solarbaba-gunesrehberi
solarbaba-gunesrehberi
solarbaba-gunesrehberi
PDF'lerinizi Online dergiye dönüştürün ve gelirlerinizi artırın!
SEO uyumlu Online dergiler, güçlü geri bağlantılar ve multimedya içerikleri ile görünürlüğünüzü ve gelirlerinizi artırın.
TemizDünya Rehberi<br />
Günefl Enerjisi<br />
© Bu kitab›n içeri¤i GEF Küçük Destek Program›’n›n görüfllerini yans›tmayabilir.
TemizDünya Rehberi<br />
Günefl Enerjisi<br />
TemizDünya Ekoloji Derne¤i<br />
Editör: Hatice fien<br />
Redaksiyon: Merve Katipo¤lu<br />
Kapak Tasar›m›: Özgür Yücel<br />
ISBN: 978-975-6263-13-6<br />
© Her hakk› mahfuzdur. Bu kitap veya bir k›sm› TemizDünya Ekoloji<br />
Derne¤i’nin müsadesi al›nmaks›z›n k›smen veya tamamen<br />
hiçbir flekilde ve teknikle ço¤alt›lamaz yay›nlanamaz.<br />
Bask› ve Cilt: Altan Bas›m Ltd.<br />
Do¤a Yay›nc›l›k Ltd. fiti.<br />
Ali Naz›m Sk. No: 30 Kofluyolu 34718 Kad›köy/‹STANBUL<br />
Tel: 0216 327 80 10 • Faks: 0216 327 79 25<br />
www.dogayayin.com info@dogayayin.com
Önsöz<br />
Sevgili günefl enerjisi dostu,<br />
Bu sat›rlar› okudu¤unuz için sizi böyle tan›mlamak san›r›m çok yanl›fl de¤il. Elinizde tuttu¤unuz bu<br />
rehberin de temel amac› bu s›fata sahip olan kiflilerin say›s›n› h›zla art›rmak Türkiye’de.<br />
Günefl enerjisi milyonlarca y›ld›r dünya üzerindeki tüm canl›lar›n ve bunun en son zinciri olan<br />
insano¤lunun da temel yaflam kayna¤›. Ancak sanayi devrimi ile unutmaya bafllad›¤›m›z birçok konunun<br />
içinde maalesef bu da var. Benzin ile çal›flan arabalar›n üretilmeye bafllanmas› ile birlikte ucuz ve rahat<br />
kullan›labilir fosil yak›tlar hayat›m›z›n her aflamas›na egemen oldu. Burada göz ard› etti¤imiz en büyük<br />
nokta ise bunun bedeliydi.<br />
Do¤a da bu bedeli bizden geri istemekte çok da gecikmedi do¤rusu, küresel iklim de¤iflikli¤inin<br />
etkilerini hem toplum hem de birey olarak dünya genelinde hissetmeye bafllamam›z, bir yerlerde büyük<br />
hatalar yapm›fl oldu¤umuzu hat›rlatt› bize.<br />
Unutanlar ile hat›rlayanlar aras›nda bir ba¤ kurmay› hedefleyen ve temel olarak bunu uygulamal› temiz<br />
enerji projeleri ile gerçeklefltirmeyi kendine misyon edinmifl TemizDünya sivil toplum giriflimi de bu<br />
noktada farkl› kitapç›klardan oluflan bir TemizDünya rehberi yay›nlamaya karar verdi.<br />
Elinizde tuttu¤unuz Günefl Enerjisi Rehberi bu serinin ilk örne¤ini oluflturuyor. Son zamanlarda<br />
gazetelerde ve televizyonlarda günefl enerjisi ile ilgili s›kça haberler duymaya bafllad›k, ancak<br />
bu haberlerden gerçek bilgiye ulaflmak Türkiye’de pek de kolay de¤il.<br />
Bu ba¤lamda Günefl Enerjisi Rehberi’nin hem günefl enerjisinden yararlanmak isteyen birey ve kurumlar,<br />
hem de ticari olarak bu sektörün içinde yer almak isteyenler için bir ilk ad›m olaca¤›na inan›yoruz.<br />
Bu rehberin gerçeklefltirilmesinde çok büyük deste¤i olan baflta editörümüz Hatice fien’e olmak üzere,<br />
di¤er önemli katk› sahipleri Merve Katipo¤lu’na, Bengü ve Mercan Uluengin’e, Bartu Bugatur,<br />
Fatih Kavaslar, Ahmet Yurdayol, fienol Tunç, Burak Burç, Levent Yamantafl, Seyfi Y›ld›z, ‹brahim Ocak<br />
ve Yusuf Öztunç’a, Ufuk Keser’e, Ümit Sözbilici’ye, Senem Gencer’e, Ahu Binici’ye, Arda Tatl›’ya,<br />
Özge Gökçe’ye ve isimlerini burada tek tek sayamad›¤›m›z di¤er tüm günefl enerjisi destekçilerine<br />
teflekkür ederiz.<br />
Ayr›ca UNDP Küresel Çevre Fonu, Küçük Destek Program› Türkiye ve Do¤a Yay›nc›l›k ekiplerine de<br />
gösterdikleri kolayl›klar, verdikleri maddî ve manevi destekler için teflekkürü borç biliriz.<br />
Buradan hepsine sevgi ve sayg›lar›m›z› iletiyoruz.<br />
Atefl U¤urel, TemizDünya<br />
ates.ugurel@temizdunya.org<br />
www.temizdunya.org
‹çindekiler<br />
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Küresel Is›nma ve Temiz Enerji 6<br />
Günefl Enerjisi 8<br />
Günefl Teknolojilerine Girifl 10<br />
Günefl Enerjisi Sözlü¤ü 11<br />
Kimler Nas›l Faydalan›r? 14<br />
Rakamlarla Günefl Enerjisi 18<br />
Günefl Enerjisi ve Küresel Is›nma 20<br />
Türkiye’de Günefl Enerjisi Potansiyeli 23<br />
Günefl Enerjisinde Yasal Düzenleme Örnekleri 25<br />
Yenilenebilir Enerji ve Türkiye’deki<br />
Yasal Düzenlemeler 30<br />
Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaik Hücre Nedir? 34<br />
Fotovoltaiklerin Tarihçesi 36<br />
Hücre Yap›m Yöntemleri 38<br />
Yeni Nesil Hücreler 43<br />
Hücre Tiplerini K›yaslama 45<br />
Hücre Performanslar› 47<br />
Montaj Temelleri 49<br />
Fotovoltaik Sistemler<br />
Ada Sistemleri 52<br />
Aküler 60<br />
fiarj Kontrol Üniteleri 62<br />
Ada Sistemlerinde Eviriciler (‹nvertörler) 64<br />
fiebeke Ba¤lant›l› Sistemler 67<br />
fiebeke Ba¤lant›l› Eviriciler 74<br />
Fotovoltaik Uygulamalar<br />
Bir Konutta Ada Sistemi 78<br />
Günefl Enerjisi Santralleri 79<br />
Çat› ve Cephe Kaplama 81<br />
Su Pompalama 84<br />
Günefl Enerjisiyle Ayd›nlatma 87<br />
Telekom Uygulamalar› 89<br />
Su Ar›tma 92<br />
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaikler ve Uygulamalar› 94<br />
Fotovoltaik Endüstrisi 95<br />
Fotovoltaik Pazar› 96<br />
Enerji Dengesi 97<br />
Fotovoltaikler ve D›fl Maliyetleri 98<br />
Fotovoltaiklerin Maliyeti 99<br />
Fotovoltaiklerin Uygunlu¤u 100<br />
Fotovoltaik Teknolojileri 101<br />
fiebeke Entegrasyonu 102<br />
Ba¤›ms›z Uygulamalar 103<br />
Ekonomik Etki 104<br />
Termal Günefl Enerjisi<br />
Yo¤unlaflt›r›c› Sistemler 106<br />
Parabolik Oluk Santralleri 110<br />
Günefl Kuleleri 112<br />
Çanak/Stirling Sistemleri 114<br />
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Günefl Kolektörleriyle Is›tma 116<br />
Günefl Enerjisiyle So¤utma 123<br />
fiahmuratl› Köyü’nün Güneflli Yemekleri 125<br />
Pasif Günefl Mimarisi 126<br />
Gün Ifl›¤› ile Ayd›nlatma 131<br />
Ekler<br />
Elektrikli Aletler için Enerji Tüketim Tablosu 134<br />
Günlük Elektrik Yükünü Hesaplama 135<br />
Evsel Kullan›m için Pratik Formüller 137<br />
Bina Etüdü 138<br />
Fotovoltaik Sistem Listesi 139<br />
Elektrikli Aletlerde Enerji Verimlili¤i 141<br />
Firmalar ve Kurumlar 142<br />
Kaynaklar 144
Günefl Enerjisine Girifl
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Küresel Is›nma ve Temiz Enerji<br />
Dünyada her geçen gün artan enerji<br />
talebi, teknik, ekonomik ve ekolojik<br />
sorunlar› da beraberinde getirmektedir.<br />
Uluslararas› Atom Enerjisi Ajans›’n›n (UAE)<br />
tahminleri, dünyadaki enerji talebinin<br />
2005-2030 y›llar› aras›nda % 55 oran›nda<br />
artaca¤› yönünde ve bu art›fltaki en büyük pay ise<br />
% 84 ile fosil yak›tlarda yani petrol, kömür ve<br />
do¤al gazda olacakt›r. S›n›rl› kaynaklar olan fosil<br />
yak›tlar›n h›zla tüketilmesi sadece enerji krizine<br />
de¤il ekolojik krize de yol açmaktad›r. Çünkü bu<br />
kaynaklar›n kullan›m› küresel ›s›nman›n sebebi<br />
olan sera gazlar›n›n atmosfere b›rak›lmas›na<br />
neden olmaktad›r.<br />
Dünyan›n ortalama s›cakl›¤› son yüzy›l içerisinde<br />
0,74 °C artt›. 1 Hayat›m›zda radikal de¤ifliklikler<br />
yapmazsak artmaya da devam edecek. Küresel<br />
›s›nmaya yol açan sera gazlar›n›n hat›r› say›l›r bir<br />
bölümü enerji sektörüyle do¤rudan ilgilidir.<br />
Geliflmifl ülkeler olarak da adland›rabilece¤imiz<br />
(‹klim De¤iflikli¤i Çerçeve Anlaflmas› Ek-I)<br />
ülkelerde, enerji sektörü kaynakl› sera gazlar›n›n<br />
oran› % 64 olarak tespit edilmifltir. Bu oran<br />
ulafl›m sektörünü de dahil ederseniz % 83’e<br />
kadar ç›kabilmektedir. 2 Bu nedenle enerji<br />
kaynaklar›m›z› daha ak›ll› kullanmam›z ve<br />
karbondioksit baflta olmak üzere sera gaz› sal›m›<br />
s›n›rl› olan kaynaklara yönelmemiz hayati önem<br />
tafl›maktad›r.<br />
Bilim insanlar›, ortalama s›cakl›k art›fl›n›n iki<br />
6<br />
dereceyi geçmemesi gerekti¤i konusunda<br />
hemfikir. Bu eflik de¤er afl›l›rsa, iklimsel<br />
de¤ifliklikler bir daha durdurulamayacak bir<br />
noktaya gelebilir. Bilindi¤i gibi Kyoto<br />
Protokolü’nün hedefi de, 2008-2012 y›llar›<br />
aras›nda sera gaz› sal›mlar›n› 1990 y›l›<br />
de¤erlerinin % 5,2 afla¤›s›na çekmektir. ‹ki<br />
dereceyi geçmemek içinse bundan daha<br />
fazlas›n›n yap›lmas› gerekir. 2030 y›l›na kadar<br />
% 50-60, 2050 y›l›na kadar ise % 80 oran›nda<br />
bir azaltma flart görünüyor. Bu hedefe ulaflmak<br />
için bir yandan artan enerji talebini karfl›lamak<br />
amac›yla yeni kaynak yaratmak ya da var olan<br />
kaynaklar› daha ak›ll› kullanmak, di¤er yandan da<br />
halihaz›rda kulland›¤›m›z sera gaz› sal›m› yüksek<br />
olan kaynaklar› daha az karbondioksit sal›m›<br />
yapan kaynaklarla de¤ifltirmek gerekecektir. Kald›<br />
ki, petrol gibi birçok s›n›rl› kaynak tükenme<br />
tehlikesiyle karfl› karfl›ya. Dünyada bilinen petrol<br />
1 IPCC, The AR4 Climate Change 2007: Synthesis Report, Summary for Policymakers. 17 Kas›m 2007 • 2 Annex I Fact Sheets, Malte Meinshausen<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
rezervlerinin yaklafl›k 50 y›ll›k bir ömrünün kald›¤›<br />
belirtilmektedir. S›n›rl› kaynaklar tükendikçe de<br />
fiyat art›fl› kaç›n›lmaz hale gelmektedir; t›pk›<br />
petrol ve do¤al gazda oldu¤u gibi.<br />
Fosil yak›tlar›n kullan›m›n›n küresel iklim<br />
de¤iflikli¤ine yol açmas›n›n yan›nda, ayn›<br />
zamanda yo¤un hava kirlili¤i, asit ya¤murlar› ve<br />
termik santraller çevresinde biriken kül da¤lar›<br />
gibi onlarca çevre sorununa da neden oldu¤u bir<br />
gerçektir. Is›tma, so¤utma ve elektrik üretme<br />
amaçl› yak›lan fosil yak›tlar›n yerine temiz enerji<br />
ya da yenilenebilir enerji kaynaklar›n›n<br />
kullan›lmas› CO 2 seviyesini bölgesel ve küresel<br />
olarak düflürmenin yan› s›ra çevre kirlili¤ini<br />
önlemenin de en iyi yollar›ndan birisidir. Rüzgâr,<br />
günefl, biyokütle, jeotermal, küçük hidroelektrik<br />
santralleri ve dalga enerjisi gibi kaynaklar giderek<br />
dünya enerji üretiminde daha etkin bir role sahip<br />
olmaktad›r. Yine, UEA’n›n verilerine göre,<br />
hidroelektrik hariç yenilenebilir enerji kaynaklar›n›n<br />
bugün elektrik üretiminde % 2 olan pay›n›n,<br />
2030 y›l›nda % 6’ya ulaflmas› beklenmektedir.<br />
Sadece elektrik üretiminde beklenen bu temiz<br />
enerji kayna¤› art›fl›, gelecek y›llarda bunlar›n ne<br />
denli önemli roller üstlenece¤inin de bir<br />
göstergesi olarak kabul edilebilir.<br />
Dünyan›n birçok ülkesinde, yeni enerji üretim<br />
yat›r›mlar› art›k temiz enerji odakl› olmaktad›r.<br />
Örne¤in Alman hükümeti, ülkedeki tüm<br />
nükleer santralleri 2021 y›l›na kadar kapatma ve<br />
temiz enerjiye geçme karar› alm›flt›r. Dünyadaki<br />
rüzgâr kurulu gücü 2007 sonunda 100 GW’a<br />
ulaflm›flt›r. Türkiye’nin tüm enerji santrallerinin<br />
kurulu gücünün 41 GW oldu¤u düflünülürse bu<br />
h›zl› geliflme daha net anlafl›labilir. Dünya<br />
