GÜNEŞ ENERJİSİ

GÜNEŞ NEDİR?

Güneş yarıçapı km (dünya yarıçapının yaklaşık 109 katı),kütlesi 2×1030 kg (dünya kütlesinin yaklaşık katı)olan bir yıldızdır. Güneşin merkezinde, temelde hidrojen çekirdeklerinin kaynaşmasıyla füzyon reaksiyonu meydana gelir. Reaksiyon Güneşin merkezinde ve yaklaşık milyon derecedir. Güneşin yaklaşık % 90’ı hidrojendir. Güneşin korunda hidrojen çekirdekleri füzyon yaparak helyum çekirdekleri oluşmakta ve bu tepkimeler sonucu büyük bir enerji ortaya çıkmaktadır. Güneşin bileşiminde en yüksek oranla bulunan maddeler hidrojen,kalsiyum, sodyum, magnezyum ve demirdir. Füzyon (Çekirdek Birleşmesi): Hafif radyoaktif atom çekirdeklerinin birleşerek daha ağır atom çekirdeklerini meydana getirmesi olayıdır. Füzyon tepkimesinde ortaya çıkan sıcaklık çok daha büyüktür. Güneşteki tepkimeler bu gruba girer.

Güneş Atmosferi: Fotosfer (Işık Küre), Kromosfer (Renk Küre), Geçiş Bölgesi ve Korona (Taç) katmanlarından oluşmaktadır. Çekirdek: Füzyonun gerçekleştiği, enerjinin üretildiği kısımdır. Basınç, sıcaklık ve yoğunluğun en yüksek olduğu katmandır.

YENİLENEBİLİR ENERJİ NEDİR? Çevreye verdiklere zarara ek olarak, fosil enerji kaynakları tükenmekte. Enerji tüketiminde bu hızla devam edersek fosil yakıtların 50 sene gibi kısa bir sürede tükeneceği öngörülüyor. Bu sebeple, ilerici enerji üretimi gitgide yenilenebilir kaynaklara doğru kayıyor. Sürdürülebilir enerji, enerji ihtiyaçlarımızı karşılamak için gerekli olan kaynakları tehlikeye atmadan üretilen enerjiye denir.

GÜNEŞ ENERJİSİ NEDİR? Güneş enerjisi, güneş ışığından enerji elde edilmesine dayalı bir teknolojidir. Güneşin yaydığı ve Dünya'mıza da ulaşan enerji, Güneş'in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi şeklindeki füzyon sürecinden kaynaklanır. Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m 2 değerindedir; ancak yeryüzünde W/m 2 değerleri arasında değişim gösterir.

GÜNEŞ ENERJİSİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ Güneş enerjisinden istifade edebilmek için insanların yaptığı çalışmalar çok eski tarihlere dayanmaktadır. Kaynaklara göre ilk defa Sokrat (M.Ö. 400) evlerin güney yönüne fazla pencere konularak güneş ışınımının içeri alınmasını belirtmiştir. Arşimet (M.Ö. 250) içbükey aynalarla güneş ışınımını odaklayarak Sirakuza'yı kuşatan gemileri yakmıştır. Çalışmalar 1600'lü yıllarda Galile'nin merceği bulmasıyla gelişme göstermiştir. İlk olarak 1725 yılında Belidor tarafından güneş enerjisi ile çalışan bir su pompası geliştirilmiştir. Fransız bilim adamı Mohuchok 1860'da parabolik ayanlar yardımı ile güneş ışınımını odaklayarak küçük bir buhar makinesi üzerinde çalışmış, güneş pompaları ve güneş ocakları üzerinde deney yapmıştır. Eski saraylara dikkat ederseniz (Dolmabahçe Sarayı) oldukça fazla ayna göreceksiniz, güneş enerjisinin kullanımı açısından iyi bir örnektir. Birinci dünya savaşı esnasında petrolün önem kazanması ile güneş enerjisine yönelik çalışmalar azalmıştır yılından itibaren ilgili çalışmalar artmışsa da fazla uygulama alanı bulamamıştır, çalışmalar araştırma kurumlarının dışına çıkmamıştır. Ancak 1960'lı yıllarda ki petrol krizinin ortaya çıkması insanları alternatif enerji kaynakları konusunda çalışma yapmaya itmiştir. Öncelikli olarak çalışmalar, temiz ve masrafsız enerji kaynakları olan güneş enerjisi üzerine yoğunlaşmıştır.

GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYEL ATLASI (GEPA) Türkiye’de en fazla güneş alan bölgesi Güneydoğu Anadolu Bölgesidir, bu bölgemizi de Akdeniz Bölgemiz takip eder. Ülkemiz coğrafi konumu nedeniyle yenilenebilir enerji kaynakları arasında güneş enerjisi yönünden oldukça şanslıdır. Ortalama olarak güneşten, yıllık 36x10 6 ton taşkömürüne eşdeğer enerji sağlayabilecek potansiyele sahiptir.

