Güneş Enerjisi Nedir? Güneş Enerjisinden Elektrik Üretimi Nasıl Gerçekleşir?

09.05.2022

Güneş’ten gezegenimize ulaşan enerji, yaşamın devamlılığı için en önemli faktördür. Güneş’in yapısında bulunan hidrojen, füzyonlar sonrasında helyuma dönüşür. Ortaya çıkan ısı ve ışık, güneş enerjisini meydana getirir. Güneş’in %90’ı hidrojenden oluşur. Bu nedenle, insan yaşam süresi göz önüne alınırsa,güneş neredeyse sonsuz bir enerji kaynağıdır. Tüm canlılar, direkt ya da dolaylı olarak güneş enerjisinden yararlanırlar. Güneş enerjisi tamamen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Hiçbir atık oluşturmadığı için karbon nötr olarak tanımlanır.

Güneş Enerjisi Kullanımı Ne Zaman Başladı?
Güneş enerjisinin kullanımı, çok eski tarihlere kadar uzanmaktadır. Aynalarla odaklanan güneş ışığının, yakma işleminde kullanımı milattan önceye dayanır. Güneş enerjisi kullanımı, 1600’lü yıllarda Galileo Galilei’nin mercek üzerinde yaptığı çalışmalarla hız kazandı. 1725 yılında Fransız mühendis Bernard Forest de Bélidor tarafından, güneş enerjisi ile çalışan bir su pompası yapıldı.

Güneş enerjisi kullanımı, 1. Dünya savaşı nedeniyle azaldı ve üzerinde yapılan çalışmalar durma noktasına geldi. 1970’ lerde ortaya çıkan petrol krizi sebebiyle, yeniden alternatif enerji kaynakları arayışı başladı. Güneş, temiz ve düşük maliyetli enerji üretiminden dolayı ilk tercih edilen kaynak oldu. Ev tipi kullanımı, güneş enerjisi su ısıtma sistemleri ile artış gösterdi. Fotovoltaik pillerin üretilmesiyle, güneş enerjisinin, direkt olarak elektrik enerjisine dönüştürülmesi mümkün oldu. 

Gezegenimize ulaşan güneş enerjisinin, %30’u atmosfer tarafından uzaya geri yansıtılır veya saçılır. %20’lik kısmı ise atmosfer ve bulutlarda tutulur. Güneşten gelen enerjinin %50’lik kısmı yeryüzüne ulaşabilir ve dönüşümlere uğrar. Güneşten gezegenimize ulaşan enerjinin bir bölümü bile, insanlığın mevcut enerji tüketiminden fazladır. 

Güneş Enerjisi Dönüşümleri Nelerdir?
Dünyaya ulaşan güneş enerjisi, doğal ve doğal olmayan dönüşümlere uğrar. Doğal dönüşümler, doğada kendi kendine gerçekleşir ve şu şekildedir;

Toprak ve suyun ısınması.

Bitkilerde fotosentez ile gıda üretilmesi.

Buharlaşma oluşumu ve yağmurların yağması.

Rüzgâr ve dalgaların oluşumu.

Doğal yangınların çıkması.

İnsan faaliyetleri sonucunda oluşan dönüşümler ise doğal olmayan dönüşümlerdir ve şu şekildedir;

Kollektör sistemlerle ısıya dönüştürme.

Fotovoltaik pil, baraj ve rüzgâr türbinleri ile elektrik üretimi.

Fosil yakıtların kullanımı.

Güneş mimarlığı uygulamaları.

Ekvatorun güney ve kuzeyindeki 35 derecelik enlemler arasında kalan alan dünya güneş kuşağı olarak isimlendirilir. Bu kuşak içerisinde kalan bölgeler güneş enerjisinden faydalanmak için en verimli yerlerdir. Dünya’nın sahip olduğu açı ve güneş radyasyonunun en çok düştüğü bölgelerde yıllık ortalama 2000-3500 saatlik güneşlenme süresi mevcuttur.

