Güneş Enerjisinin Fotovoltaik Dönüşümü
Posted by admin on November 8th, 2008
Fotovoltaik etki silisyum gibi yarıiletken maddelerin içinde oluşmaktadır. Fotopiller (fotovoltaik hücre) bir P-N eklemi, yani iki katmanlı bir yarıiletken bölge içerir; bunların birindeki elektron azlığı ve diğerindeki fazlalığı eklemin her iki tarafında bir elektrik alanının meydana gelmesine yol açar. Yarıiletken tarafından emilen ışık akısının fotonları, eklemin her iki tarafında ayrı ayrı toplanan elektron delik çiftlerini oluşturur. Bunun sonucunda, eklemin aydınlanan yüzüyle ve buraya düşen ışığın yoğunluğuyla orantılı bir elektrik akımı meydana gelir. Açık, güneşli bir havada, 1 desimetre çapında bir fotopil yaklaşık olarak 1 watt üretir. Verimi çıkış gücünün gelen ışık gücüne oranı kullanılan malzemeye göre değinir.
Fotopiller genellikle çokkristalli veya amorf (biçimsiz) silisyumdan yapılır. Çokkristalli silisyum yüksek güvenilirliğinden ve yüksek veriminden dolayı (yüzde 10 ila 14) çekmektedir.
Buna karşılık, amorf silisyumun verimi daha düşüktür (yaklaşık yüzde 7), ama daha ince katmanlar halinde kullanılabilir, bu I nedenle daha az masraflıdır.
Fotopiller, 1950′lerde, uyduların elektrik elde etmesi için geliştirilmişti. 1975′ten beri. yeryüzünde kullanılmak üzengi üretilen pillerin sayısı uzayda kullanılanların sayısını aşmıştr On yıl içinde, dünya pazarı güç açısından 100 misli artmıştır.
Fotopillere iki tür kullanım alanı açılmaktadır. Biri esas olarak, cep hesap makineleri, kol I saadeti, telefonlar ve henüz pek yeni olan birkaç kullanım alan: için kimyasal pillerin ikame pazarını hedef almaktadır. İkine tür kullanım alam ulaşılması güç bölgelere, özellikle elektrik dağıtım şebekesinden yoksun Üçüncü Dünya ülkelerine yöneliktir. Bir grup fotopilden oluşmuş birçok güneş modülünde meydana gelen jeneratörler, SB pompalama, uzaktan yayın yapma, soğutma, aydınlatma ve dispanserleri elektrikle besleme işlerine yaramaktadır. Afrika’da, güne; enerjisinden faydalanarak geni; bir pompalama programı geliştiren Mali başta olmak üzere, Sahil Bölgesi’nin güneyindeki ülkeler güneş enerjisine en çok ilgi duyanlardır. Bazı Avrupa ülkeleri, ABD ve Japonya’da, 8 MW gücüne erişen fotovoltaik sandallar kurulmaktadır. Yereksenli yörünge üzerindeki güneş akısı her zaman sabit ve Dünya’ya ulaşan akının en yüksek değerine göre yüzde 30 daha fazla olduğundan, gelecek için pekde düşsel olmayan araştırmalar uzayda kurulacak güneş elektrik santrallannı hedef almaktadır. Bunlarla fotovoltaik dönüşüm kullanılarak 5 000-10 000 MW gücünde 5-10′ nükleer santrala eşdeğer enerji üretilecektir. Bunlar enerjiyi yeryüzüne çok yüksek frekanslarda (elektromanyetik UHF dalgalan) iletecektir. 1968′ de P.E. Glaser tarafından öne sürülen ve 1975′ten beri Amerikan Uzay ve Havacılık Dairesi NASA) tarafından benimsenen bu görüş üzerinde, Avrupa, ABD ve Japonya’da araştırmalar yapılmaktadır. Bu projenin çevre üzerinde yaratacağı sonuçlar, özellikle çok yüksek frekanslı dalgaların biyolojik etkileri aştırılmaya muhtaçtır.
Güneş Enerjisinin Isıl ve Termodinamik Dönüşümü
Posted by admin on November 8th, 2008
GÜNÜMÜZDE GÜNEŞ ENERJİSİ EVLERİN ISITILMASINDA YAYGIN OLARAK KULLANILMAKTADIR; NE VAR Ki GÜNEŞ TERMİK SANTRALLARI BUGÜNDEN YARINA GERÇEKLEŞECEĞE BENZEMEMEKTEDİR
Güneş enerjisi, basit bir fiziksel mekanizma olan sera etkisiyle ısı enerjisi olarak toplanabilir. Bunun için, üst yüzü camdan, alt yüzü kara bîr cisimden oluşacak bir kutu kullanılır. Güneş ışıması kutunun saydam yüzünden geçer ve kara cisimde soğurulur. Bu madde ısınır ve aldığı enerjiyi kızdaki ışıma şeklinde geri verir. Cam bu ışımayı geçirmediğinden ısı kutuda « hapsedilmiş » olur.
