Güneş Enerjisinden Elektrik Nasıl Elde Edilir

'Soru Cevap' forumunda Misafir tarafından 24 Ocak 2011 tarihinde açılan konu


  1. Merhaba arkadaşlar Güneş Enerjisinden Elektrik Nasıl Elde Edilir bu konuda bana yardımcı olabilirisiniz...
     



  2. Cevap: Güneş Enerjisinden Elektrik Nasıl Elde Edilir

    Güneş enerjisi, gerek çevreci olması gerekse ucuz işletme maliyeti sebebi ile tercih edilen elektrik üretme yöntemlerinden biri haline gelmiştir.

    Güneş enerjisi bedavadır ve sonsuzdur. Bu engin ve temiz enerji kaynağı, günümüzde enerji ihtiyacımızın çoğunu karşılamak üzere kullandığımız ve hava ile sularımızı kirleten, sağlığımızı bozan ve küresel ısınmaya sebep olan fosil yakıtlarına çok iyi bir alternatiftir.

    Güneşten Elektrik Nasıl Üretilir

    1839 yılında Fransız bilim adamı Edmund Becquerel bazı materyallerin güneş ışığına tutulduğunda elektrik kıvılcımı çıkardığını keşfetti. 1800'lerin sonlarında selenyumdan yapılmış basit güneş hücreler ile bu fotoelektrik etki kullanılıyordu. 1950'lerin sonlarında Bell Laboratuvarlarında çalışan bilim adamları bu teknolojiyi, silikon kullanarak geliştirdiler ve ilk elektrik üreten güneş hücrelerini yaptılar. Bu ilk hücreler güneş enerjisinin sadece %4'ünü elektriğe dönüştürebiliyordu ve uzay gemileri ile uyduların elektrik ihtiyacı için kullanılmaya başlandı.

    Fotovoltaik (PV) enerji sistemleri güneş ışığını elektriğe dönüştürür. Piyasada yaygın olarak satılan fotovoltaik (PV) paneller güneş enerjisinin yaklaşık %15'ini elektriği dönüştürebilmektedir. Sürdürülen çeşitli araştırmalarla %30-%40 verimlilikle güneş enerjisini elektriğe dönüştürebilen sistemler geliştirilmeye çalışılmaktadır. 1 m2'lik ve %15 verimli çalışan bir güneş PV paneli, yaz günlerinde, açık havalarda yaklaşık 1 kilowat elektrik üretir.

    PV güneş hücresinin en önemli iki bileşeni, silikon kristallerinden oluşan yarı-iletken katmanlardır. Silikon kristalleri tek başlarına iyi elektrik iletmezler ancak "doping" denen bir işlemler başka katkılar eklendiğinde iletkenlikleri artar. PV hücrenin alt katmanı genelde boron ile karıştırılır. Silikonlar birleşen boron, pozitif elektrik yükü alır (P-tip). Üst katman ise fosfor ile karıştırılır. Silikonla birleşen fosfor bu katmanda negatif yük alır (N-tip). İki katman arasında kalan yüzeyden elektronlar p-tip katmandan n-tip katmana doğru hareket eder.

    Hücreye güneş ışığı vurduğunda, güneşin enerjisi her iki katmandaki elektronlara vurur ve boşa çıkartır. Boşta kalan elektronlar n-tip katmandan p-tip katmana hareket etmek ister ancak P-N birleşimindeki elektrik alanı bunu engeller. Dış bir elektrik devresinin varlığı elektronların hareket etmesini sağlar. N-tip katmanın üst yüzünde bulunan çok ince kablolar işte bu dış devreyi sağlar ve bu devre üzerinde hareket eden elektronlar da ihtiyaç duyulan elektriği üretmiş olurlar.

    Çoğu PV sistem, bir kenarı yaklaşık 10 cm ebadında olan kare PV hücrelerden oluşur. Tek başına herbir PV hücre çok az elektrik üretir (2 wattan az). Bu nedenle bu hücreler birlikte gruplanır ve PV güneş panelleri ortaya çıkar. PV panelleri dış etkilere karşı cam, plastik ve aluminyum çerçevelerle güçlendirilir.

    Evler için PV enerji sistemi ile evlerin kısmi ve tüm elektrik ihtiyacı karşılanabilir. Gündüz üretilen fazla elektrik akülerde depolanabilir veya elektrik hatlarına geri verilir. Geceleri akülerden veya elektrik hatlarından ihtiyaç olunan elektrik alınır. Güvenli bir şekilde elektrik temini için PV sistemleri, güneş panelleri yanında başka ekipmanlara da ihtiyaç duyar; elektrik şarj kontrol cihazı, 12 volt elektriği 220 volta dönüştüren inverter, kablolar ve depolama için aküler.

    Güneş panelleri DC (direkt akım) elektrik akımı üretirler. İnverterler DC akımı, evlerdeki tüm cihazlarda kullanılan AC (değişken) akıma dönüştürür. DC elektriği daha sonra kullanılmak üzere akülerde depolanabilir. Akülerin fazla yüklenmesini ve aşırı boşalmasını engellemek için de şarj kontrol cihazı kullanılır.