Bankas›’n›n tahminlerine göre, günefl enerjisi<br />
sektörünün ticari hacmi önümüzdeki 30 y›l içinde<br />
4 trilyon USD olacakt›r.<br />
Yenilenebilir olmayan fosil yak›tlar bak›m›ndan<br />
Petrolün yaklafl›k 42, do¤algaz›n 62 ve kömürün 224 y›l sonra tükenmeye bafllayaca¤› bilinmektedir.<br />
fakir bir ülke olan Türkiye, enerji bak›m›ndan<br />
% 70 oran›nda d›fla ba¤›ml› olup her y›l<br />
elektrik, do¤al gaz, petrol ve yüksek kalitede<br />
kömür al›m› için milyarlarca dolarl›k ithalat<br />
yapmaktad›r. Halbuki, Türkiye hem günefl hem<br />
de rüzgâr bak›m›ndan oldukça kuvvetli bir<br />
potansiyele sahiptir. Temiz enerji sistemlerini<br />
tercih etmenin en büyük avantajlar›ndan biri,<br />
yak›t sorunu olmamas› yani s›n›rs›z birer enerji<br />
kayna¤› olmalar›d›r. Enerji literatüründe temiz<br />
enerji kaynaklar› için, günefl var oldu¤u sürece<br />
var olacaklar›ndan, ‘s›n›rs›z kaynaklar’ tan›m›<br />
kullan›l›r. Bunun yan› s›ra, enerjide<br />
ba¤›ms›zl›k, do¤al afetlere karfl› güvenlik,<br />
bireylerin kendi enerji üretimlerini yapabilmesi,<br />
enerji kaynaklar›n›n çeflitlendirilmesi ve merkezî<br />
enerji üretiminden kurtulmak temiz enerji<br />
kaynaklar›n›n en önemli avantajlar› olarak<br />
s›ralanabilir.<br />
20 y›l önce, yenilenebilir enerji kaynaklar›n›n<br />
kullan›lma nedeni, daha çok, fosil yak›tlar›n<br />
fiyatlar›n›n yükselme beklentisiyle ilgiliydi.<br />
Günümüzde ise bu nedene, geçti¤imiz yüzy›l<br />
içerisinde s›n›rl› enerji kaynaklar›n›n bilinçsizce<br />
tüketilmesi, bunun sonucunda yaflanan küresel<br />
iklim de¤iflikli¤i ve ekolojik kriz de eklendi.<br />
Ekolojik dengeye verilen zarar›n telafi edilmesi ve<br />
daha sonraki nesillere, içinde bulundu¤umuzdan<br />
çok daha iyi flartlarda bir dünya b›rak›lmas› için<br />
yeni bir yaflam modeli yarat›lmas› kaç›n›lmaz<br />
görünmektedir.<br />
Temiz enerji kaynaklar›n›n yayg›n kullan›m› ile<br />
günlük yaflam›m›za daha de¤iflik bir dünya<br />
görüflü hâkim olacakt›r. S›n›rs›z ve sorumsuzca<br />
enerji tüketiminin yerini bilinçli, çevreye sayg›l› ve<br />
ihtiyac› karfl›lamaya yönelik enerji kullan›m› alacak<br />
ve böyle bir ortamda da refah düzeyini, en fazla<br />
enerji tüketen yerine en verimli enerji kullanan<br />
belirleyecektir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 7
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Günefl Enerjisi<br />
Bugün, insanlar›n kulland›¤› çeflitli enerji<br />
kaynaklar›na bakt›¤›m›zda bunlar›n<br />
neredeyse hepsinin günefl kökenli<br />
oldu¤unu görmekteyiz. Dünyan›n<br />
ayd›nlat›lmas›ndan, ya¤›fllar ile su döngüsünün<br />
sa¤lanmas›na ve rüzgârlar›n esmesine kadar her<br />
fley güneflin varl›¤›na ba¤l›d›r. 1 ‹nsanlar›n besin<br />
kaynaklar› da, insanlar d›fl›ndaki tüm canl›lar da<br />
yaflamlar›n› güneflten gelen enerjiye borçludur.<br />
Günefl enerjisi, bilinen enerji kaynaklar› aras›nda<br />
en temizi ve en tükenmez olan›d›r. Günefl<br />
radyasyonu çok yüksek miktarda enerji içerir ve<br />
do¤adaki süreçlerin neredeyse hepsinden<br />
sorumludur. ‹nsano¤lunun günefl enerjisine olan<br />
ihtiyac› tart›flmas›z olarak sonsuzdur. Dünyam›zda<br />
fosil yak›tlar›n kullan›m›n›n negatif etkileri<br />
nedeniyle insanlar›n yaflam tarzlar›n›n de¤iflmesi,<br />
konutlarda ve sanayideki enerji ihtiyaçlar›na yeni<br />
bir bak›fl aç›s› getirmifltir. Günefl enerjisi<br />
neredeyse s›n›rs›z bir kaynakt›r. Ancak insanlar<br />
günefl enerjisini do¤rudan kullanmaya son<br />
zamanlarda bafllam›flt›r.<br />
Günefl, kütlesindeki hidrojen atomlar›n›n<br />
çok yüksek bas›nçlar alt›nda helyum atomlar›na<br />
dönüfltürüldü¤ü füzyon reaksiyonlar› ile çok<br />
büyük miktarlarda enerji üretmektedir. 5.500<br />
santigrat derecelik yüzey s›cakl›¤› ile günefl,<br />
yaklafl›k 5 milyar y›ld›r bir nükleer füzyon<br />
reaktörü gibi çal›flmaktad›r. Güneflten gelen<br />
8<br />
Y›ll›k günefl ›fl›n›m› enerjisi<br />
Uranyum Gaz Petrol Kömür Dünya çap›ndaki<br />
y›ll›k tüketim<br />
Fosil ve nükleer kaynaklar ve dünya çap›nda y›ll›k enerji<br />
tüketimi ile dünya yüzeyine düflen y›ll›k günefl ›fl›n›m›<br />
enerjisinin k›yaslanmas›<br />
enerji, dünyam›za radyo dalgalar›na benzer<br />
biçimde, ama farkl› bir frekans aral›¤›nda<br />
elektromanyetik dalga olarak ulafl›r. Mevcut<br />
günefl enerjisi genelde W/ m 2 birimiyle yani alana<br />
düflen Watt cinsinden enerji olarak gösterilir.<br />
Dünyam›z› çevreleyen atmosferin d›fl›na ulaflan<br />
günefl enerjisi miktar› yaklafl›k 1367 W/m 2 ’dir.<br />
Bu enerjinin bir k›sm› dünyan›n yüzeyine<br />
ulaflmadan atmosferden geçerken so¤urulur,<br />
bir k›sm› ise yans›t›l›r. Ayr›ca toz parçac›klar›, gaz<br />
molekülleri ve kirlilik yüzünden bir k›sm› da<br />
saç›l›r. Bunun sonucunda aç›k bir günde güneflin<br />
yönünde dünya yüzeyine düflen mevcut enerji<br />
miktar› yaklafl›k 1000 W/ m 2 ’dir. Bu miktar,<br />
1 Enerji, Milli E¤itim Bakanl›¤›, s.19.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Yans›yan<br />
radyasyon<br />
Direkt<br />
radyasyon<br />
Yans›ma<br />
Yayg›n<br />
radyasyon<br />
bulunulan co¤rafi konuma göre 650 ile<br />
2300 W/ m 2 aral›¤›nda de¤iflebilmektedir.<br />
Ekvator enlemlerindeki m 2 ’ye düflen ›fl›n›m<br />
miktar›, yaklafl›k 230 lt petrole eflde¤er enerji<br />
kapasitesine sahiptir.<br />
Atmosfer d›fl›na gelen günefl ›fl›nlar›n›n dalga<br />
boylar›, görünür tayf› da içerecek flekilde, mor<br />
ötesinden k›z›l ötesine dek uzanmaktad›r. Baflka<br />
bir deyiflle, günefl ›fl›n›mlar›n›n dalga boylar›<br />
0,1-3 µm (mikrometre) aras›ndad›r. Her dalga<br />
boyunun fliddeti ayn› de¤ildir. Güneflten gelen<br />
›fl›n›mlar›n da¤›l›m›na bak›ld›¤›nda, bunlar›n<br />
% 9’u mor ötesi, % 45’i görünür ›fl›k ve geri<br />
kalan % 46’s› k›z›l ötesi bölgesinde bulunur.<br />
Yeryüzüne ulaflan günefl ›fl›n›mlar›, do¤rudan ve<br />
yay›n›k olarak iki kesimde yeryüzüne çarpar.<br />
Yay›n›k ›fl›nlar, bulutlar ve tozlar nedeniyle<br />
saç›lmaya u¤ram›fl ›fl›nlard›r. Do¤rudan<br />
gelenler ise bu tür etkilere u¤ramam›fl ›fl›nlard›r.<br />
Güneflten gelen enerjinin yaklafl›k % 30’u<br />
yans›ma ve saç›lmalarla uzaya geri gider. Yaklafl›k<br />
% 20’si atmosferde so¤urulur. Geri kalan<br />
% 50’si ise yeryüzünde so¤urulur.<br />
Yeryüzüne ulaflan bu günefl enerjisi do¤al<br />
dönüflümlere u¤rar. Bu dönüflümlerden biri,<br />
Güneflten gelen ›fl›n›mlar›n % 9’u mor ötesi, % 45’i görünür ›fl›k ve geri kalan % 46’s› k›z›l ötesi bölgesinde bulunur.<br />
sular›n buharlaflt›r›larak dünyadaki su<br />
döngüsünün sa¤lanmas›d›r. Bu ifllem, gerek biz<br />
insanlar gerekse tüm canl›lar için çok önemlidir.<br />
Böylece derelerimiz akabilir, yer alt› sular›m›z<br />
kurumaz, ya¤mur ve kar ya¤›fllar› olabilir. Bugün<br />
sadece Türkiye üzerine bir y›lda düflen ya¤›fl<br />
miktar›n›n 500 milyar ton suya karfl›l›k geldi¤i göz<br />
önüne al›n›rsa, bu ifllemin ne denli önemli oldu¤u<br />
anlafl›labilir.<br />
‹kinci bir dönüflüm, fotosentezdir. Bu ifllem,<br />
dünyadaki canl›lar için yaflam anlam›na gelir. Bir<br />
saniyede gelen günefl enerjisinin yaklafl›k on<br />
binde ikisi bu ifllem için harcan›r. Di¤er bir<br />
deyiflle, bitkilerde toplan›r. Bitkiler, gelen günefl<br />
enerjisini kullanarak fotosentez yapmakta ve<br />
böylece biyokütle oluflturmaktad›rlar. Yani, gelen<br />
günefl enerjisinin bu k›sm›, biyokütleye<br />
dönüfltürülmektedir. Tüm canl›lar›n besin kayna¤›<br />
ise bu enerjidir.<br />
Günefl enerjisinin bir di¤er dönüflümü de<br />
rüzgârlar, deniz dalgalar› ve okyanus ak›nt›lar›d›r.<br />
Rüzgârlar›n oluflmas›nda, de¤iflik etkenler<br />
nedeniyle havan›n baz› bölgelerde di¤er bölgelere<br />
k›yasla daha s›cak ya da daha so¤uk olmas›ndan<br />
kaynaklanan bas›nç farkl›l›klar› etkin olmaktad›r.<br />
Bu ›s›nma ve so¤umalarda da günefl etkin rol<br />
oynamaktad›r. Deniz dalgalar› ve ak›nt›lar›,<br />
temelde rüzgâr›n etkisiyle ortaya ç›karlar.<br />
Dolay›s›yla, hem rüzgâr hem de deniz dalgalar› ve<br />
ak›nt›lar birer günefl enerjisi türevidir.<br />
Günefl enerjisinin kullan›labilirli¤i güneflin<br />
gökyüzünde ne kadar yüksekte oldu¤u yani<br />
günefl ›fl›nlar›n›n kat etti¤i yol, günefl ›fl›nlar›n›n<br />
düflme aç›s› ve bulutlanma durumuna ba¤l›d›r.<br />
Y›ll›k veya ayl›k bazda mevcut günefl enerjisinin<br />
miktar› ayn› zamanda co¤rafi konumla da<br />
iliflkilidir. Bunlara ek olarak, kullan›labilir günefl<br />
enerjisi, var olan günefl enerjisine, di¤er hava<br />
koflullar›na, kullan›lan teknolojilere ve yap›lan<br />
uygulamalar›n özelliklerine göre de¤iflmektedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 9
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Günefl Teknolojilerine Girifl<br />
Günefl enerjisinin verimli kullan›lmas› için<br />
pek çok yol vard›r. Günefl enerjisi<br />
teknolojileri günefl ›fl›nlar›ndan gelen<br />
enerjiyi ya do¤rudan kullan›labilir elektri¤e ya da<br />
›s›ya dönüfltürür. Günefl enerjisi teknolojileri<br />
genelde ‘Is›l Teknolojiler’ ve ‘Fotovoltaik Sistemler’<br />
olarak 2 bafll›k halinde incelenebilir.<br />
Is›l teknolojiler, s›cak su ›s›t›c›lar› ve havuz ›s›tma<br />
teknolojileri, günefl ›fl›¤›n›n herhangi bir flekilde<br />
odaklanarak yo¤unlaflt›r›lmas›na dayanan orta ve<br />
yüksek s›cakl›k uygulamalar› ile ›s›tma ve<br />
havaland›rmaya yönelik pasif günefl sistemi<br />
uygulamalar›n› içerir.<br />
Fotovoltaik sistemler ise günefl enerjisinden<br />
do¤rudan elektrik üreten sistemler olarak<br />
tan›mlanmaktad›r. Bu tür sistemlerin ana eleman›<br />
fotovoltaik hücrelerdir. Günefl panellerinin çal›flma<br />
ilkesi de fotovoltaik etki ilkesine dayan›r. Çok<br />
say›da materyal fotovoltaik etkiye sahip oldu¤u<br />
halde elektrik üretecek kapasiteye sahip olan grup,<br />
yar› iletken grubudur.<br />
10<br />
Dünyada günefl enerjisinin en genifl kullan›m<br />
alanlar›, su ›s›tma ve ›s›nmada günefl enerjisinden<br />
do¤rudan faydalanma fleklindedir. Termal hava<br />
sistemleri ile iklimlendirme yöntemlerinde günefl<br />
›s›s›ndan yararlanmak da yayg›nlaflmaktad›r.<br />
Yo¤unlaflt›r›c› günefl kolektörleri yüksek s›cakl›kta<br />
ve yüksek ›fl›n›m fliddetlerinde k›zg›n proses buhar›<br />
üretir. Bu buhar, so¤utma ve konvansiyonel<br />
yöntemlerle türbin çevrimli elektrik üretimi<br />
uygulamalar› için kullan›l›r. Fotovoltaik (PV)<br />
hücreler yukar›da da bahsedildi¤i üzere yar› iletken<br />
teknolojisini kullanarak ›fl›k enerjisini do¤rudan<br />
elektrik enerjisine çevirir. Bu elektrik enerjisi hemen<br />
kullan›labildi¤i gibi bir aküde depolan›p sonradan<br />
da kullan›labilir. Günefl panelleri, çok yönlü<br />
olmalar›, binalara ve di¤er yap›lara kolayl›kla<br />
monte edilebilmeleri sayesinde günümüzde yayg›n<br />
