Tanımı ve Uygulama Alanları GüneÅŸ enerjisi yeni ve yenilenebilir bir enerji kaynağı oluÅŸu yanında, insanlık için önemli bir sorun olan çevreyi kirletici artıkların bulunmayışı, yerel olarak uygulanabilmesi ve karmaşık bir teknoloji gerektirmemesi gibi üstünlükleri sebebiyle son yıllarda üzerinde yoÄŸun çalışmaların yapıldığı bir konu olmuÅŸtur. Binalarin ısıtılması, soÄŸutulması, endüstriyel, bitkilerin kurutulması ve elektrik üretimi güneÅŸ enerjisinin yaygın olarak kullanıldığı alanlardır.  GüneÅŸin ışınım enerjisi, yer ve atmosfer sistemindeki fiziksel oluÅŸumları etkileyen baÅŸlıca enerji kaynağıdır. Dünyadan ortalama 1.496×108 km. uzaklıkta, 1.392×108 km. çapında ve 1.99×1030 kg. kütlesinde sıcak bir gaz küresi olan güneÅŸin yüzey sıcaklığı yaklaşık 6.000 °K olup, iç bölgesindeki sıcaklığın 8×106 °K ile 40×106 °K arasında deÄŸiÅŸtiÄŸi tahmin edilmektedir. 

Sürekli bir füzyon reaktörü olan güneÅŸin enerji kaynağı, hidrojenin helyuma dönüÅŸmesi esnasında, saniyede 4 milyon ton kütle enerjiye dönüÅŸerek, yaklaşık 3.5×1026 deÄŸerindeki enerjinin ışınım ÅŸeklinde uzaya yayılmasıdır. GüneÅŸ daha milyonlarca yıl ışımasını sürdüreceÄŸinden, dünyamız için sonsuz bir enerji kaynağıdır. GüneÅŸten gelen güç insanlığın yıllık ticari gereksiniminin 16.000 katından çoktur. Dünyadaki tüm elektrik santrallerinin toplam gücü; güneÅŸten gelen gücün 61.000′de birinden azdır. GüneÅŸten gelen güç dünyadaki tüm nükleer santrallerin ürettiÄŸi toplam gücün 527.000 katıdır. GüneÅŸ enerjisi geniÅŸ bir coÄŸrafi dağılıma sahip bir enerji kaynağıdır. CoÄŸrafi olarak 36-42° kuzey enlemleri arasında bulunan Türkiye, güneÅŸ kuÅŸağı içindedir. Åžu an için güneÅŸ enerjisinin kullanımı oldukça azdır, ancak geleceÄŸin dünyasının enerji gereksiniminin karşılanmasında, geleneksel enerji kaynaklarının yanında en önemli seçeneklerden biri olacağı düÅŸünülmektedir.

BaÅŸlıca GüneÅŸ Enerji Sistemleri ve Kullanımları Farklı geliÅŸme aÅŸamalarında, çeÅŸitli güneÅŸ enerjisi elde etme teknikleri mevcuttur. Bunlardan bazıları, araÅŸtırmalarının ilk aÅŸamalarında, bazıları ise daha ilerlemiÅŸ seviyelere ulaÅŸmıştır. Fakat henüz bitkiler üzerinde test edilmektedirler ve son olarak da bir grup, tam olarak geliÅŸmiÅŸ bir seviyededir. Her teknolojinin kullanım ve uygulamalarına baÄŸlı olarak avantaj ve dezavantajları vardır.

GüneÅŸ enerjisi sistemlerinin baÅŸlıca tipleri ÅŸunlardır :

 a- Termodinamik sistemler

b- Fotovoltaik sistemler

A-TERMODÄ°NAMÄ°K SÄ°STEMLER

1. Pasif güneÅŸ sistemleri - Direk toplama - Termal depolama duvarı - GüneÅŸ uzayı (sun space)

2. Aktif güneÅŸ sistemleri - Termal stasyoner (duragan) sistemler - Termal güneÅŸ tarayıcı sistemler

1. Pasif günes sistemleri Pasif güneÅŸ sistemleri, güneÅŸ enerjisi kullanımı için geliÅŸtirilen en eski sistemlerden biridir. BaÅŸlıca, binaların ısıtma ve soÄŸutması için dizayn ve mimarisinde kullanılmaktadır. GüneÅŸ mimarisinde, güneÅŸ enerjisi yoÄŸunluk ve süresinin ısı, ışık ve saÄŸlığa yararlı, istenilen etkilerini elde edebilmek, buna karşın yüksek sıcaklık, aşırı aydınlık ve kiÅŸilere ve malzemelere zarar verecek, istenmeyen etkilerinden ise korunulacak ÅŸekilde kontrol edilmesi ve kullanılması çok önemlidir.

Uygulama Alanları :

 Pasif güneÅŸ sistemlerinin baÅŸlıca kullanıldığı yerler ÅŸunlardır : Binaların, kışın ısıtılmasında, yazın ise ısınmayı önleyecek koÅŸulların saÄŸlanmasında Seraların ısıtılmasında Zirai ürünlerin kurutulmasında

Teknik Gereçler : GüneÅŸ enerjisi binalarda, herhangi bir elektromekanik gereç kullanılmadan (normal olarak) ısıya dönüÅŸtürülür. Isı transferi ve sıcak akışkanın çevrimi doÄŸal yolla olur. Pasif güneÅŸ ısı sistemleri, pencereler gibi enerji kollektör elemanları veya bina duvarları gibi depolama elemanlarını da içermektedir.

