Güneş Enerjisi Nedir ?

Z3yn3P · Şubat 9, 2012

Güneş Enerjisi -Güneş Enerjisi Nedir - Güneş Enerjisi Hakkında Bilgi

Güneş dünyanın yörünge eksenine 1366 watt/metre² enerji iletir fakat yer yüzüne ulaşan enerji miktarı biraz daha azdır

Güneş enerjisi veya Güneş erkesi Güneş ışığından enerji elde edilmesine dayalı teknolojidir

Güneşin yaydığı ve dünyamıza da ulaşan enerji güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışıma enerjisidir güneşteki Hidrojen gazının helyuma dönüşmesi şeklindeki füzyon sürecinden kaynaklanır

Dünya atmosferinin dışında güneş ışınımının şiddeti aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2 değerindedir ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir

Bu enerjinin dünyaya gelen küçük bir bölümü dahi insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır

Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir

Konu başlıkları

Güneş'ten elde edilebilecek enerji

Güneş enerjili ısıtma sistemleri

Güneş pilleri

Mimaride güneş enerjisi

Güneş ışığı ile aydınlatma

Isıl güneş enerjisinden Elektrik üreten enerji santralleri

a- Enerji kuleleri
b- Yoğunlaştırıcılı kollektörler ve buhar motorları
c- Yoğunlaştırıcılı kollektörler ve stirling motorları

Güneş'ten Elde Edilebilecek Enerji

Dünyanın atmosferinin üzerine ve dünya yüzeyine düşen teorik yıllık ortalama güneş ışığı miktarı Global güneş enerjisi kaynakları

Haritadaki renkler 1991-1993 yılları arasında gerçekleşen ortalama yerel güneş enerji değerleri hakkında W/m2 cinsinden bilgi vermektedir

Dünyanın yörüngesi üzerinde uzayda birim alana ulaşan güneş ışınları güneşe dik bir yüzey üzerinde ölçüldükleri zaman 1366 W/m2'dir

Bu değer güneş enerjisi sabiti olarak da anılır

Atmosfer bu enerjinin %6'sını yansıtır %16'sını da sönümler ve böylece deniz seviyesinde ulaşılabilen en yüksek güneş enerjisi 1020 W/m2'dir Bulutlar gelen ışımayı yansıtma suretiyle yaklaşık %20 sönümleme suretiyle de yaklaşık %16 azaltırlar

Sağdaki resim 1991 ve 1993 yılları arasında uydu verilerine dayanarak elde edilebilen ortalama güneş enerjisinin W/m2 cinsinden gösterimidir

Örneğin Kuzey Amerika'ya ulaşan güneş enerjisi 125 ile 375 W/m2 arasında değişirken günlük elde edilebilen enerji miktarı 3 ila 9 kWh/m2 arasında değişmektedir

Bu değer elde edilebilecek mümkün en yüksek değer olup güneş enerjisi teknolojisinin sağlayacağı en yüksek değer anlamına gelmez

Örneğin fotovoltaik (güneş pili) panelleri bugün için yaklaşık %15'lik bir verime sahiptirler

Bu nedenle aynı bölgede bir güneş paneli 19 ile 56 W/m2 ya da günlük 0

45-1

35 kWh/m2
enerji sağlayacaktır

Yandaki resimdeki koyu renkli alanlar güneş paneli
kaplanması durumunda aynı bölgede 2003 yılında üretilen toplam enerjiden biraz daha fazla enerji üretebilecek örnek alanları göstermektedir

Bugünkü %8 verime dayalı teknoloji ile dahi işaretli bölgelere yerleştirilecek güneş
panelleri bugün fosil yakıtlar hidroelektrik nükleer vb kaynaklara dayalı tüm
santrallerin ürettiği elektrik enerjisinden biraz daha fazlasını
üretebilecektir

Hava kirliliğinin neden olduğu Küresel loşluk ise daha az
miktarda güneş ışının yeryüzüne ulaşmasına neden olduğu için güneş enerjisinin geleceği ile ilgili az da olsa endişe yaratmaktadır

1961-90 yılları arasını kapsayan bir araştırmada aynı dönem içerisinde deniz seviyesine ulaşan ortalama güneş ışını miktarında %4 azalma olduğu gözlenmiştir

Güneş enerjisi teknolojileri

Güneş ışınlarından yararlanmak için pek çok teknoloji geliştirilmiştir

Bu teknolojilerin bir kısmı güneş enerjisini ışık ya da ısı enerjisi şeklinde direk olarak kullanırken diğer teknolojiler güneş enerjisinden elektrik elde etmek şeklinde kullanılmaktadır

