Güneş Enerjisi Sistemlerinin Parçaları

Fosil yakıtların çevreye zarar vermesi, yüksek maliyetli olması ve kaynağın kısıtlı olması nedeniyle farklı enerji türleri arayışına girilmiştir. Bu noktada güneş enerjisi çevre dostu, az maliyetli ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olması nedeniyle 1970’li yıllardan beri yoğun olarak tercih edilmektedir. Güneşten gelen ışınlar sayesinde elektrik enerjisi üretilmesini sağlayan sisteme güneş enerjisi sistemi adı verilir. Güneşten elektrik enerjisi üretebilmek için panel, akü ve invertör gibi parçalardan oluşturulan bir düzeneğe ihtiyaç duyulur.

Güneş Enerjisi Sistemi Nasıl Çalışır ?

Endüstrileşmeyle birlikte enerji kaynaklarına duyulan ihtiyaç artmıştır. Petrol, kömür, doğalgaz gibi fosil yakıtlar hem yüksek maliyetlidir hem de kısa bir zaman içerisinde tükenme riskini taşımaktadır. Bu koşullar yenilenebilir enerji kaynağı arayışını da beraberinde getirmiştir. Dünyaya yansıyan güneş ışınları kullanılarak elektrik enerjisi elde edilmesine güneş enerjisi adı verilir. Güneş enerjisi fosil yakıtların aksine temiz bir enerji kaynağıdır. Daha az maliyetli ve çevre dostudur. Doğal kaynakların tükenmesine, iklim değişikliğine ve küresel ısınmaya neden olmaz. Bu nedenlerle elektrik enerjisi üretiminde yoğun olarak tercih edilen bir yenilenebilir enerji kaynağı haline gelmiştir.

Fotovoltaik paneller üzerinde toplanan güneş ışınları ile elektrik enerjisi elde edilir. Söz konusu paneller çatı gibi güneş ışınlarını toplamaya elverişli konumlara kolaylıkla kurulabilir. Fotovoltaik panellerde belirli bir dalga boyuna ulaşmış olan güneş ışınları toplanır. Toplanan güneş ışınları yarı iletken ortam sayesinde elektron alışverişinin oluşmasını sağlar. Bu elektron akımı sayesinde de elektrik enerjisi açığa çıkar. Elektrik enerjisi üretmeye yeterli seviyede olmayan dalga boyundaki güneş ışınları ise fotovoltaik panellerde yer alan diğer aksamlar sayesinde ısı enerjisine dönüştürülür. Bu temel prensiple çalışan güneş enerji sistemi fotovoltaik panellere ek olarak farklı cihazların birleşiminden oluşur. 

Güneş Enerjisi Sistemlerinin Parçaları Nelerdir ?

Güneş paneli güneş enerjisi sisteminin en önemli parçasıdır. Güneş paneli sayesinde güneş ışınları panel üzerinde toplanarak elektrik enerjisine dönüştürülür. Güneş paneli iletken olan silikon güneş hücrelerinden oluşur. Panel üzerinde toplanan güneş ışınları güneş hücrelerinde toplanarak doğru akım meydana getirir. İletken yapı sayesinde elektron akışı meydana gelir ve elektrik enerjisi açığa çıkar. Daha sonra elektrik enerjisi konut ile işyerlerinde kullanılır veya şehir şebekesine aktarılır. Güneş panellerinin miktarı arttıkça enerji emisyonu da artış gösterir.

Güneş enerjisi panelleri yeterli seviyede güneş ışığı alınan bölgelere kurulur. Panelin kurulacağı bölgenin güneşi ne kadar süre dik açıyla aldığı, yaz mevsiminin uzunluğu, kış mevsiminin sert koşullarda geçmemesi güneş enerji sisteminden elde edilecek verimliliği arttıracağı için oldukça önemlidir.

1. Güneş Paneli 

Güneş paneli güneş enerjisi sisteminin en önemli parçasıdır. Güneş paneli sayesinde güneş ışınları panel üzerinde toplanarak elektrik enerjisine dönüştürülür. Güneş paneli iletken olan silikon güneş hücrelerinden oluşur. Panel üzerinde toplanan güneş ışınları güneş hücrelerinde toplanarak doğru akım meydana getirir. İletken yapı sayesinde elektron akışı meydana gelir ve elektrik enerjisi açığa çıkar. Daha sonra elektrik enerjisi konut ile işyerlerinde kullanılır veya şehir şebekesine aktarılır. Güneş panellerinin miktarı arttıkça enerji emisyonu da artış gösterir. 