Güneş Enerjisinden Elektrik Üretimi Nasıl Gerçekleşir?
Güneş enerjisinden elektrik üretebilmek için enerji dönüşümünü sağlayan fotovoltaik piller kullanılmaktadır. Fotovoltaik piller, güneş pili olarak da isimlendirilir. Üzerine düşen güneş ışığını direkt olarak elektrik enerjisine çevirirler. Fotovoltaik pillerin üretildiği malzeme ve kalitesi verimlilik oranını belirler. Yapısına bağlı olarak %5 ile %20 arasında verimlilik sağlanabilir. Elde edilen gücü artırmak amacıyla birçok fotovoltaik pil, seri veya paralel olarak birbirine bağlanarak kullanılır. Birden çok pilin birleşmesiyle oluşan yapılara fotovoltaik modül ismi verilir. Yapılarına göre fotovoltaik modül verimleri şu şekilde sıralanabilir;

Amorf silisyum (%5-7)

Kadmiyum tellürid (%7)

Bakır İndiyum diselenid (%10)

Kristal silisyum (%15)

Optik yoğunlaştırıcı hücreler (%17)

Galyum arsenit (%30)

Günümüzde en çok tercih edilen panel türü silisyum bazlı olanlardır. Mono-Kristal ve Poly-Kristal olarak iki çeşidi bulunmaktadır. Bu panellerin ortalama kullanım ömürleri 20 yıl civarı olsa da bazı panellerde 30 yıl verimli olarak kullanım sağlanabilir.

Fotovoltaik pillerle üretilen elektrik enerjisi, solar invertörler aracılığıyla şebeke kullanımına uygun hale getirilir. Güneş panellerinden sağlanan elektriğin, en yüksek verimlilikle kullanılmasını solar invertörler kontrol eder.

Güneş Enerjisi ile Elektrik Üreten Sistemler Nelerdir?
Güneş enerjisi ile elektrik üreten sistemler kullanım alanına ve çalışma şekline göre farklılıklar gösterir. Genel olarak 3 farklı gruptan bahsedilebilir. Bu gruplar;

Şebekeye bağlı sistemler (On-Grid Sistem): Güneş enerjisi sisteminin, mevcut elektrik şebekesine bağlanması ile oluşur. Elektrik şebekesine paralel olarak çalışarak, ana şebekenin maliyetlerini düşürür. Depolama için ayrı bir birim olmasına gerek yoktur.

Şebeke bağlantısı olmayan sistemler (Off-Grid Sistem): Elektrik şebekesi olmayan yerlerde tercih edilen bir sistemdir. Tüketim kapasitesi ve depolama için önceden yapılacak hesaplamalar önemlidir. 

Hibrit Sistemler: Elektrik şebekesi bulunan yerlerde, sisteme depolama birimi eklenerek oluşturulan yapılardır. Mevcut sistemin şebeke maliyetlerini düşürürken, depolama birimi olduğu için şebekeden enerji gelmediği durumlarda alternatif olarak enerji tüketimine destek olmaktadır. Depolama birimlerinin maliyetleri şu an için yüksek olsa da ileride en çok tercih edilen sistem olacağı öngörülmektedir.

Güneş enerjisi teknolojilerindeki gelişmelerle birlikte, güneş pili maliyetleri oldukça azalırken verimlilikleri de artmıştır. Eve güneş paneli kurmak isteyen tüketiciler, maliyetlerin azalması ile çatı tipi sistemleri tercih etmeye başladı.

Güneş enerjisi alanında, Türkiye’nin ilk yerli ve milli güneş enerji hücrelerini üreten Aydem Enerji, ülkemizin en büyük güneş enerji hücresi üretim tesisine sahiptir. TÜBİTAK - Milli Güneş Enerjisi Santrali Geliştirilmesi Projesi kapsamında yürütülen projelerle, ülkemizi yeni bir döneme taşımayı hedefliyor. Yenilenebilir enerjinin önem kazandığı günümüzde, çevre bilinci ile üretim ve tüketim yapılması, ekolojik dengeye yardımcı olacaktır.

Aydem Güneş Enerjisi Teknolojileri, 33 bin m² üzerine kurulu tesislerinde yıllık 150 MW üretim kapasitesine sahip 600 bin güneş paneli üretimi yapmaktadır. 

Sürdürülebilir üretim anlayışı ve ileri görüşlü yatırımları ile Aydem Enerji, ülkemizin yenilenebilir enerji piyasasında yerini almasında önemli adımlar atıyor.