Güneş enerjili ısıtma sistemleri

Güneş enerjili Sıcak Su sistemleri Suyu ısıtmak için güneşe ışınlarından yararlanır

Bu sistemler evsel sıcak su ya da bir alanı ısıtmak için kullanılabildiği gibi çoğunlukla bir havuzu ısıtmak için kullanılır

Bu sistemler çoğunlukla bir termal güneş paneli ile bir de depodan oluşur

Güneş enerjili su ısıtıcıları üç grupta toplanır

Aktif sistemler

Suyun ya da ısı transfer sıvısının çevirimi için pompa kullanırlar

Pasif sistemler suyun ya da ısı transfer sıvısının devrini doğal çevirim ile sağlarlar

Kütle sistemleri su tankının doğrudan güneş ışığı ile ısınmasını amaçlarlar

Yaygın ısıl güneş enerjisi uygulamaları şunlardır

Düzlemsel Güneş Kollektörleri

Ülkemizde de çok yaygın olarak kullanılan evlerde sıcak su elde etmede kullanılan sistemlerdir

Yoğunlaştırıcılı Güneş Enerjisi Santralları

Bunlarda doğrusal çanak şeklinde ya da merkezi bir odağa yönlendirilmiş dev aynalar kullanılarak odak noktasında çok yüksek Sıcaklıkta ısı elde edilir

Genellikle elektrik üretiminde kullanılır

Ancak henüz bir yaygınlık kazanamamışlardır

Vakum Tüplü Güneş Enerjisi Sistemleri

Vakum tüplü güneş enerjisi kolektörleri iç içe geçmiş 2 adet silindirik Cam tüpün ısı yolu ile birbirine bağlanması ve bu işlem sırasında arasındaki Havanın alınması ile üretilir

Dış silindirik tüpün yüzeyine düşen Güneş ışınları aradaki havasız ortamdan geçerek iç kısımdaki silindirik tüpün yüzeyinde absorbe edilmesi ile çalışır

Arada Madde olmadığından dolayı sadece ışıma ile ısınan sistem suyu dış hava sıcaklığından bağımsızdır

Güneş Ocakları
Çanak şeklinde ya da kutu şeklinde güneş ısısını toplayan yapılardır

Gelişmekte olan ülkelerde daha yaygın kullanılır

Trombe Duvarı

Sandviç şeklinde cam ve hava kanalları ile paketlenmiş bir pasif güneş enerjisi sitemidir

Güneş ışınları Gün boyunca duvarın altında ve üstünde yer alan hava geçiş boşluklarını tahrik ederek doğal çevirim ile termal kütleyi ısıtırlar

Gece ise trombe duvarı biriktirdiği enerjiyi ışıma yolu ile yayar

Geçişli Hava Paneli

Aktif güneş enerjili ısıtma ve havalandırma sistemidir

Termal güneş paneli gibi davranan güneşe bakan delikli (perfore) bir duvardan oluşur

Panel binanın havalandırma sistemine ön ısıtma uygular

Ucuz bir yöntemdir

%70'e kadar verime ulaşılabilir

[10]Araştırmaya konu olmuş ancak yaygınlaşamamış bazı ısıl güneş enerjisi
teknolojileri

Güneş Havuzları

Havuza atılan tuzların yardımı ile dip tarafta Sıcaklık elde edilir

Bunlar daha çok deneysel sistemler olarak kalmışlar bir yaygınlık gösterememişlerdir

Güneş Bacaları

Bir binanın zemininde toplanan ısı yüksek ve dar bir bacaya yönlendiğinde bacada kurulu türbini çalıştırır

Bu da deneysel aşamada kalmış güneş enerjisi türlerinden biridir

Su Arıtma Sistemleri

Bunlar da bir çeşit havuz sistemidir

Havuzun üstüne eğimli cam kapak yerleştirilir buharlaşan su Tuzdan arınarak bu kapakta yoğunlaşır

Güneş Pilleri

Bu yat üzerindeki güneş pilleri 12 voltluk aküleri 9 Amp'e kadar doğrudan güneş ışığı yardımıyla doldurabilirler

Güneş pilleri ya da fotovoltaik piller diye anılan cihazlar yarıiletkenlerin fotovoltaik etki özelliğini kullanarak güneş ışığından elektrik enerjisi üretirler

Güneş pilleri kurulan sisteme bağlı olarak birkaç mW'dan birkaç MW'a kadar elektrik üretebilir

Yüksek üretim maliyetleri nedeniyle yakın zamana kadar oldukça az kullanılmıştır

1950'lerden bu yana uzayda uydularda 1970'li yıllarda elektrik hattından uzak yerlerde yol kenarlarındaki acil Telefon cihazları ya da uzaktan algılama gibi uygulamaların enerji gereksiniminin karşılanmasında kullanılmıştır