Güneş enerjisi panelleri yeterli seviyede güneş ışığı alınan bölgelere kurulur. Panelin kurulacağı bölgenin güneşi ne kadar süre dik açıyla aldığı, yaz mevsiminin uzunluğu, kış mevsiminin sert koşullarda geçmemesi güneş enerji sisteminden elde edilecek verimliliği arttıracağı için oldukça önemlidir. 

2. Akü

Panellerden sonra güneş enerji sisteminin en önemli diğer parçası aküdür. Solar akü veya güneş pili olarak da adlandırılır. Akü sayesinde panellerde üretilen elektrik enerjisi daha sonraki kullanım için saklanır. Havanın bulutlu olduğu ve güneş ışınından anlık ihtiyacı karşılayacak nitelikle yararlanılamadığı zamanlarda akü sayesinde depolanan elektrik enerjisi kolaylıkla kullanılır. Her an güneş ışınlarından elektrik enerjisi üretilemeyeceği için akü kullanımı güneş enerjisi sisteminde bir zorunluluktur. Solar aküler düşük maliyetli ve fazla bakım gerektirmeyen niteliktedir.

Şarj devreleri ile şarj cihazı solar aküyü oluşturan en önemli iki parçadır. Bu parçalar sayesinde akü elektriği saklayacak işlevi gösterebilir. Şarj devreleri güneşten elde edilen elektrik enerjisini elverişli bir hale dönüştürerek akünün içinde depolanmasını sağlar. Şarj devrelerinin güneş ışınlarının geliş yoğunluğunun değiştiği yaz ve kış mevsimlerine uyumlu olarak ortalama bir eşik değeri seviyesini yakalayacak düzeyde seçilmesi akünün düzgün çalışması için oldukça önemlidir. Aksi halde kışın belirli eşik düzeyini aşamayan güneş enerjisi nedeniyle elektrik depolanamayabilir. Bu da güneş enerjisi sisteminin verimliliğini düşürür.

Güneş enerji sistemlerinde kullanılan akülerin temel özellikleri şu şekildedir:

• Solar aküler uzun kullanım ömrüne sahip olacak şekilde tasarlanmıştır.
• Normal akülere kıyasla güneş enerjisini depolayabilecek kapasitede daha yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir.
• Yüksek ve düşük sıcaklıklara karşı dayanıklıdır.
• Akü kullanılmadığında deşarj olma riski oldukça düşüktür.
• Aküyü oluşturan malzemeler aşınmaya karşı dirençlidir. 
   

3. İnvertör (Çevirici)

İnvertör güneş panelinde oldukça önemli bir aksamdır. Diğer adı ise çeviricidir. İnvertör sayesinde panellerde üretilen doğru akım cinsinden elektrik enerjisi alternatif akıma çevrilerek kullanıma uygun hale getirilir. Güneş enerjisi sistemlerinde kullanılacak olan invertör panellerin büyüklüğüne göre seçilmelidir. Paneller büyük ve çok sayıdaysa daha fazla elektrik enerjisi üretileceğinden invertör de bununla doğru orantılı olarak yüksek kapasiteli seçilmelidir. İnvertör sayesinde elektrik ihtiyacı olan tüm cihazlara uygun güçte elektrik enerjisi sağlanabilir. İnvertörler güneş enerji panellerine ek olarak rüzgar enerjisi sistemlerinde, akülerdeki enerjinin dönüştürülmesinde eve elektrik dağıtım şebekelerinde de kullanılır. Bu sebeple kullanılacak alana uygun güç kapasitesindeki invertör seçimi oldukça önemlidir. En çok tercih edilen invertör çeşidi ise tam sinüs invertör olan elektrik dağıtım şebekelerinde kullanılan invertördür.

4. Akü Regülatörü

Akünün tam olarak deşarj olmasını ve aynı şekilde tam kapasiteyle şarj olmasını engelleyen bir cihazdır. Akü regülatörü sayesinde akü optimum düzeydeki verimlilikle işlev gösterir. Akü regülatörü kullanımı akünün ömrünü uzatır.