Pasif GüneÅŸ Tekniklerinin BaÅŸlıcaları:

 Direk Toplayıcı : Bu sistemlerde, güneÅŸ enerjisi kuzey yarım küre için, güneye bakan yönde düÅŸey bir pencere yardımıyla toplanır. Gün boyunca gelen güneÅŸ enerjisi gece kullanılmak üzere, taban, tavan ve duvarlar gibi bina elemanları tarafından emilir.

Termal Depolama Duvarları (Trombe house) : Bu sistemlerde güneye bakan bir pencerenin arkasında, ısı kollektörü vazifesi gören bir duvar vardır. Bu sistemlerin avantaji, içerisini ekstrem ÅŸartlardan izole etmesi, duvar arkasındaki odanın sıcaklık deÄŸiÅŸimlerinden etkilenmemesi, istenmeyen veya malzemelere zarar verebilecek direk ışıktan da korumasıdır. Trombe wall, özellikle güneÅŸli fakat soÄŸuk kışların görüldüÄŸü iklim kuÅŸakları için çok uygundur.

GüneÅŸ Uzayı (BoÅŸluÄŸu) : Bu sistem direk toplayan ve Trombe wall sistemlerinin bir kombinasyonu gibidir. Pencere ile güney yönündeki duvar arasında bir sera olusturulmuÅŸ ÅŸeklidir.

Gereken Ä°klim Bilgileri : Pasif güneÅŸ sistemlerini dizayn eden kiÅŸilerin, global güneÅŸ radyasyonu, uzun dalga terrestrial ve atmosferik radyasyon, güneÅŸlenme süresi ve hareketli güneÅŸ datası (polar data) gibi bilgilere, sistemin optimizasyonunun ve performansının hesaplanabilmesi için gereksinimleri vardır. Bunların yanında, sıcaklık, rüzgar yönü ve ÅŸiddeti, nem ve evaporasyonun da bilinmesini gerekmektedir.

2. Aktif güneÅŸ sistemleri Isı, pek çok uygulama alanında, farklı sıcaklıklarda gereklidir ve faydalı enerji tiplerinin büyük bir bölümünü temsil eder. GüneÅŸ radyasyonunu ısıya dönüÅŸtüren sistemler çok çeÅŸitlidir. En basit güneÅŸ kollektörleri ile bir kaç yüz watt, güneÅŸ güç istasyonlarıyla birkaç yüz megawatt’a kadar enerji elde edilebilir. Aktif sistemler, ısıtma, soÄŸutma ve elektrik üretimi gibi amaçlarla kullanılabilir. Aktif termal sistemler, stasyoner veya sun-tracking (güneÅŸ tarayıcı) sistemler olabilir. Termal Stasyoner Sistemler : Bu sistemlerde güneÅŸ enerjisi stasyoner bir toplayıcı (kollektör) ile toplanır, daha sonra ısıya dönüÅŸtürülerek bir akışkana transfer edilir. Bunlar kollektör tiplerine göre sınıflandırılır. - flat-plate kollektör ; (Düz plakalı kollektörler) - tubular kollektör ; (Boru ÅŸeklindeki kollektörler) - concentrating kollektör ; - solar ponds ; (güneÅŸ havuzları) Flat-plate kollektörler : Bu tip kollektörler çok yaygın olarak kullanılan ve teknik olarak da en geliÅŸmiÅŸ olanlardır, ayni zamanda güneÅŸ enerjisi kullanımının en eski teknolojilerinden birisidir.

Bunlar aÅŸağıdaki amaçlarla kullanılırlar : DüÅŸük sıcaklıklarda su ısıtılmasıBinaların ısıtılması ve soÄŸutulması Dondurulma Organik maddelerin kurutulması Tubular (boru ÅŸeklindeki) kollektörler : Bu kollektörler, plate kollektörlerin bazı eksikliklerinin giderilmesi için geliÅŸtirilmiÅŸlerdir.

B- FOTOVOLTAÄ°K SÄ°STEMLER Bu sistemlerdeki voltaik toplayıcılarda, güneÅŸ enerjisini doÄŸrudan elektrik enerjisine dönüÅŸtürmek için Cd S ya da silikon maddelerinden güneÅŸ pili imal edilir bu maddeler üzerine gelen güneÅŸ ışınları anında elektrik enerjisine dönüÅŸtürülerek kullanılır. Bu sistemlerde güneÅŸ izleme düzeni ile her an mümkün olan en yüksek güneÅŸ enerjisinden yararlanılır. GüneÅŸ izleme düzeni pahalı olduÄŸundan bu tip toplayıcılardan, izleme düzeni olmadan da yararlanılmaktadır. Yapay uyduların elektrik enerjisi fotovoltaik toplayıcılardan saÄŸlanmaktadır. Fotovoltaik toplayıcıların çok yüksek maliyeti kadar, sadece %10 mertebesinde verimli çalışmaları nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır. Buna raÄŸmen uydularda zorunlu olarak kullanılmakta ve radyo vs. gibi ev aletlerini çalıştırmaktadır.

Avantajları ve Dezavantajları GüneÅŸ enerjisi temiz, yenilenebilir ve sürekli bir enerji kaynağıdır. GüneÅŸ enerjisi ile çalışan sistemler, kolayca taşınıp kurulabilen gerektiÄŸinde enerji ihtiyacına baÄŸlı olarak basitçe deÄŸiÅŸtirilebilen sistemlerdir. DüÅŸük verimlidir (%15); baÅŸlangıç maliyeti çok yüksektir, piller gibi depolama malzemeleri için uygun deÄŸildir. Tüketiciler için maliyeti yüksektir.

Kaynak:www.kandilli.boun.edu.tr

Popülerliği: 21% [?]