Güneş Enerjisi Sistemleri
Güneş enerjisi sistemleri dünyaya gelen güneş ışınlarından yararlanmak amacıyla oluşturulan bir düzenektir. Güneş enerjisi kurulan sistemin verimliliğine göre %30 seviyesine kadar güneş ışınından elektrik enerjisi üretebilir. Teknik adı fotovoltaik olan güneş enerjisi yenilenebilir ve çevre dostu olan bir enerji kaynağı olması nedeniyle tercih edilmektedir. Artan petrol fiyatları, küresel ısınma, çevre kirliliği gibi sorunlar nedeniyle daha az maliyetli ve temiz enerji kaynağı arayışının soncu olarak 1970’li yılardan itibaren güneş enerjisi üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır.
Güneş Enerji Sistemleri
Güneşten dünyaya gelen ışınlar sayesinde elektrik enerjisi üretilmesine güneş enerjisi adı verilir. Solar enerji olarak da adlandırılır. Bu sistemde elektrik enerjisi üretiminde ana kaynak güneş ışınlarıdır. Enerji yüklü parçacıklar içeren foton adı verilen güneş ışınları güneş paneline çarpar. Güneş panelinin yüzeyi ise güneş enerji hücresi olarak adlandırılan parçacıklar ile kaplı haldedir. Güneş hücreleri silikondan üretilir. Silikon oksijenden sonra doğada en fazla bulunan yarı iletken bir elementtir. Söz konusu güneş hücreleri n-tipi ve p-tipi silikon olmak üzere iki katmandan oluşur. Bu hücreler sayesinde panele çarpan fotonlar elektriksel bir gerilim oluşturarak elektrik enerjisini açığa çıkarır. Güneş hücrelerine fotonlar çarptığında p-tipi silikon katmandaki elektronlara yüklenen enerji seviyesi artarak yarı iletken malzemeden geçebilecek bir düzeye ulaşır. Yarı iletken malzemeden geçerek de n-tipi silikon katmana ulaşır. Bu şekilde iki farklı silikon katman arasında güneş ışınları panel yüzeyine çarptığı sürece bir elektron akışı oluşmasına neden olur. Bunun sonucunda da elektrik enerjisi elde edilir.
Güneş enerji sistemleri şebeke bağlantılı (On Grid) ve şebeke bağlantısız (Off Grid) olmak üzere iki farklı çeşittedir:
1. Şebeke Bağlantılı (On Grid) Sistemler
Şebeke bağlantılı güneş enerji sistemleri panellerde üretilen elektrik enerjisinin depolanmaksızın üretildiği an kullanılması veya tüketilmeyecek olan kısmının da satılması prensibiyle çalışmaktadır. Bu sistemde paneller tarafından üretilen elektrik enerjisi inverterler aracılığı ile tek veya üç faza dönüştürülerek alternatif akıma çevrilir. Çift yönlü elektrik sayacı ile de şehir şebekesine aktarılır. Bu nedenle şebeke bağlantılı sistem olarak adlandırılır. Şebeke bağlantılı sistemler fotovoltaik güneş paneli, toplama kutusu, inverter, şebeke bağlantı noktası ve çift yönlü elektrik sayacından meydana gelir. Bu sistem sayesinde hem binaların hem de yüksek güçte elektrik ihtiyacı olan sanayi kuruluşlarının elektrik ihtiyacı karşılanabilir. Sistemde bulunan otomatik düzenek sayesinde güneş panelinde üretilen fazla elektrik enerjisi doğrudan binaya aktarılır. Elektrik enerjisi binaya yetersiz gelirse de otomatik olarak gereken miktarda elektrik enerjisi şebekeden çekilir.
On Grid Sistemlerin Avantajları Nelerdir ?
- Otomatik olarak elektrik ihtiyacını da elektrik fazlılığını da algılayarak şebekedeki elektrik dağıtımını düzenler.
- Güvenilir bir enerji kaynağıdır.
- Oldukça kolay bir kuruluma sahiptir.
- Yüksek verimlilikle çalışır.
- Aküye ihtiyaç olmadığı için enerji depolama maliyeti bulunmaz.
- Elektrik enerjisine yönelik tüm ihtiyacın karşılanması gibi bir zorunluluk bulunmaması nedeniyle istenilen boyut ve alana göre sistem kurulumu yapılabileceği için esnek bir yapıdadır.
- Şehir hatlarına yakın konumda ikamet eden, evde tükettiği elektrik enerjisini azaltarak ek gelir elde etmek isteyen kişiler için oldukça uygun bir sistemdir.
Şebeke Bağlantısız (Off Grid) Sistemler
Şebekeden bağımsız olarak akü ile çalışan ve elektrik üretimini sağlayan güneş enerjisi sistemidir. Off Grid sistem güneş paneli, akü, inverter ve şarj düzenleyiciden oluşan bir yapıya sahiptir. Şebeke bağlantısız sistemdeki en önemli unsur akü ve şarj düzenleyici ekipmanlardır. Bu sistem ile güneş panelinde üretilen elektrik enerjisi şarj düzenleyici cihaz ile kontrol edilerek aküye aktarılır. Aküde elektrik enerjisi depolanır ve inverter ile alternatif akıma dönüştürülür. Daha sonra da kullanıma sunulur. Şebeke bağlantısız güneş enerji sistemi çoğunlukla elektriğin bulunmadığı, şebekesiz konumlarda kullanılır. Özellikle kırsal kesimde, elektrik enerjisinin aktarılmasının güç olduğu yaylalarda, dağ evlerinde, baz istasyonlarında, çiftliklerde, tarlalarda ve otoyol tabelalarının ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisinin karşılanmasında kullanılır. Bu gibi yerlerde elektrik enerjisi kıtlığına en iyi ve en az maliyetli çözüm bu sistem sayesinde elde edilir.
Şebeke bağlantısız sistemin hangi dönemlerde kullanılacağı oldukça önemlidir. Güneş ışınlarının geliş açısına göre güneş panellerinin kurulması bu sistemden elde edilecek verimliliği arttırır. Off Grid sistemin kurumlu karmaşıktır ve mühendislik hizmetini gerektirir. Bu sistemden yüksek verimlilik alabilmek için oldukça detaylı bir teknik bilgiye sahip olunması gerekir. Bu yüzden güneş enerjisi sistemlerinde deneyimli bir teknik ekibe ihtiyaç duyulur.
Off Grid Sistemlerin Avantajları Nelerdir ?
- Şebeke elektriğinin ulaşmadığı konumlarda elektrik enerjisi elde etmenin en uygun ve düşük maliyetli yöntemidir.
- Elektrik şebekesinde kullanılan trafo, yüksek gerilim hattı gibi fazla maliyetli unsurlar bulunmaz.
- Elektrik enerjisi tüketimin olduğu konuma yakın bir yerde üretildiği için enerjini iletiminde oluşan kayıp en az düzeye indirgenmiş olur.
- Kısa sürede kurulabilir.
- Yakıt maliyeti bulunmaz.
- Bu enerji sistemin zaman içerisinde değişen koşullara göre enerji üretim kapasitesi arttırılabilir.
- Kaliteli bir akü ve şarj düzenleyici sayesinde uzun ömürlü bir kullanım elde edilebilir.