olarak kullan›lmaktad›r. Günefl panelleri, elektri¤in<br />
yerini alabilen, temiz ve yenilenebilir enerji sa¤lar.<br />
Bu paneller, ana enerji flebekesinden uzak olan<br />
yerlerde (elektrik da¤›t›m altyap›s› olmayan<br />
yerleflim merkezleri, acil durum telefonlar›,<br />
telekomünikasyon istasyonlar› gibi) elektrik<br />
ihtiyac›n› karfl›larlar.<br />
Biz, bu rehberde, henüz ülkemizde genifl<br />
çapl› bir uygulamas› bulunmayan yo¤unlaflt›r›c›<br />
kolektörlerle elektrik üretiminden ziyade günefl<br />
enerjisinden fotovoltaik yöntemlerle elektrik<br />
üretiminin detaylar›na odaklan›rken di¤er günefl<br />
enerjisi teknolojilerinden de temel olarak<br />
bahsedece¤iz.<br />
Güneflten yeryüzüne bir günde gelen enerji, dünyada bir y›lda tüketilen enerjinin 27,4 kat›d›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Günefl Enerjisi Sözlü¤ü<br />
Günefl enerjisi ve ilgili terimleri, temel olarak<br />
yabanc› kaynakl› baz› kelimelerin yo¤un<br />
kullan›m› ile tan›nmaya baflland›. Ancak,<br />
son dönem geliflen sektör, daha fazla tüketici ve<br />
ilgili ile karfl› karfl›ya gelmektedir. Bu nedenle,<br />
sektöre iliflkin özel terminolojinin ana dilimiz olan<br />
Türkçe’ye do¤ru ve gerçek anlaml› çevirisi çok<br />
önem kazanmaktad›r. Bu terminoloji, ayn›<br />
zamanda evrensel enerji ve elektrikle ilgili<br />
kavramlar› ve birimleri yo¤unlukla kulland›¤› için<br />
burada yeniden hat›rlatmakta yarar görüyoruz.<br />
Enerji: En basit anlam›yla, ifl yapma yetene¤idir.<br />
Baflka bir deyiflle, maddede var olan ›s› veya ›fl›k<br />
olarak a盤a ç›kan güç olarak da tan›mlanabilir.<br />
Güç: ‹fl yapabilme oran› olarak tan›mlan›r. Yani<br />
belirli bir zamanda yap›lan ifle güç denir.<br />
Dalga Boyu: Dalga boyu, bir dalga örüntüsünün<br />
tekrarlanan birimleri aras›ndaki mesafedir. Yayg›n<br />
olarak, Yunanca lambda (λ) harfi ile gösterilmektedir.<br />
Dalga boyu frekans ile ters orant›l›d›r. Dolay›s›yla<br />
dalga boyu uzad›kça frekans azal›r.<br />
Frekans: Bir dalgan›n frekans›, dalga<br />
boyuyla iliflkilidir. Dalgan›n boyuyla<br />
frekans›n›n çarp›m›, o dalgan›n h›z›n›<br />
belirler. Dolay›s›yla dalga boyu bilinen<br />
bir dalgan›n frekans›, bu iliflki kullan›larak<br />
belirlenebilir.<br />
Di¤er bir deyiflle ; güneflten yeryüzüne bir y›lda gelen enerji, dünyada bir y›lda tüketilen enerjinin 10.000 kat›d›r.<br />
Elektromanyetik Radyasyon: Elektromanyetik<br />
›fl›n veya elektromanyetik radyasyon, atomlardan<br />
çeflitli flekillerde ortaya ç›kan enerji türleri ve<br />
bunlar›n yay›lma flekillerine verilen add›r. ‹çinde<br />
X ve α ›fl›nlar›n›n ve görülebilir ›fl›¤›n da bulundu¤u<br />
›fl›malar, dalga boylar› ve frekanslar›na göre<br />
elektromanyetik spektrumu olufltururlar. Bu<br />
spektrumun bir ucunda dalga boylar› en büyük,<br />
enerjileri ve frekanslar› ise en küçük olan radyo<br />
dalgalar› bulunur. Di¤er ucunda ise dalga boylar›<br />
çok küçük, fakat enerji ve frekanslar› büyük olan<br />
X ve α ›fl›nlar› bulunur.<br />
Watt, W (Vat) : Elektrik gücünün standart metrik<br />
ölçüm birimidir. Yap›lan iflin h›z›n›, yani birim<br />
zamanda yap›lan ifli tan›mlar.<br />
Watt= Volt X Amper<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 11
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Watthour, Wh (Vat-saat): Gücü, 1 Watt olan bir<br />
makinenin bir saat ifllemekle yapaca¤› ifli belirten<br />
birimdir. Elektrik da¤›t›m flirketleri, faturalardaki<br />
tüketim bedelini hesaplamak için bu birimi kullan›r.<br />
Amper (A): Bir elektrik devresinde bir noktadan<br />
geçen ak›m› gösteren birimdir. Bir iletkenden<br />
saniyede akan elektronlar›n miktar›n› gösterir.<br />
Volt (V): Bir elektrik kuvvetinde iki nokta<br />
aras›ndaki gerilim fark›n› ölçen birimdir. Bir telde<br />
elektronlar›n üzerindeki kuvvet ak›ma neden olur.<br />
Buradaki gerilimi borulardaki su bas›nc›na<br />
benzetebiliriz.<br />
AC (Alternatif Ak›m): Genli¤i ve yönü periyodik<br />
olarak de¤iflen ak›md›r. Evlerde kulland›¤›m›z<br />
elektri¤in gerilimi Türkiye için 220 Volt iken baz›<br />
ülkelerde 110 Volt’tur. Uzun mesafelerde<br />
da¤›t›m›n kolay olmas› nedeniyle AC tercih edilir.<br />
Depolanmas› mümkün de¤ildir.<br />
DC (Do¤ru Ak›m): Elektrik yüklerinin yüksek<br />
gerilimden alçak olana do¤ru sabit olarak<br />
akmas›d›r. Günefl panelleri ve küçük<br />
rüzgâr türbinleri do¤ru ak›m enerjisi üretir.<br />
Fotovoltaik (PV) Hücre, Günefl Gözesi (Solar<br />
Cell): Üzerine ›fl›k düfltü¤ünde elektrik üreten yani<br />
günefl enerjisini elektri¤e çeviren, genelde 100 x<br />
12<br />
100 mm (veya 125 x 125 mm veya 156 x 156 mm)<br />
boyutlar›ndaki çok ince elektronik plakalara<br />
fotovoltaik hücre veya günefl gözesi denir.<br />
Günefl Paneli (Photovoltaic (PV) Module): Çok<br />
say›da PV hücresinin seri ve/veya paralel<br />
ba¤lanmas› ile oluflturularak, güneflin ›fl›ma<br />
enerjisinden kullan›ma uygun elektrik enerjisi<br />
üreten üründür. Günefl panelleri, ‹ngilizce’de “PV<br />
module” olarak tan›mlan›r ve günefl hücrelerinin<br />
(solar cell) birlefltirilmesi ile oluflur. Ancak,<br />
Türkçe’ye çevrilirken “cell” yani hücre kelimesi,<br />
batarya hücresi gibi alg›lan›p pil olarak tercüme<br />
edilmifltir. Oysa, hiçbir enerji depolama kabiliyeti<br />
olmayan ve iki cam aras›na s›k›flt›r›lm›fl özel silikon<br />
ve katman tabakalardan oluflan bu ürünler,<br />
sektörde hatal› olarak günefl pili olarak<br />
an›lmaktad›r. Do¤ru olan›, “günefl paneli” dir.<br />
Evirici (‹nvertör): Do¤ru ak›m› alternatif ak›ma<br />
dönüfltüren elektronik ayg›tt›r. Yenilenebilir enerji<br />
kaynaklar› ile elektrik üretilirken elde edilen gerilim<br />
genel kullan›m gereksinimimize uygun de¤ildir.<br />
Ço¤unlukla, 12-24-48 Volt olarak üretilen bu<br />
gerilim, akülerin flarj edilmesi için kullan›lmakta ve<br />
gereksinim duyulan elektrik de kaynaktaki<br />
dalgalanmalardan etkilenmememiz için bu<br />
akülerden çekilmektedir. Aküden al›nan<br />
12-24-48 Volt elektri¤in, gereksinime göre<br />
110-220 Volta ç›kar›lmas› için arada evirici<br />
(invertör) kullan›lmaktad›r. Bu kelimenin iflaret<br />
etti¤i cihaz, hayat›m›z›n ayr›lmaz bir parças›<br />
olaca¤› için ‹ngilizce’de “inverter” olarak<br />
geçen bu kelimenin, “invertör” olarak dilimize<br />
kazand›r›lmas› kaç›n›lmazd›r.<br />
Karbon Emisyonu (Karbondioksit Sal›m›):<br />
Yaflam›m›z› derinden etkileyen küresel iklim<br />
de¤iflikli¤inin bafl aktörlerinden say›lan sera<br />
etkisinin nedeni, fosil yak›tlar›n kullan›lmas›ndan<br />
kaynaklanan CO 2 (karbondioksit) sal›m›d›r.<br />
‹ngilizce’de “carbon emission” diye geçen terimin,<br />
Fosil yak›tlar y›lda 25 milyar ton CO 2, CO, SO, NO x, O 2, is ve kül ç›karmaktad›r. Bunun 12 milyar tonu CO 2’dir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Türkçe teknik ifadeleri olarak, karbon emisyonu<br />
veya karbondioksit sal›m› fleklinde kullan›m› daha<br />
do¤ru olacakt›r.<br />
CSP, Yo¤unlaflt›r›c› Günefl Kolektörleri<br />
(Concentrated Solar Power): Günefl enerjisinin<br />
aynalar vb. odaklay›c› yüzeyler yard›m›yla<br />
kolektörde toplan›p yüksek s›cakl›klarda ›s›<br />
enerjisine çevrildi¤i ve daha sonra bu ›s›n›n<br />
türbinler kullan›larak elektri¤e dönüfltürüldü¤ü<br />
sistemlerdir.<br />
Yar› ‹letken: Düflük s›cakl›klarda metallere göre<br />
elektri¤i çok az ileten, yüksek s›cakl›klarda ise<br />
yal›tkan maddelere göre daha iletken olan<br />
maddelere “yar› iletken madde” ad› verilir. Veya<br />
baflka bir ifadeyle, yal›tkanlara göre daha iletken,<br />
iletkenlere göre daha yal›tkan maddelerdir.<br />
Periyodik cetvelde, IV. grup elementleri ile III. ve V<br />
veya II. ve VI. grup elementlerinin yapt›¤› bileflikler<br />
yar› iletken karakterdedir. Elektronikte en çok<br />
kullan›lan yar› iletken maddeler flunlard›r:<br />
Germanyum, Silisyum, Galyum Arsenür, ‹ndiyum<br />
Fosfür<br />
Piranometre (Pyranometer): Bir yüzeyin birim<br />
alan› üzerine birim zamanda gelen toplam günefl<br />
radyasyonunu ölçmekte kullan›lan araçt›r.<br />
GHI, (Global Horizontal Irradiance Values):<br />
Global Ifl›n›m De¤erleri, dünya üzerindeki yatay bir<br />
yüzeye düflen günefl radyasyonunu tan›mlar.<br />
DNI, (Direct Normal Irradiance Values): Direkt<br />
Ifl›n›m De¤erleri, güneflin yönünden gelen ›fl›n›m<br />
miktar›d›r.<br />
DIF, (Diffuse Irradiance Values): Yayg›n Ifl›n›m<br />
De¤erleri, güneflten direkt gelen ve güneflin<br />
çevresindeki ›fl›n›m› kapsamayan tüm günefl<br />
radyasyonunu tan›mlar. Atmosfere saç›lan günefl<br />
›fl›nlar›n›n bir k›sm›n›n yeryüzüne ulaflmas› da<br />
Karbondioksit emisyonunun; % 44’ü kömür, % 35’i petrol, % 21’i do¤al gaz yüzündendir.<br />
yayg›n ›fl›n›md›r. Yayg›n ›fl›n›m› ölçmek zordur<br />
çünkü piranometrenin dik aç›dan gelen ve güneflin<br />
çevresindeki ›fl›n›mdan uzak tutulmas›,<br />
gölgelenmesi gereklidir.<br />
Günefl Enerjisi Sabiti (Solar Constant):<br />
Dünyan›n d›fl›na, yani atmosferin d›fl›na, günefl<br />
›fl›nlar›na dik olan bir metrekarelik alana bir<br />
saniyede gelen günefl enerjisi, 1367 W/m 2 ’dir.<br />
Bu de¤er, tan›m gere¤i, y›l boyunca de¤iflmez<br />
varsay›labilir. Bu say› “günefl enerjisi sabiti” olarak<br />
bilinir.<br />
FIT (Feed-in Tariff): Yenilenebilir enerjinin yasalar<br />
arac›l›¤›yla benimsenmesini sa¤lamaya yönelik bir<br />
teflvik yap›s›d›r. Genelde bu yap›n›n oldu¤u<br />
ülkelerde, elektrik da¤›t›m flirketlerinin yenilenebilir<br />
kaynaklardan elde edilen enerjiyi ortalama pazar<br />
fiyat›n›n üzerinde bir fiyatla sat›n alma garantisi<br />
vard›r.<br />
Günefl Takip Sistemleri (Solar Tracking<br />
Systems): Bir ya da iki eksen etraf›nda dönerek<br />
günefli takip eden ve günefl panellerinin daha fazla<br />
enerji üretmesini sa¤layan sistemlerdir. Günefl<br />
enerjisi sistemlerinin verimlerini % 30 ile % 50<br />
aras›nda art›r›r.<br />
BIPV (Building Integrated Photovoltaics):<br />
Binaya entegre edilmifl fotovoltaik modüllerin<br />
k›saltmas›d›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 13
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Kimler Nas›l Faydalan›r?<br />
Bireysel tüketiciler<br />
Bireyler, genelde konutlar›nda su ›s›tma,<br />
›s›nma, havaland›rma, paneller arac›l›¤›yla<br />
elektrik üretimi, pasif solar sistemler, gün<br />
›fl›¤›yla ayd›nlatma veya yemek piflirme gibi<br />
alanlarda günefl enerjisinden yararlan›r.<br />
Konutlarda tüketilen enerjinin % 90’› su ›s›tma ve<br />
ev ›s›tmada kullan›l›r.<br />
Her ne kadar evlerin ve kullan›lan suyun<br />
›s›t›lmas›nda günefl enerjisinden yararlanmak<br />
teknik olarak mümkün olsa da bu her zaman<br />
