Bu sayfa 02.03.2002 tarihinde güncelleşti.
Güneşin parlaması sebebi nucleer fizyondur. Bu konuya girmeden güneşten ne kadar enerji (PHOTON) gelir bunu güneş enerjisi dengeleme şemasından inceleyelim.
Gelen %100 enerjinin %31 ' i tekrar atmosfere optik kısa dalga olarak geriye döner. %31 'in dağılımı : %17 bulutlardan yansır, %8 'i hava molekulleri tarafından geri yansıtır ve yeryüzüde %6 sını yansıtır. Bu yansıyan %31 enerjiye Albedo denir. Geriye kalan %69 radyasyonun %19 'unu stratosferdeki ozon tabakasına gider, %4 'ü iklimlerin oluşmasında harcanır.Geriye kalan %46 enerji yeryüzüne erişir ve sonunda %24 'ü direk olarak bize ulaşır.
Yeryüzüne ulaşan enerji ne kadardır? Enerji birimi Watt x saat 'tır. Watt güc birimidir. ENERJİ= GÜC x ZAMAN 1 Kilowatt- Saat enerji = 1KWH= 1000 Watt -saat enerji.
Dünyamıza yıl boyunca ortalama 24 saatte 1 mx2 'ye 164 Watt enerji gelir.
40 derece enlemdeki bir yere yazın saatte ortalama 600 Watt/mx2 enerji alır.
10 saat x 600 Watt/m x 2 = 6000 Watt / m x 2 . Buda 0.5 litre BENZIN demektir.
Binanızın Çatısı 100 mx2 ise sonuçta 100 x 0.5 litre benzin = 50 litre benzinlik enerji yazın çatımıza geliyor.
Peki biz bu enerjiyi kullanabiliyormuyuz ? Kullansakta ne kadarından faydalanabiliyoruz ?
Şimdilik PV teknolojisinden elde edebileceğimiz elektrik enerji hesaplamasını daha ileriye bırakalım.
Hücre tipi |
Doğal ortamda verimlilik | Lab. Ortamında verimlilik |
| mono-Si multi-Si amorphous-Si amorphous triple junction Si* |
16% 15% 7% 15% |
23.5% 18.0% 12.5% 17.3% |
| III/V GaAs/Ge III/V GaInP/GaAs CIS CdTe thin film poly-Si organic |
satellites 21% - 8% 4 - 5% 8,2% - |
27.3% 30.2% 17.5% 15.8% 10.3% 8 - 10% |
Panel Tipleri
Panellerde kullanılan malzeme silikon ve türevleridir. Tabiatta silikonoksit şeklinde bol miktarda olan malzemeyi saflaştırmak gerekir. Bunun yanında yarı iletken gallium, germanium gibi elementlerde yardımcı malzeme olarak kullanılır. Aşağıdaki şema panellerin üretilmesi için silikonoksidin saf silikon ve amorf silikon 'a dönüştürülmesi sıralamasıdır.
Solar panelleri üretebilmek içinde enerjiye ihtiyaç vardır. Bu enerjinin üretilen panel tarafından tekrar bize dönebilmesi için gerekli yıl:
Üretim sırasında harcanan enerjinin bize geri üretilmesi için geçen yıl =
Üretimde harcanan enerji / Üretilen solar panelin yılda ürettiği enerji
| Solar Panel Tipi |
|
| Amorphous S | 1.2 yıl |
| Polycrystalline S | 4.2 yıl |
| Monocrystalline S | 7.1 yıl |
Monocrystalline silikon hücresi Silikon waverlerinden yapılır. Silikon atomları homojen kristal yapıya sahip olup bütün atomlar aynı yönde sıralıdır. Monocrystal silicon "CZOCHRALSKI GROWTH TECHNOLOGY" dediğimiz metodla eriyik saf silikonun saatte birkaç santimetre çekilerek oluşturulur.
Multicrystalline silikon hücresi Erimiş silikonun yüzeye dökülerek yapımı gerçekleşir. Rengi koyu laciverttir. Verimi homogen kristale göre azdır ancak yapımı kolay ve ucuzdur.
İnce film solar hücreleri Plasma deposition gibi deposition tekniği ile imal edilir. Kristal yapıya sahip değildir. "AMORF" un anlamıda zaten kristal yapısı olmayana denir.Verimliliği çok düşüktür, çok ucuzdur.
Triple Junction cells "Uni-Solar" Amorf teknolojisinle yapılır ancak veriminin çok yüksek olmasına sebeb üç kat şeklindeki teknolojisidir. Teknolojisi çok ileridir, ancak malzeme girdileri düşük olduğundan maliyeti en düşük olan panel tipidir.
Enerjiyi Saklamak
Şimdilik gelen güneş enerjisinin %13 'ünü elektrik enerjisine çevirebiliyoruz. Bu ilerideki senelerde daha da artacak ancak elde ettiğimiz enerjiyi saklamak daha da zor. Çünkü,
Kurşun Asit akülerde sakladığımız enerjinin %40 'ını kullanabiliriz.
Akümüzdeki 5 KWSaat enerjinin x 0.4 = 2 KWSaat kısmını kullanabiliriz.
Kurşun Asit Akülerin enerji saklama yoğunluğu = 1 Kg akü için 40 Watt-Saattır.
Demekki 2 KWS enerjiyi kullanabilmek için 5000 KWS / 40 WS = 125 Kg. lık aküye ihtiyaç vardır.
Kurşun asit akülerin güç yoğunluğu = 70 Watt / kg
2000 Watlık bir motoru çalıştırabilmek için 2000 / 70 = 29 kg lık aküye ihtiyaç vardır.
|
Akü Cinsi |
Enerji Yoğunluğu Watt-Saat/Kg |
|
Açıklama |
|
Kurşun Asit |
40 |
70 |
Uzun Ömürlü |
|
Nikel demir |
55 |
100 |
Çok uzun Ömür |
|
Sodyum Sülfür |
90 |
100 |
350 derecede çalışır |
|
Lithium-demirsülfür |
100 |
>100 |
450 derecede çalışır |
|
Nikel Çinko |
75 |
120 |
az ömürlü |
Enerjiyi saklamada iki şey önemlidir. Enerjiyi saklarken çok enerji saklamalı, geriye verirkende sakladığımızın çoğunu verebilmelidir. Biz buna malzemenin enerji saklama yoğunluğu diyoruz.
Bazı malzemelerin enerji yoğunluğu KWSaat / Kg
Hidrojen .................38
Benzin .....................14
Sıkıştırılmış hava .......2 (m3)
Pompalanmış su ........0.3 (m3)
Kurşun Asit Akü ......0.04
Dünyamızda hidrojen bol miktarda vardır. H2O 'dan elektroliz yoluyla %67 varan verimlilikle ayrışır. Fakat hidrojenide yakıt gibi kullanabilmek için sıvı haline döndürmek gerekir. (20 K; -253 derece).
Bukadar olumsuzluklara karşı biz ne yapıyoruz. Çok yakında Distrübütor olduğumuz firmanın piyasaya süreceği "HİDROJEN YAKIT HÜCRESİNİ" sizlere anlatmaya çalışacagım.
Deniz Ataca Yük. Müh.