Güneş Panelleri Nasıl Elektrik Üretir?

Önceki yazılarımızda güneş enerjisinden bahsetmiştik. Peki güneş panellerinin nasıl elektrik ürettiğini merak ediyor musunuz? Sayfayı kaydırın ve birlikte öğrenelim...

Güneş Panelleri Nasıl Elektrik Üretir?

Güneş panelleri güneşi evlerde ve iş yerlerinde kullanılabilir enerjiye çevirir. 2 ana türü vardır: Işıl güneş sistemleri ve fotovoltaikler. Işıl güneş sistemleri, güneş enerjisini su ısıtmak için kullanır. Fotovoltaik paneller fotovoltaik etkiyle güneşin enerjisini direkt enerjiye çevirir.

Fotovoltaik kavramını daha önce duymuş muydunuz? Fotovoltaik, ışıktan elektrik anlamına gelir. (fotoğraf = ışık, voltaik = elektrik). Güneş hücreleri ya da güneş panelleri sayesinde Güneş'ten elektrik elde etme yöntemidir. Fotovoltaik aynı zamanda bu konuda yapılan çalışmalara verilen genel bir addır.

Fotovoltaik paneller genellikle arasında silikon bazlı yarı iletken bir materyalin arasında yer alan iki elektrik kontağından oluşur. Ne kadar uzun süre direkt olarak güneş ışığına maruz kalırsa o kadar çok elektrik üretir. Güneye doğru bakan ve eğimli alanlar bunun için idealdir.

Panellerde; yarı iletken materyalleri doludan, rüzgarla uçuşan tozdan ve diğer yaşam koşullarından korumak için cam bir tabakayla kaplanır. Aynı zamanda yansıtıcı bir materyalle kaplanması gerekir çünkü yarı iletken materyal güneş ışınlarını maksimum seviyede emmelidir.

Güneş ışını panele çarpıp emildiğinde yarı iletkeni vurarak oluşturan bazı atomlarını dışarı bırakır. Bu sayede yarı iletken bir tarafında pozitif, diğer tarafında negatif yüklenir ve bu sayede salıverilen tüm elektronlar aynı yönde hareket ederek elektrik akımını oluşturur. Elektrik kontakları bu akımı yakalar ve elektrik devresine alır.

Fotovolatik panellerin ürettiği elektrik doğru akımdır. Evlerde ve işyerlerinde kullanılmadan önce evirici kullanılarak alternatif akıma çevrilmesi gerekir. Evrilen akım eviriciden sigorta kutusuna gider ve oradanda ona ihtiyaç duyan elektronik aletlere yönlenir.

Evirici Nedir?

Evirici (inverter), güneş enerjisi elektrik üretimi sistemlerinde güneş panellerinin ürettiği enerjiyi 220 volt veya 380 volt kullanmamıza yarayan cihazlardır. Güneş panelleri DC gerilim (Doğru Akım) üretir. Üretilen enerjiyi evlerde, iş yerlerinde kullanılabilmesi için AC (Alternatif Akım) dönüştürülmesi gerekmektedir.

Basit bir evirici şeması aşağıda gösterilmektedir.  

 

 

 

 

Ev ve işyerlerine kurulan fotovoltaik sistemler genelde panellerin ne kadar elektrik ürettiğini ve ne kadar tüketim gerçekleştiğini de içeren çift yönlü bir sayaç barındırır. Bu sayede sistemde tüketilmeyen elektrik ulusal şebekeyi desteklediği için alım garantisi gibi teşvikler kapsamında tüketiciden satın alınır.

Güneş, en üst düzey enerji kaynağıdır ve bu sınırsız kaynaktan hepimiz yararlanabiliriz. Aslında olan güneş paneli sisteminin elektronları atomlardan ayırmak için fotonlar kullanmasıdır. Fotonlar ışık parçacıklarıdır. Elektronları atomlarından ayırma işlemi de elektrik yaratır. Güneş panelleri, gelen güneş ışığını ısı yerine elektriğe dönüştüren silikondan yapılan fotovoltaik hücreler içerir. Güneş fotovoltaik hücreleri, ince bir cam dilim altına yerleştirilmiş pozitif ve negatif bir silikon filminden oluşur. Güneş ışığının fotonları bu hücrelere çarptıkça elektronları silikondan vururlar. Negatif yüklü serbest elektronlar, tercihen, toplanabilen ve kanalize edilebilen bir elektrik voltajı yaratan silikon hücresinin bir tarafına çekilir. Bu akım, güneş fotovoltaik bir dizi oluşturmak için ayrı ayrı güneş panellerini seri olarak birbirine bağlayarak toplanır. Kurulumun büyüklüğüne bağlı olarak, çoklu bir güneş fotovoltaik dizi kablosu dizisi, bir sigortalı dizi birleştiricisi olarak adlandırılan bir elektrik kutusunda sonlanır. Birleştirme kutusunun içinde, modül kablolarını korumak için tasarlanmış sigortalar ve ayrıca sürücüye güç sağlayan bağlantılar bulunur.