1973 petrol krizinden sonra Amerika’da, enerji tasarrufu için yap›lan araflt›rmalar sonras›nda, yaflam konforu de¤iflmeden bir y›lda enerji tüketimi %16 düfltü.<br />
14<br />
ekonomik olmayabilir. Yine de, Kuzey Avrupa<br />
ülkelerinde bile y›ll›k s›cak su ihtiyac› için gerekli<br />
olan enerjinin % 50’sini günefl enerjisinden<br />
sa¤lamak mümkündür.<br />
Günefl enerjisi kullanman›n ekonomik koflullar›,<br />
çeflitli teflviklerle veya yapt›r›m araçlar›yla siyasi<br />
otorite taraf›ndan sa¤lanmak zorundad›r. Bunun<br />
için en temel koflul, çevreyi kirletmenin<br />
s›n›rland›r›lmas› ya da daha s›k görüldü¤ü üzere<br />
cezaland›r›lmas›d›r. Böylece, çevreye zarar veren<br />
enerji kaynaklar›yla çevreyi kirletmeyen temiz<br />
kaynaklar eflit koflullarda rekabet edebilirler.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Maliyetle ilgili rakamlar asl›nda tahmin edildi¤i<br />
kadar büyük de¤ildir. Örne¤in, ortalama bir evin,<br />
günefl enerjisi kullanarak s›cak su ve ev ›s›nmas›n›<br />
sa¤lamas› için gerekli tutar, evin anahtar teslim<br />
fiyat›n›n sadece % 1’ini oluflturur.<br />
Ayr›ca, karavan gibi kiflisel hobi amaçl› kullan›lan<br />
mobil araçlarda cihazlar›n enerjilendirilmesi ya da<br />
teknelerdeki akü sistemlerinin (yaflam aküsü) flarj›<br />
gibi uygulamalarda da günefl enerjisi çok verimli<br />
olarak kullan›lmaktad›r.<br />
Çiftçiler<br />
Tar›m ve hayvanc›l›kta; ürün kurutma, sera ›s›tma<br />
uygulamalar›, sulama ve derin kuyulardan su<br />
pompalama, sterilizasyon ve temizleme gibi pek<br />
çok alanda günefl enerjisinden yararlan›labilir.<br />
Günefl enerjili su pompalama sistemleri, günefl<br />
enerjisinin en verimli ve anlaml› kullan›ld›¤›<br />
alanlardan biridir. Kuyular›n ve di¤er su<br />
kaynaklar›n›n merkeze uzak, k›rsal bölgelerde<br />
bulunduklar› düflünülürse, geleneksel enerji<br />
kaynaklar›ndan yararlanmak için ya oldukça uzun<br />
kablolar ya da benzinli jeneratörler kullanmak<br />
gerekir. Her iki seçenek de hem pahal› ekipman<br />
ve bak›m hem de sürekli artan yak›t maliyetleri<br />
içermektedir. Günefl enerjisi çiftçiler için fiyat<br />
art›fl› kayg›s› olmaks›z›n daha ekonomik ve daha<br />
verimli sonuçlar verebilmektedir.<br />
Örne¤in, dünyan›n birçok ülkesinde pek çok<br />
besici, bu su pompalama sistemlerini hayvanlar›na<br />
su temin etme amac›yla kullanmaktad›r.<br />
Kurumlar<br />
Kurumlarda günefl enerjisinin kullan›m› inflaat,<br />
havac›l›k, telekomünikasyon, kamu, su ar›tma<br />
gibi çok çeflitli sektörlere yay›l›r. Hatta savunma<br />
sektörü de bu uygulamalar›n önemli bir k›sm›n›<br />
kullanmaktad›r.<br />
Genel olarak tüm kurumlar, bireylerin kulland›¤›<br />
Almanya’da 1973’teki krizde, konutlarda enerji korunumu amac›yla yap›lan tüm de¤iflikliklerin % 80’ ini karfl›lad› ve üç y›lda petrol tüketimini % 50 düflürdü.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 15
Günefl Enerjisine Girifl<br />
16<br />
flekilde, ayd›nlatma, ›s›nma, so¤utma alanlar›nda<br />
günefl enerjisinden yararlanabilir. Fakat, havac›l›k<br />
ya da savunma gibi özel sektörlerde ise hava<br />
trafik kontrolü, çevre güvenlik sistemleri, arazide<br />
hareket halinde veya bir yerde geçici karargâh<br />
kurma eylemleri için kullan›labilecek, sürekli ve<br />
güvenli enerji ihtiyac›n› karfl›layabilecek mobilize<br />
sistemler, giysilerin ve baz› ürünlerin üzerine<br />
monte edilmifl ince film bazl› fotovoltaik<br />
modüller gibi konuya özgü uygulamalar söz<br />
konusudur.<br />
Bunun yan› s›ra, turizm tesislerinde veya<br />
belediyeler vb. kamusal kurumlarda, su ar›tma ve<br />
denizden içme suyu elde edilmesi prosesindeki<br />
cihazlar›n enerjilendirilmesinde de günefl<br />
enerjisinden yararlan›l›r.<br />
Telekomünikasyonda ise daha çok GSM baz<br />
istasyonlar›nda, RF (radyo frekans›) vericilerine<br />
enerji sa¤lamak için birincil enerji kayna¤› olarak<br />
veya uygun lokasyonlarda rüzgâr türbini, dizel<br />
Ankara’daki bir binan›n enerji tüketimi Berlin’dekine göre %450 daha fazlad›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
jeneratör uygulamalar› ile kombine bir flekilde<br />
günefl enerjisi kullan›l›r.<br />
Ayr›ca, günefl enerjisi, kurumsal sorumluluk<br />
projelerinde, karbon sal›m›n› azaltarak enerji<br />
gereksinimini sa¤lamak, kamuda yenilenebilir<br />
enerjiler konusunda dikkat çekip, öncülük<br />
edebilmek amac›yla devletin mülkiyetindeki bina<br />
ve uygulamalarda da kullan›l›r. Örne¤in: yol<br />
ayd›nlatmalar›, trafik iflaretleri, ikaz lambalar›,<br />
demiryollar›ndaki sinyalizasyon uygulamalar› vb.<br />
Yap› sektöründe ise günefl enerjisinin kullan›m›,<br />
çok katl› rezidans, butik otel, al›flverifl merkezi<br />
yap›lar›nda d›fl cephe fotovoltaik modül giydirme<br />
(BIPV), günefl panelleri ile yap›lacak gölgeleme<br />
sistemleri, solar duvar ile k›fl›n ›s›tma ve yaz›n<br />
d›fl duvarda yarat›lacak hareketli hava katman›<br />
sayesinde ›s› izolasyonunun sa¤lanmas›,<br />
LED ile ayd›nlatma gibi uygulamalar yoluyla<br />
yayg›nlaflm›flt›r.<br />
Dünyaya her gün gelen günefl ›fl›¤›, 4-5 y›ll›k enerji tüketimimizi karfl›lamaya yetmektedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 17
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Rakamlarla Günefl Enerjisi<br />
Günde 24 saatten, tüm dünya<br />
yüzeyinin ortalamas› al›nd›¤›nda,<br />
her metrekareye y›lda<br />
kabaca bir varil petrolden<br />
üretilecek enerjiye eflit ›fl›n›m düfler.<br />
Bu da günde, metrekare<br />
bafl›na ortalama 4,2 kWh<br />
enerjiye denk gelir.<br />
18<br />
1988 y›l›ndan itibaren<br />
kurulan fotovoltaik<br />
sistemler ile Amerika’daki<br />
250.000 evin ya da<br />
geliflmekte olan<br />
ülkelerdeki 8 milyon evin<br />
elektrik ihtiyac›n›<br />
karfl›layacak kadar<br />
enerji üretilmektedir. 1<br />
Güneflten dünyaya<br />
saniyede yaklafl›k olarak<br />
170 milyar MW enerji<br />
gelmektedir. Türkiye'nin 2007<br />
y›l›ndaki enerji üretiminin 191<br />
milyar kWh oldu¤u düflünülürse,<br />
bir saniyede dünyaya gelen<br />
günefl enerjisi, Türkiye'nin<br />
y›ll›k enerji üretiminin<br />
890 kat›d›r.<br />
Her gün yeryüzüne ulaflan günefl<br />
enerjisi miktar› çok büyüktür.<br />
Yeryüzünde bulunan<br />
tüm kömür, petrol ve do¤al<br />
gaz enerjisi, sadece 20 günlük<br />
günefl enerjisine eflittir!<br />
Tam güneflli bir havada, yaln›zca<br />
15 dk. içinde, dünyadaki herkesin<br />
1 senelik elektrik ihtiyac›n›<br />
karfl›layacak kadar enerji yeryüzüne<br />
düflmektedir.<br />
1 Photovoltaics Industry Statistics: Market Share<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Dünyada, 2 milyar<br />
insan henüz elektrik<br />
enerjisinden faydalanm›yor.<br />
Bu insanlar için en ucuz<br />
çözüm günefl panellerinden<br />
elektrik üretmek olabilirdi;<br />
fakat ne yaz›k ki gerekli<br />
ekipman› alabilecek güce<br />
sahip de¤iller.<br />
Fotovoltaik panellerin yap›m›nda<br />
kullan›lan silikon hücrelerin ana maddesi<br />
kumdur. Günefl paneli yaparken kullan›lan<br />
1 ton kum ile 500.000 ton kömür<br />
harcanarak üretilen elektri¤e eflit enerji<br />
üretilebilir.<br />
Günefl enerjisi üretiminin toplam›, küresel<br />
enerji talebi toplam›n›n yaklafl›k % 0,01’ini<br />
oluflturur.<br />
Amerika Kolorado’daki<br />
1 kW’l›k bir fotovoltaik<br />
sistem (ya da ayda 150 kwh<br />
üreten bir sistem) her ay,<br />
• yaklafl›k 75 kg kömürün<br />
ç›kar›lmas›n›,<br />
• atmosfere 150 kg CO 2<br />
sal›m›n›,<br />
• yaklafl›k 477 lt suyun<br />
harcanmas›n›,<br />
• NO ve SO 2 gazlar›n›n çevreyi<br />
kirletmesini engeller.<br />
Tüm sokak lambalar›n›n yar›s› söndürülse, yap›lacak tasarruf % 1,2 dir.<br />
Nükleer ve fosil kaynaklardan sa¤lanan<br />
yenilenebilir olmayan enerjinin toplam<br />
kapasitesi 10.800.000 terawatt olarak<br />
hesaplan›rken, güneflin mevcut<br />
enerjisi 350.000.000 terawatt›r.<br />
Güneflten gelen enerjinin % 1 ya da % 2'si<br />
rüzgâr enerjisine dönüflür. Bu, yeryüzündeki<br />
tüm bitkilerin biyolojik kütleye dönüfltürdü¤ü<br />
enerjinin 50-100 kat›d›r.<br />
Günefl enerjisi kullanan<br />
ortalama bir s›cak su<br />
sistemi, y›lda 11,4 varil<br />
petrol harcanmas›n›<br />
önler veya orta büyüklükte bir<br />
sedan araban›n<br />
20.000 km gitmek için<br />
harcayaca¤› yak›ta<br />
eflde¤er yak›ttan tasarruf<br />
edilmesini sa¤lar.<br />
Günefl enerjisinin asl›nda nükleer<br />
güce ba¤›ml› oldu¤unu biliyor muydunuz?<br />
Yaln›z, günefl enerjisinin nükleer gücü<br />
yaklafl›k 150 milyon km uzaktad›r.<br />
Yap›lan araflt›rmalar ›fl›¤›nda PV’yi<br />
destekleyen kurulufllar, 2020 y›l›nda<br />
enerji fiyat›n› 6 Cent / kWh olarak<br />
hedeflemektedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 19
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Günefl Enerjisi ve<br />
Küresel Is›nma<br />
üresel ‹klim De¤iflikli¤i ve Temiz Enerji<br />
KKaynaklar› bölümünde ayr›nt›l› olarak<br />
bahsedildi¤i gibi, küresel ›s›nma bugün<br />
dünya üzerindeki en büyük tehditlerden biridir.<br />
Art›k, küresel ›s›nma diye bir fleyin var olup<br />
olmad›¤›n› tart›flm›yoruz bile. Çünkü, elimizde<br />
güçlü kan›tlar, gündelik yaflam›m›zdan örnekler<br />
var. Küresel ›s›nman›n bafll›ca sorumlusunun,<br />
enerji üretiminden kaynaklanan kirlilik oldu¤u<br />
düflünülmektedir.Ve yenilenebilir enerjilere geçifl<br />
yapmadan da, küresel ›s›nman›n önüne geçmek<br />
imkâns›z gibi gözüküyor.<br />
Günefl enerjisi, sera etkisine yol açan gazlar›<br />
azaltma ve yüksek enerji verimlili¤i sa¤lama<br />
potansiyeline sahiptir. Buna örnek olarak,<br />
fotovoltaik sistemlerin en önemli özelli¤ini,<br />
yani paneller çal›fl›rken CO 2 sal›m›na neden<br />
olmamas›n› gösterebiliriz. Yenilenebilir enerjilerin<br />
havay› temizleyebilece¤ini, küresel ›s›nman›n<br />
önüne geçece¤ini, fosil yak›tlara ba¤›ml›l›¤›m›z›<br />
azaltaca¤›n› art›k herkes biliyor. Bu bir hayal<br />
de¤il. Üstelik, günümüzde günefl enerjisinin<br />
maliyetini düflürebilecek politika de¤ifliklikleri,<br />
teflvikler ve yeni üretim yöntemleri gibi araçlar<br />
mevcutken kesinlikle de¤il.<br />
Fotovoltaikler, yaflam döngüleri boyunca, üretim<br />
gibi aflamalarda dolayl› CO 2 sal›m› yap›yor olsalar<br />
da, bu de¤erler kaç›n›lan emisyon de¤erlerinin<br />
çok afla¤›s›ndad›r. Buna kan›t olarak, Japonya’da<br />
1 Evaluation of CO2 emissions from photovoltaic energy systems, Electrotech. lab. Japonya 2 Solar generation V 2008, EP‹A ve Greenpeace 3 Advanced Solar Generation Scenario<br />
20<br />
yürütülen ve fotovoltaik<br />
sistemlerin CO 2 sal›mlar›n› inceleyen bir<br />
çal›flmada, kWh cinsinden üretim kapasitesine,<br />
geliflen teknolojilere ve hücre üretim boyutuna<br />
göre, sistemlerin ömürleri, modül üretimleri ve<br />