Son yıllarda evlerde elektrik şebekesi ile birlikte çalışan sistemler de yaygınlaşmıştır

2005 sonu itibarı ile toplam 5300 MW olduğu zannedilen kurulu güneş pili kapasitesinin gelişmiş ülkelerin güneş pillerinin evsel amaçlı kullanımına verdiği teşvikler nedeniyle 2006 yılında da ciddi artış göstermesi beklenmektedir

Gerek kullanımdaki artış gerekse teknolojik gelişmeler nedeniyle güneş pillerinin üretim maliyetinde her yıl azalış görülmektedir

Bir güneş pili panelinin watt başına maliyeti 1990 yılında yaklaşık 75 USD iken 2005 yıllında bu rakam yaklaşık 4 USD seviyesine inmiştir

Gelişmiş ülkelerin sunmuş olduğu teşvikler güneş pillerinin yatırım maliyetinin 5 ile 10 yıl arasında geri dönebilmesini sağlamaktadır

Evsel amaçlı kullanılan güneş pilleri bir inverter
aracılığı ile elektrik şebekesine bağlanmakta böylece üretilen Elektriğin
akülerde depolanmasından tasarruf edilmektedir

2003 yılı içerisinde tüm dünyada
gerçekleşen güneş pili üretiminde %32'lik bir artış gözlenmiştir

Güneş pili
kullanımındaki artış o kadar büyüktür ki yarıiletken üretiminin talebi
karşılayamaması güneş pili üretiminin artışında bir kısıt olmuştur

Bu sorunun
2006 ve 2007'de de devam edebileceği sanılmaktadır

Mimaride güneş enerjisi Güneş enerjisinden yararlanan tasarımlar çok az daha ilave enerji kullanmak suretiyle konfor Sıcaklığı ve ışık seviyesinin elde edilmesini hedefler

Bunlar pasif güneş enerjisinde olduğu gibi soğuk ortamlarda daha fazla güneş ışığı ile sıcak su elde edilmesi şeklinde ya da aktif güneş enerjisinde olduğu gibi pompa ve fanlar kullanarak sıcak ve soğuk havanın (ya da sıvının) yönlendirilmesi şeklinde de olabilir

Seralar da bir çeşit güneş mimarisi örneği sayılabilir

Güneş ışığı ile aydınlatma İç mekanlar gün içerisinde ışık tüpleri ile aydınlatılabilirler

Örneğin fiber optik ışık tüpleri çatıya yerleştirilmiş güneş ışınlarını toplayacı
bir çanağa bağlanarak iç mekanlarda aydınlatma kaynaklı enerji giderlerini
azaltarak daha doğal bir aydınlatma yaratabilirler

Isıl güneş enerjisinden elektrik üreten enerji santralleri Solar İki yoğunlaştırılmış güneş enerji kulesi (ısıl güneş enerjisine örnektir)

Isıl güneş enerjisi sistemleri yaygın olarak bir ısı eşanjörünü yüksek sıcaklıklara kadar ısıtarak elde edilen ısının elektrik enerjisine dönüştürülmesi şeklinde kullanılırlar

Enerji kuleleri Enerji kuleleri bir ağ şeklinde yerleştirilmiş çok sayıda düz ve hareketli yansıtıcıların (heliostatların) güneş ışınlarını kule üzerindeki bir toplayıcıya yönlendirmesi şeklinde çalışırlar

Yoğunlaştırılmış güneş ışığı sayesinde kule üzerinde biriken yüksek ısı daha sonra kullanılmak üzere başka bir maddeye transfer edilir

Yoğunlaştırıcılı kollektörler ve buhar motorları Bir yoğunlaştırıcılı kollektörde ısıya dönüştürülen güneş enerjisi nükleer ya da kömürlü elektrik santrallerinde olduğu gibi suyun kaynatılarak buhara dönüştürülmesi ve elde edilen buharla da bir buhar motoru ya da bir buhar türbininin tahrik edilmesi suretiyle elektrik enerjisi elde edilir

Yoğunlaştırıcılı kollektörler ve stirling motorları Bir yoğunlaştırıcılı kollektörde ısıya dönüştürülen güneş enerjisi ile bir stirling motoru tahrik edilir

Stirling motoru kapalı devre Gaz kullanan suya ihtiyaç duymayan bir ısı motorudur

Stirling motoru ile güneş enerjisinin elektriğe dönüştürülmesi %30 ile en yüksek verime sahip sistem kabul edilir.

Foruma hoş geldin 👋, Ziyaretçi

Güneş Enerjisi Nedir ?

Z3yn3P

Ziyaretçi