Ülkemiz güneş enerjisinden yararlanma potansiyeli olarak oldukça iyi durumdadır. ülkemizin aşağıdaki tabloda görüldüğü gibi yıllık güneşlenme süreleri Avrupa ülkelerine göre oldukça iyidir.

GÜNEŞ ENERJİSİ KULLANIM ALANLARI

Trafik İşaret Lambalarında Trafik işaret lambalarının enerji ihtiyaçlarını karşılamak için güneş enerjisinden yararlanılmaktadır. Trafikteki tüm lambalar güneş enerjisiyle çalışmaz. Güneş enerjili trafik lambaları genellikle şebekeden uzak alanlarda kullanılır. Lambanın üzerinde bulunan güneş pili hem lambaya ışık verir hem de fazla enerjiyi gece kullanılmak üzere bataryaya depo eder.

Evlerin Elektrik İhtiyacının Karşılamasında Evlerin çatısına yerleştirilen güneş panelleri (güneş pilleri) büyüklükleri oranında elektrik üretirler. Üretilen elektrik çevreye hiç zarar vermez.

Cep Telefonlarının Şarj Edilmesinde Cep telefonu gibi taşınabilir cihazları şarj etmek için küçük güneş pilleri kullanılmaktadır.

Sokak Aydınlatmasında Üst bölgesinde güneş pili barındırın lambalar gece boyunca ışık yayarak masrafsız aydınlanma sağlar.

Sıcak Su Üretilmesinde Çatılara yerleştirilen kollektörler sayesinde güneşin ısıtma etkisinden yararlanarak su ısıtılmaktadır. Isıtılan su evin sıcak su ihtiyacının tamamını karşılayabilir.

Güneş Arabalarında Güneş enerjisiyle çalışan otomobiller prototip aşamasını geçebilmiş değil. Bununla birlikte teknolojideki gelişmeler ilerde güneş enerjisiyle çalışan otomobillerde seyahati mümkün kılacak.

Uçaklarda Güneş enerjisinin uçaklarda kullanımı da henüz deneysek aşamada. Günümüzde havada uzun süre kalması gereken bazı casus uçak modellerinde ve yanda resmini gördüğünüz NASA'nın deneme uçağında güneş pilleriyle yakıtsız uçuş gerçekleşmektedir.

Hesap Makinelerinde ve Saatlerde Hesap makineleri minik güneş hücreleri taşırlar. böyle bir hesap makinesi pil değiştirme derdi olmadan yıllarca çalışabilmektedir.

Yapay Uydularda Yıllarca uzayda duran uyduların elektronik aletleri gerekli enerjiyi güneş panellerinden alır. Her uyduda elektrik üreten güneş paneli bulunur.

Güneş Enerjisi Santrallerinde Güneş enerjisi santralleri, güneş ışığından gelen enerji parçacıklarını elektrik enerjisine çeviren santrallerdir. Güneş pilleri fotovoltaiktir. Üzerine gelen güneş ışınlarını elektriğe çevirirler. Bu pillerin ana maddesi kristal silisyum ve galyum arsenittir.

GÜNEŞ ENERJİSİ AVANTAJLARI  Güneş enerjisi tükenmeyen bir enerji kaynağıdır.  Güneş enerjisi, arı bir enerji türüdür.Gaz, duman, toz, karbon veya kükürt gibi zararlı maddeleri yoktur.  Güneş, tüm dünya ülkelerinin yararlanabileceği bir enerji kaynağıdır.Bu sayede ülkelerin enerji açısından bağımlılıkları ortadan kalkacak.  İşletme giderleri son derece düşüktür. Güneş enerjisi pilleri hücreleri, güneş enerjisi toplarken, hiçbir gürültü oluşturmaz. Diğer enerji elde kaynaklarına göre, tamamen sessiz bir enerji elde etme yöntemidir.

GÜNEŞ ENERJİSİ DEZAVANTAJLARI  Güneş enerjisinin yoğunluğu azdır ve sürekli değildir.İstenilen anda istenilen yoğunlukta bulunmayabilir.  Güneş enerjisinden yararlanmak için yapılması gereken düzeneklerin yatırım giderleri bugünkü teknolojik aşamada yüksektir.  Güneşten gelen enerji miktarı bizim isteğimize bağlı değildir ve kontrol edilemez.  Güneş enerjisinden elde edilen ışınım talebinin yoğun olduğu zamanlarda kullanılmak üzere depolanmasını gerektirir.Enerji depolaması ise bir çok sorun yaratmaktadır.

GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİ 2’YE AYRILIR: 1. Pasif güneş sistemleri Pasif güneş sistemleri, güneş enerjisi kullanımı için geliştirilen en eski sistemlerden biridir. Başlıca, binaların ısıtma ve soğutması için dizayn ve mimarisinde kullanılmaktadır. Güneş mimarisinde, güneş enerjisi yoğunluk ve süresinin ısı, ışık ve sağlığa yararlı, istenilen etkilerini elde edebilmek, buna karşın yüksek sıcaklık, aşırı aydınlık ve kişilere ve malzemelere zarar verecek, istenmeyen etkilerinden ise korunulacak şekilde kontrol edilmesi ve kullanılması çok önemlidir. Pasif güneş sistemlerinin başlıca kullanıldığı yerler şunlardır: Binaların, kışın ısıtılmasında, yazın ise ısınmayı önleyecek koşulların sağlanmasında Seraların ısıtılmasında Zirai ürünlerin kurutulmasında

2. Aktif güneş sistemleri Isı, pek çok uygulama alanında, farklı sıcaklıklarda gereklidir ve faydalı enerji tiplerinin büyük bir bölümünü temsil eder. Güneş radyasyonunu ısıya dönüştüren sistemler çok çeşitlidir. En basit güneş kollektörleri ile bir kaç yüz watt, güneş güç istasyonlarıyla birkaç yüz megawatt'a kadar enerji elde edilebilir. Aktif sistemler, ısıtma, soğutma ve elektrik üretimi gibi amaçlarla kullanılabilir. Aktif termal sistemler, stasyoner veya sun-tracking (güneş tarayıcı) sistemler olabilir. Termal Stasyoner Sistemler : Bu sistemlerde güneş enerjisi stasyoner bir toplayıcı (kollektör) ile toplanır, daha sonra ısıya dönüştürülerek bir akışkana transfer edilir. Kollektörler aşağıdaki amaçlarla kullanılırlar: Düşük sıcaklıklarda su ısıtılması Binaların ısıtılması ve soğutulması Dondurulma Organik maddelerin kurutulması

GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMİ NASIL ÇALIŞIR? Fotovoltaik sistemler olarak adlandırılan güneşten elektrik üreten bu sistemler, güneşten gelen ve foton ismini taşıyan tanecikler ile elektrik üretimini gerçekleştirir. Fotonlar üzerilerinde belirli bir enerji taşımaktadır. Taşınan bu enerji güneş panellerinde elektrik üretmek amacıyla kullanılmaktadır. Güneşten gelen enerji paneller tarafından soğurularak sistem içerisinde ki diğer elemanlara iletilmekte ve en sonunda günlük hayatta kullandığımı elektrik enerjisi ortaya çıkmaktadır.

FOTOVOLTAİK Fotovoltaik (PV), ışığı olduğu gibi elektrik enerjisine dönüştürebilen bir teknolojidir. Güneşden enerji elde edilmesi noktasında en iyi bilinen sistem güneş hücrelerinden yararlanmaktır. PV hücreleri çevre etmenlerine karşı cam levhaların arasında dizayn edilerek koruma altına alınmışlardır. Bütün PV ünitelerinin toplam enerjisinden faydalanabilmek için tüm hücreler birbirine elektrik ağı ile bağlanarak fotovoltaik modüle (güneş paneli) dönüşür ve bir bütün oluştururlar. Modüllerin bir metrekarelik bölümünde yaklaşık 100 W’lık bir enerji üretilebilir. Modüller toplam enerjiyi oluşturabilmek için birbirlerine bağlı olarak kullanılırlar.

Fotovoltaik Sistem ve Avantajları  Statiktir (Sistemi yıpratacak hareketli bir parçası yok).  Aşınmaz.  Bakım-onarım gerektirmez.  CO2, zararlı emisyon ve kirletici gazlar salınımı yoktur.  Gürültü yapmaz, sessiz çalışır.  Kullanılacak enerji kaynağı sonsuz ve bedavadır.  Sistemler modülerdir, her yere kolayca monte edilebilir.

SONUÇ Türkiye coğrafi konumu itibarıyla güneş kuşağı içerisinde yer almakta olup, güneş enerjisinden yararlanma potansiyeli, Doğu Karadeniz Bölgesi dışında tüm bölgelerimiz için önemle ele alınması gereken bir büyüklüktedir. Güneş enerjisinden su ısıtma, konut ısıtma, pişirme, kurutma, soğutma gibi amaçlarla yararlanılabileceği gibi, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek de olanaklıdır. Ülkemiz sahip olduğu yüksek güneş enerjisi potansiyelini, beyin gücü ve teknoloji geliştirmeye gereken önemi vererek değerlendirmeli ve yalnızca gelişmiş ülkelerin bir pazarı olmamalıdır. Bunun için de güneş enerjisi uygulamalarının yaygınlaşıp gelişmesini sağlayacak kurumsal altyapı oluşturulmalı ve gerekli yasal düzenlemeler yapılmalıdır. Uygulamaya yönelik verimli ve maliyet etkin çözümler geliştirilmesi için, araştırmalara kaynak ayrılmalı, ilgili firma ve kullanıcılar teşviklerle desteklenmelidir. Günümüzde,güneş enerjisi diğer enerji kaynaklarının yetersiz kaldığı,insanlığın sürekli artan enerji ihtiyacını karşılayabilecek tek enerji kaynağıdır.

HAZIRLAYANLAR AYÇANUR BİLİK / G CEYDA PULCU / G NAZLIHAN DEMİRHAN / G