santral kurulumlar› da gözetilerek çeflitli<br />
hesaplamalar yap›ld›. Bu çal›flmaya göre,<br />
polikristal yap›l› silikon hücreler için y›ll›k üretim<br />
kapasitesi 10 MW kabul edilerek, 3 kW ve 1000<br />
kW’l›k iki sistem k›yasland›¤›nda sal›m de¤erleri<br />
s›ras›yla 17 gC/kWh ve 39 gC/kWh olarak<br />
belirlenmifltir. Amorf yap›l› silikon hücrelerde ise<br />
bu de¤erler ayn› parametreler için, s›ras›yla 10<br />
gC/kWh ve 47 gC/kWh olarak hesaplanm›flt›r 1 .<br />
Genel olarak, üretim metotlar›na ba¤l› olarak,<br />
PV’nin 2165 gC/kWh aral›¤›nda sal›m yapt›¤›<br />
kabul edilmektedir 2 . Avrupa’daki ortalama bir<br />
termik santral ise 900 gC/kWh sal›m<br />
yapmaktad›r. Termik santrallerden elde edilen<br />
güç yerine fotovoltaiklerden yararlanarak elektrik<br />
üretti¤imizde, sal›m de¤erlerindeki 835–879<br />
g/kWh’l›k fark aç›kça görülmektedir. Daha tutucu<br />
bir senaryoya göre ise günefl santralinde üretilen<br />
1 kWh’l›k enerji, yaklafl›k 600 g’l›k sal›m›<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
engellemektedir. 2030 y›l›na kadar PV sistemler<br />
sayesinde y›ll›k küresel emisyonlarda 1,6 milyar<br />
tonluk azalma olabilir 3 . Bu azalma, kömürle<br />
çal›flan, ortalama 750 MW kurulu güçte, 450<br />
adet termik santralin sal›m›na eflde¤erdir. 2005<br />
ile 2030 y›llar› aras›nda toplam 9 milyar ton<br />
CO 2 sal›m›n›n engellenmesi sa¤lanabilir.<br />
Sonuç olarak, fotovoltaiklerin üretimi, kirletici<br />
emisyonlar ve konvansiyonel elektrik üretimi<br />
teknolojileriyle iliflkili çevre güvenli¤i sorunlar›<br />
yaratmaz. Baca gazlar› ya da gürültü kirlili¤i de<br />
yoktur.<br />
Günefl enerjisinin en büyük avantajlar›ndan biri<br />
de, elektri¤in, tüketilece¤i yerde üretilmesini<br />
sa¤lamas›d›r. Bu da, üretimin yayg›nlaflmas›n›<br />
sa¤lamaktad›r. Üstelik, günefl ›fl›¤›n›n oldu¤u<br />
saatler, enerji talebinin en fazla oldu¤u saatlerle<br />
çak›flt›¤›ndan, günefl panellerinin, elektri¤in en<br />
pahal› ve en k›t oldu¤u vakitlerde enerji üretmesi<br />
mümkün olmaktad›r. Talep tepe noktas›na<br />
ulaflt›¤›nda yeni elektrik santrallerinin üretime<br />
geçmesi gerekti¤inden, büyük çapta günefl<br />
enerjisiyle elektrik üretimine geçmek, hem<br />
havay› kirletmeden elektrik üretme olana¤›<br />
sa¤lad›¤›ndan hem de yeni santrallerin aç›lmas›n›<br />
gereksiz k›ld›¤›ndan havan›n kalitesini<br />
art›racakt›r. Günefl enerjisi, küresel ›s›nmaya<br />
karfl› elimizdeki en iyi, hatta belki de tek yayg›n<br />
çözümdür. Bugün, büyük iflletmelerin ço¤u<br />
sosyal sorumluluk projeleri kapsam›nda küresel<br />
›s›nmayla savaflmak ve yenilenebilir enerjilerin<br />
kullan›m›n› benimsetmek için bir fleyler yap›yor.<br />
Günefl enerjisinden yayg›n olarak yararlanmaya<br />
bafllamad›¤›m›z takdirde, gezegenimiz insanlar›n<br />
yaflamas› için uygunsuz hale gelecek. Çünkü fosil<br />
yak›tlar, dünya üzerindeki yaflam› büyük bir h›zla<br />
sürdürülebilir olmaktan ç›kar›yor. Günefl enerjisi<br />
teknolojileri pazar› ise küresel ›s›nman›n yaratt›¤›<br />
etkiyle büyüyor ve daha da önem kazan›yor.<br />
Günefl Enerjisini Neden<br />
Kullanmal›y›z?<br />
• Fotovoltaikler, sera gaz› sal›n›mlar›n›<br />
ciddi ölçüde düflürür ve yak›n<br />
gelecekte daha da düflürecektir.<br />
• Fotovoltaiklerin yak›t› olan günefl<br />
›fl›n›m› bedavad›r.<br />
• Fotovoltaikler, ne gürültü yapar ne<br />
de sa¤l›¤a zararl› ve kirletici gazlar<br />
üretir.<br />
• Fotovoltaikler, uzak, k›rsal alanlara<br />
elektrik götürür.<br />
• Fotovoltaikler, neredeyse hiç bak›m<br />
gerektirmez.<br />
• Fotovoltaikler, gelecekte,<br />
kulland›¤›ndan fazla enerji<br />
üreten binalar›n en önemli<br />
bileflenlerinden olacakt›r.<br />
• Fotovoltaiklerden elde edilen<br />
enerjinin geri ödeme süresi gittikçe<br />
daha da k›salmaktad›r.<br />
• Fotovoltaikler sayesinde yerel<br />
istihdam olana¤› do¤ar.<br />
• Fotovoltaikler, hem çok güvenli<br />
hem de güvenilir sistemlerdir.<br />
• Fotovoltaikler, enerji tedarik<br />
güvenli¤inin artmas›na katk›da<br />
bulunur.<br />
LED lambalar tasarruflu ampullerin ulaflt›¤› son noktad›r. Do¤ru ak›mla çal›fl›rlar. fiamanl› ampullere göre yaklafl›k 10 kat› az enerji kullan›rlar ve 100.000 saat ömre ulafl›rlar.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 21
Günefl Enerjisine Girifl<br />
22<br />
Elektri¤ini Güneflten Üreten ‹lk STK<br />
Baflta günefl ve rüzgâr enerjisi olmak üzere, tüm temiz enerji sistemlerini ve ekolojik yap›<br />
modellerini uygulamal› projelerle tan›tmay› hedefleyen TemizDünya Ekoloji Derne¤i bir ilke<br />
imza att› ve ‹stanbul Suadiye sahil yolundaki ofisinin önüne 1 kW kurulu gücünde bir günefl<br />
a¤ac› dikerek, Türkiye'nin kendi elektri¤ini günefl enerjisinden kendi üreten ilk sivil toplum kuruluflu<br />
(STK) oldu.<br />
‹stanbul Büyükflehir Belediyesi Park ve Bahçeler Müdürlü¤ü ile FORE Enerji'nin ortak katk›lar›<br />
sayesinde kurulan bu fotovoltaik sistem, y›lda en az 2 MWh elektrik üretmekte, bu da yaklafl›k<br />
olarak bir evin y›ll›k toplam elektrik tüketimine denk gelmektedir. Ayn› zamanda, elektrik üretim<br />
kayna¤›n›n günefl olmas›ndan dolay› da bir günefl a¤ac› y›lda 1.700 kg CO2 emisyonunu<br />
engellemekte ve üzerinde bulunan sensörleri sayesinde gün do¤umundan gün bat›m›na kadar bir<br />
ayçiçe¤i gibi günefli takip etmektedir.<br />
Dünyadan Büyük Çapl› Uygulamalar<br />
Günefl enerjisi kervan›na büyük flirketler de kat›ld›lar. General Motors’un Avrupa’daki<br />
tesislerinde, dünyan›n lider çevre hizmetleri ve enerji flirketleri ile ‹spanya Aragon<br />
hükümetinin ortaklafla kurdu¤u bir konsorsiyum, 183.000 metrekarelik dünyan›n en büyük<br />
günefl panelli çat› kaplamas›n› kurmaya haz›rlan›yor. Bu projeyle, y›lda 6.700 ton karbondioksit<br />
sal›m›n›n engellenmesi hedefleniyor.<br />
2008’in son aylar›nda, tamamland›¤›nda Amerika’n›n en büyük günefl enerjisi üreten çat› sistemi<br />
olacak Atlantic City Kongre Merkezi’nde ise günefl panellerinin büyük bir k›sm› yerlefltirildi. Çat›daki<br />
sistemin kurulumu tamamland›¤›nda yaklafl›k 13.321 panel yerleflmifl olacak. 2,36 megawatt’l›k bu<br />
çat› üstü günefl enerjisi sistemi, merkezin ana çat›s›n›n üçte ikisini, yani yaklafl›k 27.000 metrekarelik<br />
bir alan› kaplayacak. Atlantic City Kongre Merkezi Günefl Enerjisi Projesi’nde, üretilen yenilenebilir<br />
enerji, her y›l atmosfere 2.349 ton karbondioksit sal›m›n› engelleyecek.<br />
Cep telefonu tufllar›nda ve ›fl›¤›nda, trafik lambalar›nda LED kullan›lmaktad›r. Bir otomobilde 300’den fazla LED vard›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Türkiye’de Günefl Enerjisi<br />
Potansiyeli<br />
Türkiye Günefl Enerjisi Potansiyeli Atlas›<br />
Ülkemiz, co¤rafi konumu nedeniyle günefl<br />
enerjisi potansiyeli aç›s›ndan birçok ülkeye<br />
göre oldukça flansl› durumdad›r. Devlet<br />
Meteoroloji ‹flleri Genel Müdürlü¤ü’nde (DM‹)<br />
bulunan 1966-1982 y›llar›nda ölçülen günefllenme<br />
süresi ve ›fl›n›m fliddeti verilerine dayanarak E‹E<br />
taraf›ndan yap›lan çal›flmaya göre, Türkiye'nin<br />
ortalama y›ll›k toplam günefllenme süresinin<br />
2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), y›ll›k ortalama<br />
toplam ›fl›n›m fliddetinin 1311 kWh/m 2 (günlük<br />
toplam 3,6 kWh/ m 2 ) oldu¤u tespit edilmifltir.<br />
Bu çal›flmay› takiben, 2008 y›l›nda Türkiye’nin<br />
günefl enerjisi potansiyeli atlas› (GEPA) çal›flmas›<br />
tamamlanarak, sonuçlar›n tematik harita görüntüleri<br />
EIE web sitesinde yay›nlanm›flt›r. Güncellenmifl<br />
ölçümlerin sonucunda, yatay yüzeye gelen<br />
ortalama günlük radyasyon de¤eri 4,17 kWh/ m 2<br />
ve y›ll›k ortalama günefllenme süresi de 2740 saat<br />
olarak hesaplanm›flt›r.<br />
Bu çal›flmada ›fl›n›m fliddeti topo¤rafyaya göre sabit<br />
y›ll›k metrekare bafl›na 1.650 kWh ‘ten fazla olan<br />
yerler en iyi alanlar olarak kabul edilmektedir.<br />
GEPA verilerine göre yap›lan çal›flmada, Türkiye'de<br />
toplam 4.600 km 2 günefl enerjisi yat›r›mlar›na<br />
uygun kullan›labilir alan belirlendi¤i EPDK<br />
yetkililileri taraf›ndan bildirilmifltir.<br />
Modern bir elektrik santralinin verimi % 40’›n alt›ndad›r. Hem elektrik hem de ›s› üreten bir santralin toplam verimi ise % 70’in üzerine ç›kabilmektedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 23
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Türkiye Global Radyasyon De¤erleri (KWh/m 2 -gün)<br />
Türkiye Günefllenme Süreleri (Saat)<br />
Türkiye PV Tipi-Alan-Üretilebilecek Enerji (KWh-Y›l)<br />
Danimarka’daki, saman dahil her fleyi yakan Avedore Santral› % 94 verime ulaflm›flt›r. Çevresindeki 80.000 evin elektri¤ini sa¤larken 110.000 evi de ›s›tabilmektedir.<br />
24<br />
Ayn› çal›flmada Türkiye’nin günefl enerjisi ile<br />
elektrik üretecek teknik potansiyelinin y›ll›k<br />
380 milyar oldu¤u tespit edilmifltir. Türkiye’nin<br />
teknik günefl enerjisi potansiyeli ile bugüne kadar<br />
iflletmeye geçirilen kapasite aras›ndaki büyük<br />
farkl›l›k di¤er tüm yenilenebilir enerji kaynaklar›<br />
için de ne yaz›k ki söz konusudur.<br />
Türkiye'nin Ayl›k Ortalama Günefl<br />
Enerjisi Potansiyeli<br />
Aylar Ayl›k Toplam Günefl Enerjisi Günefllenme<br />
Süresi<br />
(Kcal/cm 2 -ay) (kWh/m 2 -ay) (Saat/ay)<br />
Ocak 4,45 51,75 103,0<br />
fiubat 5,44 63,27 115,0<br />
Mart 8,31 96,65 165,0<br />
Nisan 10,51 122,23 197,0<br />
May›s 13,23 153,86 273,0<br />
Haziran 14,51 168,75 325,0<br />
Temmuz 15,08 175,38 365,0<br />
A¤ustos 13,62 158,40 343,0<br />
Eylül 10,60 123,28 280,0<br />
Ekim 7,73 89,90 214,0<br />
Kas›m 5,23 60,82 157,0<br />
Aral›k 4,03 46,87 103,0<br />
Toplam 112,74 1311 2640<br />
Ortalama 308,0 3,6 7,2<br />
cal/cm 2 -gün kWh/m 2 -gün saat/gün<br />
Kaynak: E‹E web sitesi<br />
Y›ll›k Toplam Günefl Enerjisi Potansiyelinin<br />
Bölgelere Göre Da¤›l›m›<br />
Bölge Toplam Günefl Günefllenme<br />
Enerjisi süresi<br />
(kWh/m 2 -y›l) (Saat/y›l)<br />
G.Do¤u Anadolu 1460 2993<br />
Akdeniz 1390 2956<br />
Do¤u Anadolu 1365 2664<br />
‹ç Anadolu 1314 2628<br />
Ege 1304 2738<br />
Marmara 1168 2409<br />
Karadeniz 1120 1971<br />
Kaynak: E‹E web sitesi<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Günefl Enerjisinde Yasal<br />
Düzenleme Örnekleri<br />
Baflta Avrupa Birli¤i olmak üzere birçok<br />
devlet yenilenebilir enerji kaynaklar›n›<br />
gelifltirmek ve teflvik etmek için çeflitli<br />
önlemler almakta ve hedefler koymaktad›r.<br />
Avrupa Birli¤i;<br />
• 2020 y›l›nda tüketilen enerjinin % 20’sinin<br />
temiz enerji kaynaklar›ndan sa¤lanmas›,<br />
• 2020 y›l›nda tüm petrol ve dizel tüketiminin<br />
% 10'unun biyoyak›tlardan elde edilmesi,<br />
• 2020 y›l›nda tüketilen elektri¤in % 34'ünün<br />
