrikli araçlara verilen önem artmaktadır. Dünya’daki ünlü araba markalarının hepsi artık elektrikli ve sürücüsüz araçlar üzerinde çalışırken hem otomotiv markaları hem de teknoloji firmaları güneş enerjili araçlar üzerinde de çalışmalarına devam ediyorlar.
Teknoloji geliştikçe artık güneş enerjisi ile çalışan pek çok ürün görüyor olacağız. Şöyle bir hayal var ki ileride o kadar ilerlermiş bir teknolojiye sahip olacağız ki araçların ihtiyaç duyduğu enerjiyi direkt aracın üzerindeki güneş panelleri karşılayabilecek ve dışarıdan herhangi bir yakıt alımı söz konusu olmayacak?
Güneş Enerjili Bisiklet
Bisiklet kullanmayı çok seviyorsunuz ama yorulduğunuzda da motor gibi gitsin istiyorsunuz. İşte Güneş Enerjili Bisiklet! ”Mojtaba Raeisi” tarafından geliştirilen bu model hem kas gücü hem de güneş enerjisi ortak düşüncesi ile harmanlanarak tasarlanmış. Geleceği düşlemeden geçemeyeceğimiz bir nokta daha, buna bir de otonom sürüş eklense nasıl olurdu acaba?
Giyilebilir Teknoloji ve Güneş Enerjisini Depolayan Çanta
Henüz çok gelişmemiş ve günlük hayatta kolay kolay karşılaşamayacağımız bir durum olmasıyla birlikte bu alanda da yenilikler son hızıyla devam etmektedir. Şu durumu örnek verebiliriz:
Giyilebilir teknoloji üzerinde çalışan Hollandalı tasarımcı Pauline van Dongen yeni koleksiyonunda güneş enerjisini depolayabilen çantaya yer veriyor. Radius ismi ile piyasaya sürülen çanta, içerisine küçük güneş enerjisi boncukları gömülü örme kumaştan yapılmış olup, bu sayede sırt çantası hareket halindeyken cihazları şarj etmesini sağlayacak şekilde tasarlanmış.
Radius sırt çantası, Van Dongen’in koleksiyonlarında kullandığı enerji üreten teknolojiye dayanıyor. Çantanın kayış bölümü, güneş pilleri olarak işlev gören küçük küresel boncuklardan oluşuyor. Güneş enerjili tekstil şirketi Sphelar Power tarafından üretilen kayışla elde edilen enerji, daha sonra çantanın üst cebinde bulunan manyetik tokaya erişilebilen bir şarj kablosuyla besleniyor.
Tasarımcı, “Uzaktan bakıldığında çantanın üst kapağının örneğiyle karışmış gibi görünse de daha yakından incelendiğinde ışığın boncuklu bir yüzey üzerinde kırıldığı görülüyor” diyor. Her boncuk, kumaşa dokunan küçük bir küresel güneş pili ve her bir güneş pili enerji üretiyor.
Radius sırt çantasını daha önce tasarlanan güneş panelli çantalardan ayıran özellik, güneş paneli görevi gören bu küçük boncuklar. Bu sayede tasarım hem görsel hem de estetik açıdan şık ve kullanışlı görünüyor.
Güneş Enerjili Yol
Yukarıda bahsettiğim Güney Kore’de Güneş Panelleriyle Döşenmiş Bisikletli Otoyol’dan farklı olarak bu uygulama şu şekilde işlemektedir:
Çin’de 2 kilometre uzunluğunda yapılan bir yol şeffaf asfalt ile kaplanmış, altına da Güneş enerji panelleri konmuş. Yani aracınızla gittiğiniz yol aslında güneş enerjisi üreten panellerle döşenmiş durumda. İşin güzel tarafı hem sağda ve solda panel olmaması hem de geleceğe yatırım olan güneş enerjili yol aynı zamanda elektrikli araçların wireless olarak şarj edilmesine imkân sağlayan teknolojisiyle birlikte de fark yaratıyor. Nasıl yani diyecek olursanız durum aynen şu şekilde. Basit bir anlatımla kablosuz internet özelliği bulunan elektrikli bir araç yolcuğu esnasında aynı zamanda şarjda olabiliyor.
Güneş Enerjili Uçak
Birden farklı örnek veya denemeyle pek karşılaşmamış olsak da bu alandaki çalışmalar da son hızıyla devam etmektedir. 2016 yılında dünya turunu tamamlayan Güneş Enerjili Uçağa göz atalım:
Dünya Turuna 5 Mart 2015 tarihinde başlayan Solar Impulse 2 adlı yakıtsız uçak sırasıyla; Abu Dabi, Umman, Hindistan, Myanmar, Çin, Japonya, Hawaii etapları başta olmak üzere Mayıs 2016’da dünya turunu tamamlayarak dünya çevresini uçak yakıtı olmadan, güneş enerjisi ile dolaşan ilk uçak olma ünvanına sahip oldu. Ayrıca uçağın pilotları Andre Borshberg ve Bertrand Piccard, bu anlamda güneş enerjili uçak ile dünya turunu tamamlayan ilk pilotlar oldu.
Herhangi bir uçak yakıtı türevine ihtiyaç duymadan uçabilen Solar Impulse 2, ayrıca güneş enerjisini bünyesinde depolayarak 12 saati süren uçuşları sonrasında gece vaktinde de uçabiliyor.
2.3 ton ağırlığında olan uçağın, 72 metre genişliğindeki iki kanadında 17 bin 248 adet güneş hücresi bulunuyor.
Söz konusu güneş hücreleri uçağın güneş ışığının yeterli geldiği anlarda lityum bataryalarında enerji toplamasını sağlıyor.
Türkiye’de Güneş enerjisi kullanımı için şu örnekleri verebiliriz:
Antalya Solar Otobüs Durağı
Antalya’da pek çok otobüs durağı Güneş enerjisi ile soğutulup ısıtılabiliyor. Klimalı duraklar Antalya’nın sıcağında vatandaşlarımızı yazın serinletirken kışın da soğuktan koruyor.
Nusaybin Solar Şarjbank
Nusaybin Belediyesi hem gölgede dinlenmek hem de dinlenirken telefonlarını şarj etmek isteyenler için Solar Şarjbank Projesini hayata geçirdi.
Türkiye’de Kamu ve Endüstriyel alanlarda Güneş Enerjisi Kullanımı
Türkiye’de hızla büyüyen Güneş Enerji sektöründen en çok faydalanan kurumların başında kamu geliyor. Belediyelerin bu konudaki çalışmaları yenilenebilir teknolojiler bakımından oldukça umut verici. Pek çok belediye Pazar alanları, Otopark, Belediye ve Sosyal Tesislerin üzerine güneş enerji panelleri kurarak kendi enerjilerini üretmeye başladı. Son olarak Milli Eğitim Bakanlığı ve Alman Kalkınma Bankası (KFW) arasında anlaşma ile 120 okula Güneş Enerji santralleri kurulacak.