Adımları şu şekilde anlatabiliriz:

1. Fotovoltaik güneş panelleri güneş ışığını emer. Her güneş panelinde fotovoltaik (PV) hücreler bulunur. PV hücreleri ışığı (fotonları) alır ve ışığı elektriğe dönüştürür. Güneş ışığı güneş paneline çarptığında, doğru akım (DC) elektrik üreterek PV hücreleri çalışmaya başlar.
2. Buraya kadar sistemde bir sorun yoktu ancak DC elektriği eve tek başına elektrik vermeye gücü yetmiyor. Diğer güneş enerjisi ekipmanlarından yardım almalıdır. Eviricilerden.
3. Güneş ışınları silikon hücreyle etkileşime geçtiğinde, elektronlar hareket etmeye başlar,
4. Elektronların taşınması, düğümler tarafından yakalanır ve paneldeki kablolarda elektrik akımı akışını başlatır,
5. Solar kablolar doğru akım (DC) elektriğini, alternatif akım (AC) elektriğine dönüştürülmek üzere bir solar eviriciye (inverter) iletir.

 

 

 

1 Adet Güneş Paneli Ne Kadar Elektrik Üretir?

Güneş panelinin büyüklüğü ile elektrik üretimi arasında doğrudan bir ilişki vardır. Güneş paneli ne kadar büyük olursa elektrik üretimi de o kadar fazla olur. Ancak genel ve birim enerji miktarları baz alındığında üretimi muhtemel elektrik miktarı için aşağı yukarı bir tahminde bulunulabilir. 1 kw’lık fotovoltaik sistem güneşin tam olarak alındığı zaman diliminde 1 kw elektrik üretebilir. Yani güneşin en tepede olduğu saatlerde, güneş ışınları panele doğrudan geliyorsa kaç kw’lık bir sistem kurulmuşsa o kadar elektrik üretimi söz konusudur. Ev tipi güneş panelleri ise ortalama 300 W’a kadar enerji üretimi gerçekleştirebilir. Ancak güç ne kadar büyürse boyut da o kadar büyüyecektir. 300 w’lık bir güneş paneli, 1 saat boyunca güneşi alırsa 0,3 kw elektrik üretebilir. Bu rakamları ortalama olarak vermek mümkündür. Yazımızın başında da dediğimiz gibi güneş panelinin boyutu, elektrik üretimini etkileyecektir. Güneş panelleri doğru yere konumlandığında ve doğru bir kullanım gerçekleştiğinde enerji üretimi konusunda oldukça verimli çalışacaktır.

1 kW x 6 saat x 365 gün = 2190 kW enerji üretilmiş olacaktır.

Bunun bir kısmının çeşitli sebeplerle kayıp olduğunu düşünürsek ortalama 2000 kW elektrik enerjisi elde edilir.

Elektrik faturalarında günlük ya da aylık kaç kW elektrik harcamanız olduğu yazar. Buna göre bir oranlama yaparak, yıllık 2000 kW elektriğin size ne kadar tasarruf sağlayacağınızı hesaplayabilirsiniz. Yukarıdaki örnek 1 kW’lık güneş panelleri için birim hesaplama olarak verilmiştir.

Özetle;

Ev tipi güneş panelleri 300 W’a kadar enerji üretebilmektedir. Ancak güç büyüdükçe boyutun da büyüdüğünü unutmamak gerekir. Günde 1 saat güneşlenme halinde 300 W’lık paneliniz 0,3 kW elektrik üretir. 7 saatlik ortalama güneşlenme baz alınırsa 2,1 kW elektrik üretilmiş olacaktır. 300W’lık bir panel ortalama 160 x 120 cm ebatlarındadır.

Türkiye’de bir evin günlük elektrik sarfiyatı ortalama 10 kW olarak kabul edilir. Bu durumda 5 ya da 6 adet 300 W’lık (3 kW’lık) güneş paneli yıl boyunca evin tüm elektrik ihtiyacını karşılamaya yetecektir.