temiz enerji kaynaklar›ndan üretilmesi,<br />
• 2020 y›l›nda ›s› üretiminin % 25’inin temiz<br />
enerji arac›l›¤›yla sa¤lanmas› konusunda<br />
mutabakata vard›.<br />
Bu hedeflere ulafl›lmas›, % 17 oran›nda CO 2<br />
azalt›m›, 443 milyar Avro de¤erinde yeni yat›r›m,<br />
115 milyar Avro yak›t bedelinden tasarruf, yaklafl›k<br />
300 milyar Avro'luk d›flsal maliyetten tasarruf ve<br />
2 milyon tam zamanl› yeni ifl yarat›lmas› anlam›na<br />
gelecektir. Her ülkede bu hedeflere ulaflmak için<br />
de¤iflik ekonomik modeller uygulanmaktad›r.<br />
Örne¤in, Almanya’n›n güneflli bir ülke olmamas›na<br />
ra¤men sistemin geliflmesi için dinamik bir pazar<br />
yaratma çabas› ve geliflmekte olan PV endüstrisi<br />
birçok insan› flafl›rtmaktad›r. Peki, bu nas›l<br />
gerçeklefliyor? Geçmiflten beri birçok farkl›<br />
program birçok farkl› ülkede uyguland› fakat<br />
hiçbiri bu kadar k›sa sürede Almanya’n›n<br />
“flebekeye elektrik sat›fl› modeli” kadar baflar›l›<br />
Elektri¤in da¤›t›m› s›ras›nda hatlarda oluflan ›s›nma; dünya genelinde 1,3 terawatt saat karfl›l›¤› olan 60 milyar dolar kayba ve 700 milyon ton sera gaz›na neden olmaktad›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 25
Günefl Enerjisine Girifl<br />
olamad›. Günefl enerjisinde bir köfle tafl› görevi<br />
üstlenen “Almanya modeli” Avrupa Fotovoltaik<br />
Endüstrisi Birli¤i taraf›ndan günefl elektri¤inin<br />
geliflmesi için bir strateji olarak kullan›lmaktad›r.<br />
“fiebekeye elektrik sat›fl› modeli” günefl elektri¤i<br />
üreticilerine;<br />
• Günefl enerjisini kullanarak ürettikleri elektri¤i<br />
tekrar flehir flebekesine sat›fl hakk›,<br />
• Üretilen her kWh bafl›na fosil ya da nükleer<br />
kaynaklardan elde edilmifl elektri¤e göre<br />
ücretlendirmede birinci önceli¤e sahip olma,<br />
• Belirli bir zaman diliminde teflvik fiyat<br />
tarifesinden yararlanma avantajlar›<br />
sa¤lamaktad›r.<br />
Geçmiflte, günefl elektri¤ini teflvik için birçok<br />
program devlet bütçesi taraf›ndan finanse<br />
edilmekteydi. Fakat devletin bütçesinde azalma<br />
yafland›¤›nda program›n da kesilmesi bu<br />
mekanizman›n en büyük dezavantaj›n›<br />
oluflturuyordu. Bu nedenle, baz› modeller<br />
tamamen farkl› bir yaklafl›m içeriyor. 2008 y›l›nda<br />
Almanya’da, yeni kurulmufl PV sistemlerden elde<br />
edilen günefl elektri¤i, sistemin büyüklü¤üne ve<br />
tipine ba¤l› olarak 0,35 ile 0,47 Avro/kWh<br />
aras›nda vergilendirilmekteydi. Elektrik<br />
kullan›c›lar›n›n düzenli elektrik faturalar› sayesinde<br />
vergilendirmede ekstra ücretlere geçilebildi ve<br />
sistem eflit bir flekilde yay›ld›. Bu sayede, devlet<br />
ekonomisinden ba¤›ms›z olarak program›n<br />
geliflmesi sa¤lanabildi ve her elektrik kullan›c›s›<br />
taraf›ndan ödenen ekstra ücretler ulusal elektrik<br />
portföyündeki yenilenebilir enerji pay›n› art›rd›.<br />
Almanya’da güneflten üretilen elektri¤in ekstra<br />
fiyat vergilendirmesi, her ev için ayl›k 1,25<br />
Euro’dur. Sonuç olarak, bütün elektrik kullan›c›lar›,<br />
ulusal elektrik arz› a¤›n›n fosil kaynaklar›<br />
kullanmadan, sürdürülebilir ve ba¤›ms›z bir flekilde<br />
tekrar yap›land›r›lmas›na katk›da bulunmaktad›r.<br />
Bu teknoloji, piyasada tan›t›lmaya baflland›¤›ndan<br />
beri günefl elektri¤inin fiyat› tutarl› olarak<br />
düflmektedir. Buna ra¤men, baz›lar› halen günefl<br />
26<br />
elektri¤inin flebekeyi besleyebilecek yeterlilikte<br />
olamayaca¤›n› ve bu yüzden fosil kaynaklardan<br />
elde edilen elektrikle yar›flamayaca¤›n›<br />
savunmaktad›r. Fosil yak›tlar›n fiyatlar›ndaki art›fla<br />
ra¤men günefl elektri¤inin fiyat›n›n güçlü bir<br />
ivmeyle düflmesinin sürdürülebilmesi önemlidir.<br />
Bu nedenlerden dolay› “Almanya sistemi”<br />
sayesinde, PV sistemlerinin kurulum maliyeti y›ll›k<br />
% 5 oran›nda azalmaktad›r. 2009’dan itibaren bu<br />
indirim oranlar›n›n % 8-10 aras›nda artaca¤›<br />
savunulmaktad›r. 20 y›l›n› tamamlayana kadar,<br />
flebeke ba¤lant›l› PV sistemine ayn› vergilendirme<br />
sistemi uygulanmaktad›r.<br />
Sistemin süreklili¤i için “flebekeye elektrik sat›fl›”<br />
modelinin devaml›l›¤› yasalarla garanti alt›na<br />
al›nmakta ve tüketici bankalar›yla finansal<br />
güvenli¤i sa¤lanmaktad›r. Bu garanti süreleri,<br />
Almanya’da 20 y›l olarak belirlenmifltir. Bu, bazen<br />
bankalar› “flebekeye elektrik sat›fl›” modeline dahil<br />
edene ve PV sistemlerle tan›nmas›n› sa¤layana<br />
kadar sürmektedir.<br />
Almanya: Avrupa Toplulu¤u’na üye ülkeler<br />
aras›nda rüzgâr, günefl enerjisi, biyoyak›t kullan›m›<br />
ve solar termal uygulamalar› konusunda lider<br />
konumdad›r. Geçmifli 1990’lara dayanan teflvik<br />
politikalar› sayesinde temiz enerji kaynaklar›n›n<br />
tercih edilmesi hem cazip hem de ekonomiktir.<br />
Yenilenebilir enerjilere verilen al›m garantisi,<br />
sektöre sunulan teflvikler ve vergi indirimleri<br />
dinamik bir temiz enerji pazar›n›n oluflmas›nda<br />
etkili olan baflar›l› karma politikalard›r. Özellikle de<br />
Yenilenebilir Enerji Kaynaklar› Kanunu (EEG)<br />
kapsam›nda, pazara yönelik ve temiz enerji<br />
kullan›m›n› gelifltirme amaçl› teflvikleri içeren ve<br />
yukar›da bahsi geçen program, bu kaynaklar›n<br />
kullan›m›na ivme kazand›ran ana faktör kabul<br />
edilmifl ve pek çok ülkede bu kanunun temel<br />
özellikleri örnek al›nm›flt›r. 2007 Haziran’›nda,<br />
Alman Parlamentosu, EEG’nin yükümlülüklerini<br />
düzeltmeye ve 2009’dan itibaren uygulanmak<br />
üzere y›ll›k indirim oranlar›n› art›rmaya karar<br />
vermifltir.<br />
Dünyada kullan›lan tüm enerjinin % 17’si ayd›nlatma amaçl› tüketiliyor.Yüksek verimli ampuller 8 kat fazla ayd›nlat›yor ve 29 kat daha uzun ömürlü.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Almanya’n›n 2007 y›l›n›n sonunda toplam kurulu<br />
PV sisteminin kümülatif gücü 3,8 GW de¤erine<br />
ulaflm›fl durumdayd›. Bunun 1100 MW’l›k k›sm›<br />
2007’de devreye girdi. Almanya, bu rakamlarla<br />
küresel kurulumun yar›s›na sahiptir. 2007 y›l›nda<br />
PV sistemlerinin % 30’u konutlara (110 kW),<br />
% 53’ü çiftliklere, kamu yap›lar›na ve ticari<br />
iflletmelere kuruldu (10-100 kW). % 7‘lik k›sm› çok<br />
genifl ticari çat› sistemlerine (100 kW’tan büyük) ve<br />
% 10’luk k›sm› da çok genifl arazilere monte<br />
edilmifltir. % 0,6’l›k k›sm› da zaten uzun y›llard›r<br />
elektri¤ini güneflten sa¤layan k›s›md›r.<br />
Alman hükümeti taraf›ndan 2007 y›l›n›n<br />
sonlar›nda uyarlanan Enerji ve ‹klim Entegre<br />
Program›’n›n özünde de yenilenebilir enerji ve<br />
enerjinin verimli kullan›m› yer al›r. Birkaç aflamadan<br />
oluflan bu iklim program›n›n amac›, ekonomik<br />
kalk›nmay› karbon sal›m›n› azaltarak ilerletmek,<br />
enerji verimlili¤ini gözle görülür biçimde art›rmak<br />
ve güvenilir enerji kaynaklar›n› garanti alt›na almak<br />
olarak belirlenmifltir. Bu iklim paketi, CO 2<br />
emisyonlar›n› 2020 y›l›na kadar 1990’lardaki<br />
seviyesinden % 40 oran›nda azaltmay› taahhüt<br />
etmektedir. Bu taahhüt, Almanya’y› uluslararas›<br />
liderler kurulunda en üst noktaya tafl›m›flt›r.<br />
Bu kadar somut ve azimli bir programa sahip,<br />
endüstriyel geliflimini tamamlam›fl baflka bir ülke<br />
yoktur.<br />
Ayr›ca, Yenilenebilir Enerji Kanunu ile 5 kW’tan<br />
küçük kapasiteli tesisler için 50.62 Euro<br />
Cent/kWh al›fl fiyat› garantisi verilmektedir.<br />
‹spanya: ‹spanya’da, 2000-2010 Yenilenebilir<br />
Enerji Eylem Plan› çerçevesinde yenilenebilir enerji<br />
kaynaklar›n›n teflviki ve önündeki engellerin<br />
kald›r›lmas›na yönelik bakanl›klar aras› bir<br />
komisyon kurulmufltur. Ulusal bazda bir<br />
“flebekeye elektrik sat›fl›” modeli bulunmakta ve<br />
bu da her y›l 2 MW’l›k bir büyüme ile flebeke<br />
elektri¤ini besleme avantaj› sa¤lamaktad›r.<br />
‹spanya, “2011-2020 Yenilenebilir Enerji Plan›”<br />
için 2009’da gerçeklefltirilmek üzere ciddi<br />
Tasarruf ampulleri üretmek için kurulacak bir fabrika 7,5-10 milyon dolara mal olur.<br />
hedefler belirlemifl durumdad›r. Toplam kurulu<br />
PV gücünün % 95’inin 2007 y›l›nda infla edilmifl<br />
olmas› da hedeflerine olan inanc› art›rmaktad›r.<br />
Di¤er bir önemli çal›flmalar› ise, yüzeye monte ve<br />
çat› sistemlerinin yan›nda gelifltirdi¤i BIPV (yap›ya<br />
entegre PV) sistemidir. Bu sistem sayesinde,<br />
konut sektörüne üretim sa¤layacak küçük PV<br />
kurulumcular da desteklenecek ve büyük üretim<br />
santrallerine karfl› oluflacak sosyal tepki de<br />
azalt›lm›fl olacakt›r. Ayr›ca, evlerdeki s›cak suyun<br />
% 30 ile % 70 aras›nda güneflten sa¤lanmas›<br />
beklenmektedir.<br />
Günefl enerjisinden elektrik üretimine iyi bir<br />
örnek olarak, Seville flehrinin bat›s›nda yer alan<br />
yo¤unlaflt›r›c› termik günefl santrali verilebilir.<br />
Santralin geliflmifl teknolojisi sayesinde 2013<br />
y›l›na kadar 300 MW’l›k kurulu güce ulafl›lmas›<br />
planlanmaktad›r. Bu santrali kuran flirkete<br />
5 milyon Avro de¤erinde yat›r›m deste¤i<br />
sa¤lanm›flt›r. ‹spanya, 2004 y›l›nda düzenledi¤i<br />
27 Euro Cent/kWh’lik al›m garantili teflvik<br />
tarifesiyle, 50 MW kadar kurulu gücü olan<br />
yo¤unlaflt›r›c› termal günefl santrallerinden<br />
üretilen elektri¤e dünyada ilk destek veren ülke<br />
olmufltur. Bu oran, 25 sene boyunca ödenecek ve<br />
her y›l enflasyon yüzdesinin % 1 eksi¤i kadar da<br />
artacakt›r.<br />
‹talya: 20 sene için 3646 Euro Cent/ kWh<br />
aras›nda sabit bir teflvik sa¤l›yor ve bina<br />
planlar›nda 2009 y›l›ndan itibaren yenilenebilir<br />
enerji kaynaklar›n›n entegre edilmesini flart<br />
kofluyor. Bu flarta göre, ev bafl›na en az 1 kWp ve<br />
100 m 2 ’den az yer kaplayan endüstriyel binalar›n<br />
da en az 5 kWp enerji üretmesi bekleniyor.<br />
Ayr›ca, normalde % 20 olan KDV oranlar›nda<br />
günefl enerjisi sistemleri için % 50 indirim<br />
yap›lm›flt›r. Ayr›ca ‹talyan hükümeti do¤al gaz<br />
flirketlerinin, cirolar›n›n % 2’si ile % 3’ü oran›n›<br />
yenilenebilir enerji üretimine ay›rmalar›n›n zorunlu<br />
k›lmaktad›r. “fiebekeye elektrik sat›fl›nda” geri<br />
ödemeler GSE (Gestore dei Servizi Elettrici)<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 27
Günefl Enerjisine Girifl<br />
taraf›ndan yap›lmaktad›r. Ekonomi Bakanl›¤›,<br />
2010 y›l›ndan sonra uygulanmak üzere, yeni<br />
tarife yasalar›yla ilgili çal›flmaktad›r. Bu yeni<br />
yasaya göre, okul ve kamu yap›lar›nda kullan›m,<br />
nüfusu 5.000’den küçük belediyelerde kullan›m,<br />
k›rsalda kullan›lan konut entegre PV sistemleri ve<br />
konutlara entegre asbestos çat› uygulamalar› ile<br />
“flebekeye elektrik sat›fl” modeli uygulamas›n›n<br />
% 5 oran›nda artmas› sa¤lanacakt›r.<br />
Fransa: 2011 y›l› hedefi, 1.1 GW’l›k kümülatif<br />