Düşük sıcaklıklı (100 °C’ye kadar) güneş panoları bu şekilde çalışır. Isı toplayla pano, içindeki akışkanları (kara cisim içinde dolaşan su, kara cisimle cam arasında dolaşan hava) ısıtır.
Evlerde kullanılan güneş enerjisi
Güneş enerjisiyle çalışan bir su ısıtıcısı, kapalı bir devreyle depoya bağlanan bir veya iki adet ısı toplayıcı panodan meydana gelir. Güneşlenme sırasında, panodan çıkan sıcak su, su deposuna girince soğuk suyla yer değiştirerek deponun üstüne çıkar ve böylece aşağıdaki soğuk su ısınmaya başlar (termosifon). Evlerin ısıtılmasında kullanılan güneş panolarında ismin suya geçmesini sağlayan ve ısınan suyun dolaşa dolaşa ısınıp su deposuna gitmesine imkân veren bir boru sistemi vardır. Panonun tabanında emdiği ısıyı dışarı vermeyen ve geceleri panoya geri veren maddelerden yapılmış yalıtkan bir bölüm bulunur.
Güneş jeneratörleri
Termodinamik yolla güneş ısısı elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Bu dönüşümde verim, ısı taşıyıcı sıvının sıcaklığıyla arttığından, Güneş ışınları optik yöntemlerle ısıtıcılar üzerinde yoğunlaştırılır. Bu jeneratörlerin iki türü vardın panolu santrallar ve kuleli santrallar.
Birinci tür santrallar, güneş ışınlarını toplayan parabolik-silindirik aynalarla, bu aynaların odaklarına yerleştirilmiş borulu ısıtıcılardan oluşur. Isıtıcılarda ısınan sıvı, iletim boruları vasıtasıyla bir türbine gönderilir; türbin de bir deternatöre bağlıdır.
Kuleli santrallar, güneş ışınlarının aynalar aracılığıyla ü-zerinde yoğunlaşunldığı, yüksek bir kuleye yerleştirilmiş tek bir ısıtıcıdan meydana gelir. Bu santrallar arasında en güçlüsü, California’nın Barstow şeririnde bulunan 10 MW gücündeki Solar One santralıdır. Fransa’da 1983 ile 1986 yılları arasında Targossanne’da (Pireneler) denenmiş olan Themis santrakysa 2,5 MW gücündedir.
Güneş Enerjisi
Posted by admin on November 8th, 2008
Gerçek bir termonükleer kaynaşma reaktörü olan Güneş, sürekli olarak çok büyük miktarda enerji yayımlar. Yeryüzündeki enerji kaynaklarının büyük bir kısmı aslında bu ışımanın dönüşümünden doğmaktadır: biyokimyasal (fotosentezle) olarak biyokütleye dönüşüm (mesela odun) veya eski biyokütlenin dönüşümü sonucu oluşan petrol ve kömür gibi…; ısıl dönüşümün rüzgâr veya denizlerin ısıl enerjisi haline geçmesi gibi…
Bununla birlikte, Dünya’nın aldığı ışıma Güneş’in yaydığı ışımanın çok küçük bir kesridir. Ekvatorun yakınlarında bunun yıllık ortalama değeri 2 500 kWsa/m2; Türkiye’de 1 500 kWsa/m2′nin biraz üstündedir. Güneş enerjisinin saat veya mevsime göre değişme ve yayınım özelliği, doğrudan yararlanılması için özel yoğunlaşma ve depolama teknikleri gerektirmektedir. Bir güneş fırınında, ışımanın optik bir yöntemle yoğunlaşması sonucu sıcaklık 1700 °C’yi aşar.
1970li yılların başındaki petrol krizi, fosil enerjilerin tükenmesi endişesi ve çevreyi koruma gereği güneş enerjisine ilişkin araştırmaları yeniden güncelleştirdi. Güneş enerjisinden yararlanma teknikleri çok yer kaplar, ama çevreyi hiç kirletmez. Isı veya elektriğe dönüştürülen güneş enerjisi, ulaşılması güç bölgelerde veya fosil enerjilerin az olduğu ülkelerde bir ek enerji kaynağı, hatta bir çözüm olabilir. Bu şekilde, mesela israil Devleti, 2015 yıllarına doğru, enerji ihtiyacının yüzde 40′ını güneşten sağlamayı hedeflemektedir.
Bununla birlikte, bu enerjinin yayınım özelliği, ancak aralıklı kullanılabilmesi ve depolanma zorluğu, merkezîleşemeyecek bir üretim tarzının benimsenmesine yol açar; böyle bir durumda « merkez » bir kasabanın veya bir evin ihtiyacını karşılayacak çapta olabilir. Bu yol özellikle, masraflı klasik santrallara yatırım yapmak için ne ekonomik imkânları ne de ihtiyaçları olan Üçüncü Dünya ülkeleri için uygundur. Gelişmiş ülkelerdeyse bu enerji, çevre kirliliğini azaltma politikası bağlamında tamamlayıcı olabilir.