kurulum kapasitesidir. 2020’ye kadar da bu<br />
rakam› 5,4 GW’l›k kapasiteye ulaflt›rmay›<br />
hedeflemektedir. Fransa’n›n 2008 y›l›<br />
çal›flmalar›ndan sonra “flebekeye elektrik sat›fl›”<br />
modeli, konut sektöründe yap›ya entegre<br />
sistemler (BIPV) için 57 Euro Cent/kWh, di¤er<br />
sistemler için 31 Euro Cent’lik ödeme fleklinde<br />
tan›mland›. Yar› entegre sistemler için de di¤er<br />
ülkelerden farkl› olarak “flebekeye elektrik sat›fl”<br />
modeli gelifltirildi. Ayr›ca, 2009 Aral›k ay›na kadar<br />
bireylerin donan›m maliyetlerindeki vergilere<br />
% 50 muafiyet getirilmifltir. Bununla birlikte,<br />
%19,6 olan KDV oran› da 2010 y›l› sonuna kadar<br />
% 5,5 olarak azalt›ld›.<br />
Yunanistan: Yenilenebilir enerji kaynaklar›<br />
kullan›larak üretilen elektri¤e 40-50 Euro<br />
Cent/kWh aras›nda teflvik vermektedir. Üstelik<br />
ulusal yat›r›m kanununa göre, bu alandaki<br />
yat›r›mc›lara % 20-40 aras›nda hibe deste¤i<br />
sa¤lanmaktad›r. Kurulum maliyetlerinin % 20’si<br />
gelir vergisinden düflülebilmektedir. fiebeke<br />
ba¤lant›s› olmayan ada sistemlerinde de<br />
maliyetlerin % 20’sinden muafiyet söz<br />
konusudur.<br />
Portekiz: Günefl enerjisi uygulamalar›nda 5<br />
kW’tan büyük tesisler için 28,4 Euro Cent/kWh,<br />
küçükler için ise 49,9 Euro Cent/kWh destek<br />
sa¤lamaktad›r. 2005 y›l›ndan bu yana, yat›r›m<br />
maliyetlerinin % 30’u gelir vergisinden<br />
düflülmektedir.<br />
Amerika: ABD’de PV pazar›, 2007’de % 48’lik<br />
bir büyüme yaflad› ve toplam kurulum 190<br />
MW’›n üzerinde gerçekleflerek toplam kapasite<br />
750 MW de¤erine ulaflt›. Kaliforniya, % 60’l›k<br />
de¤erle hala liderli¤ini sürdürmekle beraber,<br />
di¤er eyaletlerde de % 83’lük bir art›fl söz<br />
konusudur.<br />
Baz› eyaletlerde gayet kuvvetli Yenilenebilir<br />
Portfolyo Standartlar› (RPS) kanunlar› kabul edilip<br />
varolan RPS programlar› daha fazla günefl<br />
enerjisini teflvik eder biçimde optimize edilmifl<br />
olsa da federal düzeyde haberler pek de iç aç›c›<br />
de¤ildi. Özellikle de 2007’de kongreden<br />
geçmeyen bir günefl Yat›r›m Vergisi Kredisi,<br />
pazar› bir belirsizlikle karfl› karfl›ya b›rakt›. Neyse<br />
ki, 2008’de sonlanmas› gereken Yat›r›m Vergisi<br />
Kredisi’nin (ITC) 8 y›l daha uzat›lmas› yat›r›mc›ya<br />
büyük rahatl›k sa¤lad›. Bu uzatman›n sonucunda,<br />
hem konutlar hem de ticari uygulamalar %<br />
30’luk vergi kredisinden yararlanabilecek ve<br />
günefl enerjisinden elektrik üreten konutlara<br />
getirilen 2000 dolarl›k bütçe limiti yeni<br />
konutlarda kald›r›lm›fl olacak. Da¤›t›m<br />
flirketlerinin bu krediden yararlanmas›n›<br />
engelleyen madde de yürürlükten kalkm›fl oldu.<br />
ITC sayesinde, toplam gücün gelecek 5 y›l için<br />
y›ll›k % 65’lik art›flla 2013’te 10 GW’a ulaflmas›<br />
bekleniyor. Solar Amerika Giriflimi, PV<br />
fiyatlar›ndaki düflüflle paralel olarak, 2015<br />
hedeflerinin geleneksel kaynaklarla fiyat birli¤i<br />
sa¤lamak oldu¤unu belirtmektedir.<br />
ABD, PV pazar›nda ince film teknolojisi ile büyük<br />
geliflme göstermekte ve dünya liderli¤ini elinde<br />
tutmaktad›r. Baz› yasalar ve teflvikler eyalet<br />
baz›nda da de¤ifliklik göstermekle beraber<br />
genelde günefl sistemleri kurmak isteyenlere<br />
yat›r›m deste¤i sa¤lanmaktad›r.<br />
Japonya: Japonya’n›n PV sektörünü ilgilendiren<br />
enerji politikalar› 2002 y›l›nda uygulanmaya<br />
bafllanan ‘Enerji Politikas› Üzerine Temel Yasa’<br />
kapsam›nda yer almaktad›r. Bu yasa, 3 temel<br />
Toyota’n›n öncülük etti¤i teknolojide frenin yaratt›¤› sürtünme kuvvetiyle düflük h›zlarda benzin devreden ç›k›yor ve hibrit motor kendi üretti¤i enerjiyi kullan›yor.<br />
28<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
prensibi flart koflmaktad›r; kararl› bir tedarik<br />
süreci, çevresel uygunluk ve pazar<br />
mekanizmalar›n›n kullan›m›d›r.<br />
1994-2006 aras›nda 12 y›l boyunca Japon<br />
devleti, hanelerde günefl enerjisi kaynakl› elektrik<br />
kullan›lmas›n› özendirmek amac›yla, gerekli<br />
yat›r›m›n yar›s›n› sübvansiyon olarak sa¤lam›flt›r.<br />
2006 mali y›l›n›n sonunda, yaklafl›k 350.000<br />
konutta toplam kurulu güç 1,277 MW’a<br />
ulaflm›flt›r. Ancak, son y›llarda gerekli donan›m<br />
maliyeti azald›¤› için sübvansiyona gerek<br />
kalmam›flt›r. Ve evlerde de günefl kaynakl› enerji<br />
kullan›m› giderek yay›lmaktad›r.<br />
Japon hükümeti taraf›ndan, “Temel Enerji<br />
Plan›”n›n 2007’den itibaren gelecek 10 y›l›<br />
kapsamas› öngörüldü. Bu plan›n ana direkleri<br />
afla¤›daki maddelerden oluflmaktad›r;<br />
• fosil yak›tlar›n sabit arz›n› savunan diplomasi<br />
kaynaklar›na karfl› politikalar,<br />
• enerji koruma stratejilerinin art›r›lmas› ve<br />
küresel iklim de¤iflikli¤ini engelleyecek<br />
uluslararas› çerçeve çal›flmalar›n›n<br />
oluflturulmas›,<br />
• teknolojik yeterlili¤in güçlendirilmesi.<br />
Japonya'da günefl enerjisinin elektrik<br />
üretimindeki pay›, flimdilik sadece % 0,1<br />
düzeyindedir; fakat 2030 y›l›nda bu pay % 10'u<br />
bulacakt›r. Günefl enerjisinden üretilen elektri¤in<br />
maliyetinin önümüzdeki 5 y›l içinde di¤er enerji<br />
kaynaklar›ndan elde edilen elektrikle rekabet<br />
edebilecek düzeye gelmesi beklenmektedir.<br />
RPS (Yenilenebilir Portfolyo Standartlar›)<br />
Kanunlar›, da¤›t›m flirketleri taraf›ndan da yeni<br />
enerjinin kullan›lmas›n› zorunlu k›lmak için,<br />
hükümet taraf›ndan tekrar gözden geçirildi ve<br />
2011-2014 y›llar› aras› için yeni hedefler<br />
belirlendi. Son hedef, y›ll›k toplam 950 milyon<br />
kWh’lik bir art›flla 2014 sonunda 16 milyon<br />
kWh’lik toplam kurulu güce ulaflmak olarak<br />
belirlendi. Bunlar›n yan›nda, 2050 y›l›nda sera gaz›<br />
emisyonunu flimdiki de¤erlerin yar›s›na indirme<br />
hedefini uygulamak için “Cool Earth 50” Enerji<br />
‹novasyonu Teknoloji Plan› hayata geçirildi.<br />
Bu plan›n önemli bir aya¤› olan “Yenilikçi PV<br />
Teknolojileri” çal›flmalar› ile % 10-15’lerde olan<br />
günefl hücrelerinin verimlili¤inin % 40’lara<br />
ç›kar›lmas› ve flimdiki fiyat› 46 Yen/kWh olan<br />
hücrelerin fiyatlar›n› 7 Yen/kWh de¤erine<br />
düflürülmesi için çal›fl›lmaktad›r.<br />
Çin: 2007 y›l› sonunda Çin’deki kurulu PV gücü<br />
100 MW’a ulaflm›flt›r. Bunun % 6’s› flebekeye<br />
ba¤l›, geri kalan› ise k›rsal sistemlerdir. 2010 y›l›<br />
için hedef, 300 MW’l›k PV gücüdür. 2006<br />
Yenilenebilir Enerji Kanunu’na göre, hem binaya<br />
entegre sistemler hem de büyük boyutlu çöl<br />
santralleri için teflvikler sa¤lanacakt›r. K›rsal<br />
uygulamalar için ilk yat›r›m maliyeti hükümet<br />
taraf›ndan karfl›lanacak ve elektrik üretiminden<br />
sa¤lanan geliri aflan iflletme ile bak›m maliyetleri<br />
ulusal elektrik da¤›t›m flebekesindeki tarife<br />
art›r›larak desteklenecektir.<br />
Güney Kore: 2007 y›l› sonunda Güney Kore’deki<br />
kurulu PV gücü 77,6 MW’a ulaflm›flt›r. Bunun<br />
42,9 MW’l›k k›sm› 2007 y›l›nda kurulmufltur.<br />
2012 y›l›nda ulafl›lmak istenen hedef, 1,3 GW<br />
olarak belirlenmifltir. 100.000 çat› program›<br />
kapsam›nda Kore PV pazar› h›zla geliflmifltir.<br />
Teflvik fiyatlar›, 30 kW’tan küçük sistemler için<br />
kWh bafl›na 711,25 KRW ve büyük sistemler için<br />
ise 677,38 KRW olarak belirlenmifltir. Bu tarifeler,<br />
3 kW’tan büyük uygulamalar için 15 y›ll›k garanti<br />
kapsam›na al›nm›flt›r.<br />
Bu program›n çat›s› alt›nda devlet, müstakil evler<br />
için toplam sistem fiyat›n›n % 60’›n› ve kiral›k<br />
daireler için ise % 100’ünü karfl›lamaktad›r.<br />
Ayr›ca, yeni bir programa göre, yeni yap›lan ve<br />
3000 m 2 ’den büyük devlet binalar›nda, toplam<br />
inflaat maliyetinin % 5’inin günefl panellerini de<br />
içeren yenilenebilir enerji harcamalar›na ayr›lmas›<br />
zorunludur.<br />
Hibrit motorlu araçta yak›t tüketimini % 50’ye kadar azaltmak mümkün. Orta boyutlu bir binek otomobil bu yolla 100 km’de sadece 3 lt benzin harc›yor.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 29
Günefl Enerjisine Girifl<br />
Yenilenebilir Enerji ve<br />
Türkiye’deki Yasal Düzenlemeler<br />
Avrupa Birli¤i ülkeleri, 2020 nihai hedefini<br />
belirledi: “Varolan toplam enerjideki pay›<br />
% 8,5 olan yenilenebilir enerjinin pay›n›,<br />
2020 tarihine kadar % 20’ye yükseltmek.” Yine<br />
toplam elektrik tüketiminin yaklafl›k % 35’ini, ›s›<br />
ihtiyac›n›n % 25’ini ve ulafl›m›n % 10’unu<br />
yenilenebilir kaynaklardan sa¤lamak ana hedefler<br />
30<br />
aras›nda s›ralanmaktad›r. Tüm bu rakamlardan<br />
güneflin pay›na düflen ise fotovoltaikler için 52.000<br />
MW olarak belirlendi.<br />
Dünyada yaflanan geliflmelerin paralelinde<br />
ülkemizde de 2003 y›l›ndan itibaren yenilenebilir<br />
enerji alan›nda çeflitli yasal düzenlemeler yap›lmaya<br />
baflland›. 10 May›s 2005 tarihinde kabul edilen<br />
Hat kay›plar›nda ve kaçaklarda dünya ortalamas› % 5,5-6 iken, bizde bu oran % 23’tür. Yani 4 kat› fazla!<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Günefl Enerjisine Girifl<br />
“Yenilenebilir Enerji Kaynaklar›n›n Elektrik Enerjisi<br />
Üretimi Amaçl› Kullan›m›na ‹liflkin” 5346 say›l›<br />
kanun, kimi çevreler taraf›ndan birçok Avrupa ve<br />
dünya ülkesinde uygulanan teflviklere göre yetersiz<br />
bulunsa da bu alana ilgi duyan yat›r›mc› ve<br />
üreticilere çeflitli teflvikler sunmaktad›r. Bu kanun<br />
metninin tamam› 18 May›s 2005 tarihinde<br />
yay›nlanan 25819 say›l› Resmi Gazete’den<br />
ulafl›labilir.<br />
Gerek uluslararas› birtak›m sözleflmeler nedeniyle<br />
gerekse geleneksel enerji kayna¤›n›n azalmas› ve<br />
ters orant›l› olarak enerji ihtiyac›n›n artmas›<br />
nedeniyle bu alanda çok h›zl› geliflmeler<br />
yaflanmaktad›r. Bu yasan›n yat›r›mc›ya ve üreticiye<br />
sa¤lad›¤› avantajlar afla¤›da s›ralanmaktad›r.<br />
Fakat yaflanan h›zl› geliflmeler nedeniyle yasal<br />
düzenlemeler sürekli olarak güncellenmektedir.<br />
5346 Say›l› Yenilenebilir Enerji Yasas› bu alanda<br />
yer alacak gerçek ya da tüzel kiflilere yat›r›m<br />
deste¤i sa¤lamakta ve devlet taraf›ndan sat›n<br />
al›nan elektrikte yenilenebilir enerji kaynaklar›ndan<br />
üretim yapan kiflilere öncelik tan›maktad›r. Fakat<br />
tüm bu avantajlara sahip olmak için kurumlar›n ya<br />
da kiflilerin EPDK taraf›ndan verilecek olan<br />
“Yenilenebilir Enerji Kaynak Belgesi”ne (YEK) sahip<br />
olmalar› gerekmektedir. Bu belge, iflletmede<br />
10 y›l›n› tamamlamam›fl tüzel kiflilerden, EPDK<br />
taraf›ndan belirlenen elektrik toptan sat›fl fiyat›<br />
üzerinden saptanan bir fiyatla elektrik sat›n al›m›n›<br />
sa¤lamaktad›r.<br />
Varolan yasa ile bu fiyat 5-5.5 Euro Cent/kWh<br />
karfl›l›¤› Türk Liras› olarak belirlenmekte fakat<br />
serbest piyasada 5.5 Euro Cent/kWh s›n›r›n›n<br />
üzerinde sat›fl imkân› bulan lisans sahibinin de bu<br />
olanaktan yararlanabilece¤i öngörülmektedir.<br />
Kas›m 2008 tarihinde düzenlenen yeni kanun<br />
teklifi ile yürürlükte olan yasada yer alan fiyatlar›n<br />
daha da art›r›lmas› öngörülmektedir. Örne¤in,<br />
Bakanl›k yetkilileri sivil toplum örgütlerinin ve<br />
sektör temsilcilerinin kat›ld›¤› toplant›larda en son<br />
rakam›n 25 Euro Cent/kWh olaca¤› konusunda<br />
bilgilendirme demeci vermifltir.<br />
Gerçek ya da tüzel kifliler taraf›ndan sadece kendi<br />
enerjisini karfl›lamak amac›yla kurulmufl ve en fazla<br />
1000 kW’l›k kurulu güce sahip tesislerin kesin<br />
projesi, planlamas›, master plan›, ön incelemesi<br />
veya ilk etüdü DS‹ veya E‹E taraf›ndan haz›rlanm›fl<br />
ise bu projeler için hizmet bedeli al›nmamaktad›r.<br />
Yasada, günefl pilleri ve odaklay›c›l› üniteler<br />
kullanan elektrik üretim sistemleri kapsam›ndaki<br />
ArGe ve imalat yat›r›mlar›n›n bu kapsama girdi¤i<br />
belirtilmektedir.<br />
31 Aral›k 2012 tarihine kadar devreye girecek bu<br />
tesislerden, ulafl›m yollar›ndan ve flebeke ba¤lant›<br />
noktas›na kadar olan enerji nakil hatlar›ndan,<br />
yat›r›m ve iflletme dönemlerinin ilk on y›l›nda izin,<br />
kira, irtifak hakk› ve kullanma izni bedellerine<br />
% 85 indirim uygulanmaktad›r.<br />
Son birkaç y›lda yaflanan geliflmeler yasa ile<br />
desteklenirken EPDK taraf›ndan May›s 2007<br />
tarihinde haz›rlanan ve yat›r›mc›lara yol gösterici<br />
nitelik tafl›yan “Yat›r›mc›n›n El Kitab›” raporunda<br />
yer alan destekler ise;<br />
• Yerli do¤al kaynaklar ile yenilenebilir enerji<br />
kaynaklar›na dayal› üretim tesisi kurmak üzere<br />
lisans baflvurusunda bulunan tüzel kiflilerden,<br />
lisans alma bedelinin % 1’i d›fl›nda kalan tutar<br />
tahsil edilmemektedir.<br />
• Yerli do¤al kaynaklar ile yenilenebilir enerji<br />
kaynaklar›na dayal› üretim tesisleri için tesisin<br />
tamamlanma tarihinden itibaren ilk sekiz y›l<br />
süresince y›ll›k lisans bedeli al›nmamaktad›r.<br />
• Yerli do¤al kaynaklar ile yenilenebilir enerji<br />
kaynaklar›na dayal› üretim tesislerine, TE‹Afi<br />
ve/veya da¤›t›m lisans› sahibi tüzel kifliler<br />
taraf›ndan, sisteme ba¤lant› yap›lmas›nda<br />
öncelik tan›nmaktad›r.<br />
• Perakende sat›fl lisans› sahibi tüzel kifliler,<br />
5 nükleer santral en az 25 milyar dolara mal olacak ve tüm tüketimimizin ancak % 3’ünü karfl›layacak. % 20 kayb› düflerseniz geriye yaln›zca % 2,4 kal›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 31
Günefl Enerjisine Girifl<br />
serbest olmayan tüketicilere sat›fl amac›yla<br />
yap›lan elektrik enerjisi al›mlar›nda, yenilenebilir<br />
enerji kaynaklar›na dayal› bir üretim tesisinde<br />
üretilen elektrik enerjisi sat›fl fiyat›, TEDAfi’›n<br />
sat›fl fiyat›ndan düflük veya eflit oldu¤u ve daha<br />
ucuz baflka bir tedarik kayna¤› bulunmad›¤›<br />
takdirde, öncelikli olarak, söz konusu<br />
yenilenebilir enerji kaynaklar›na dayal› üretim<br />
tesisinde üretilen elektrik enerjisini sat›n almakla<br />
yükümlü k›l›nm›flt›r.<br />
fleklinde s›ralanmaktad›r.<br />
Dünya ve AB ülkeleri karfl›laflt›rmalar› ve ülkemiz<br />
standartlar› gere¤i birçok sivil toplum örgütünün de<br />
belirtti¤i gibi madde 6(c)’ye göre sat›n al›nacak<br />
elektrik enerjisi için uygulanacak fiyat; her y›l için<br />
EPDK’n›n belirledi¤i bir önceki y›la ait ‘Türkiye<br />
Ortalama Elektrik Toptan Sat›fl Fiyat›’d›r. Biz,<br />
TemizDünya Ekoloji Derne¤i olarak, günefl<br />
enerjisinde 5 kW’a kadar olan bireysel kullan›m için<br />
bu fiyat›n 20 senelik al›m garantisi ile en az 0,25<br />
Euro Cent/ kWh olmas› gerekti¤ine inan›yoruz.<br />
fiu an günefl panellerinin ülkeye giriflinde ödenen<br />
KDV tutar› hala % 18’dir. Temiz enerji üretiminin<br />
yayg›nlaflmas› için at›labilecek en somut ad›m, bu<br />
oran›n % 1’e düflürülmesi ile gerçekleflir.<br />
9/7/2008 tarihli Resmi Gazete’de yay›nlanan 5784<br />
say›l› Kanun 3. maddesinde ‘Yenilenebilir enerji<br />
kaynaklar›na dayal›, kurulu gücü azami befl yüz<br />
kilovatl›k üretim tesisi ile mikro kojenerasyon tesisi<br />
kuran gerçek ve tüzel kifliler, lisans alma ve flirket<br />
kurma yükümlülü¤ünden muaft›r. Bu tüzel kiflilerin<br />
ihtiyaçlar›n›n üzerinde ürettikleri elektrik enerjisinin<br />
sisteme verilmesi halinde uygulanacak teknik ve<br />
mali usûl ve esaslar Kurum taraf›ndan ç›kart›lacak<br />
bir yönetmelikle belirlenir." cümleleri yer<br />
almaktad›r. Her ne kadar bu kanun maddesinde,<br />
gerçek kifliler de kapsamda görünüyorsa da,<br />
uygulama için haz›rlanmakta olan yönetmelik<br />
yaln›zca tüzel kiflileri kapsayacak gibi<br />
görünmektedir. Bu noktada kanun maddesindeki<br />
ifadelerde flöyle bir kar›fl›kl›k oldu¤u söylenebilir;<br />
tüzel kifliler için düzenlenecek kurallar gerçek<br />
kiflileri de kapsayacak m›, ya da gerçek kifliler için<br />
ayr› teknik ve mali duzenlemeler yap›lacak m› veya<br />
yap›lmayacak m› konular› bizim yorumlar›m›za<br />
göre çok aç›k de¤ildir. Bu hususun özellikle<br />
aç›kl›¤a kavuflmas› ve bireysel kullan›mla ilgili<br />
gerekli düzenlemelerin mümkün olan en k›sa<br />
zamanda yap›lmas› gereklidir.<br />
TemizDünya Ekoloji Derne¤i olarak yenilenebilir<br />
enerji kaynaklar›n›n yayg›n ve verimli kullan›m›, bu<br />
konudaki istihdam olanaklar›n›n art›r›lmas› ve<br />
‘Günefl Enerjisi’ sektörünün geliflimi için ilgili<br />
yasan›n belirtilen noktalarda revize edilmesi<br />
gerekti¤ini hat›rlat›r›z.<br />
*Sektörde yaflanan son hareketler, geçerli yasalar ve teflvikler özetlenmeye çal›fl›lm›flt›r. Daha güncel bilgiler için www.enerji.gov.tr, www.epdk.org.tr adreslerini ziyaret ediniz.<br />
32<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler
Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaik Hücre Nedir?<br />
Fotovoltaik hücre ya da günefl hücreleri,<br />
günefl ›fl›¤›n› do¤rudan elektrik enerjisine<br />
çeviren ve bu süreçte silikon, galyum<br />
arsenit, kadmiyum tellürid ya da bak›r indiyum<br />
diselenid gibi yar› iletkenleri kullanan ayg›tlard›r.<br />
Genelde, yüzeyleri kare, dikdörtgen veya daire<br />
fleklinde biçimlendirilen günefl hücrelerinin alanlar›<br />
100 / 156 / 243 cm 2 civar›nda, kal›nl›klar› ise 0,2-<br />
0,4 mm aras›ndad›r.<br />
En yayg›n olan›, kristal silikon yap›l› günefl<br />
hücresidir ve günümüzde günefl hücrelerinin<br />
% 99’u temelde silikondan yap›lm›flt›r. Silikon,<br />
oksijenden sonra dünyam›zda en çok bulunan<br />
34<br />
Günefl Ifl›¤›<br />
Fotonlar<br />
Ak›m<br />
N tipi silikon<br />
Ba¤lant›<br />
P tipi silikon<br />
Elektron ak›fl›<br />
Boflluk ak›fl›<br />
Yük<br />
2. elementtir. Asl›nda silikon, kimyasal element<br />
formunda de¤il, toprakta silikatlar halinde ve en<br />
yayg›n bilefli¤i SiO 2 olarak bulunur. Ayr›ca, kuartz<br />
ve ametist benzeri mineral çeflitlerinde de silikon<br />
vard›r.<br />
Günefl hücrelerinin çal›flma prensibini kristal silikon<br />
hücreyi ele alarak k›saca flöyle özetleyebiliriz. Her<br />
bir silikon atomu, en d›fl tabakas›nda 4 de¤erlik<br />
elektrona sahiptir ve komflu atomlar›n de¤erlik<br />
elektronlar›yla ba¤ kurup d›fl tabakay› 8 elektrona<br />
tamamlayarak soy gaz düzenine geçer. Güneflten<br />
gelen ›fl›k ya da ›s›n›n etkisiyle bu ba¤dan bir<br />
elektron kopabilir ve serbest olarak dolaflarak<br />
kristal örgüde bir boflluk yarat›r. Bu durum, tek<br />
bafl›na enerji yaratmak için yeterli de¤ildir ama<br />
silikona bir tarafta bor, di¤er tarafta da fosfor<br />
eklendi¤inde yani katk›lama yap›ld›¤›nda,<br />
bakt›¤›n›z yöne göre, ya elektron fazlal›¤› ya da<br />
Günefl hücrelerinin kullan›ld›¤› ilk uygulama Amerikan Vanguard uydusudur.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler<br />
1- Negatif elektrot<br />
2- Pozitif elektrot<br />
3- n tipi silikon<br />
4- p tipi silikon<br />
5- S›n›r tabakas›<br />
Günefl Hücresinin Yap›s›<br />
elektron eksikli¤i meydana gelecektir. Elektronikle<br />
ilgili olanlar›n transistörlerden de aflina olduklar› bu<br />
durum, P ve N tabakalar› ile gösterilir. Günefl ›fl›¤›<br />
hücreye düfltü¤ünde, protonlar fazla elektronlardan<br />
kurtulmaya çal›flacak ve yonga plakas›n›n iki<br />
yan›nda boflluklar› doldurmak isteyen elektron<br />
fazlal›klar› bir gerilim yaratacakt›r. Silikon hücrede<br />
bu gerilim fark›, yar›m volttan biraz daha azd›r.<br />
Yongan›n iki ucuna metalik ba¤lant› noktalar›<br />
eklenir. Bu noktalara dahili bir devre ba¤land›¤›nda<br />
elektronlar silikonun içinde hareket etmektense<br />
metal iletkenleri takip ederek devrede yol almay›<br />
tercih edecektir. Böylece, kapal› bir devre ve bu<br />
devreden geçen ak›m söz konusu olur.<br />
Günefl hücreleri, elektron pompas› gibi çal›fl›r ve<br />
enerji depolama yetenekleri yoktur. Ak›m miktar›n›<br />
art›rmak için ya daha büyük ve verimli hücreler<br />
kullanabiliriz ya da hücreleri daha fazla gün ›fl›¤›na<br />
maruz b›rakabiliriz. Yine de bir hücrenin<br />
büyüklü¤ünün, veriminin ve günefl ›fl›¤›na ne<br />
kadar toleransl› olabilece¤inin pratik s›n›rlar› vard›r.<br />
Günefl hücreleri, yap›lar›na ba¤l› olarak % 5 ile<br />
Günefl hücresinin temel ifllevi radyoaktif enerjiyi elektrik enerjisine dönüfltürmektir.<br />
% 20 aras›nda bir verimle günefl enerjisini elektrik<br />
enerjisine çevirebilir.<br />
Sonuçta, 0.5 Voltluk hücreler pratikte çok ifle<br />
yaramayaca¤›ndan, daha fazla gerilim elde etmek<br />
için hücreleri seri ba¤layarak fotovoltaik modülleri<br />
ya da günefl panellerini olufltururuz. ‹lk olarak,<br />
36 günefl hücresinin seri ba¤lanmas›ndan oluflmufl<br />
ve 17-18 Volt civar›nda gerilim üreten paneller,<br />
endüstri standard› olarak ortaya ç›km›flsa da,<br />
günümüzde 72 hücreli 24 Volt sa¤layan daha<br />
büyük paneller ve sistemler de kabul görmektedir.<br />
Bu paneller, ön yüzünde temperli cam ile arka<br />
yüzünde koruyucu ve suya dayan›kl› bir malzemeyle<br />
kaplanm›flt›r. Köfleler ve ba¤lant› noktalar›<br />
da tüm hava koflullar›na dayanacak flekilde<br />
yal›t›lm›fl ve s›zd›rmazl›k sa¤lanm›flt›r.<br />
Günefl enerjisini kullanan pek çok uygulamada tek<br />
bir panel yeterli olmayacakt›r. Bu yüzden,<br />
amac›m›za ve gerilim/ak›m gereksinimine ba¤l›<br />
olarak birkaç panel, seri veya paralel ba¤lanarak<br />
bir panel dizisi oluflturulur. Bir dizi, birkaç tane<br />
panelden oluflabilece¤i gibi binlerce hektarl›k alan›<br />
da kaplayabilir.<br />
Sonraki bölümlerde hem günefl hücresinin tarihini<br />
hem de farkl› tiplerdeki hücrelerle ilgili bilgileri<br />
bulabilirsiniz.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 35
Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaiklerin Tarihçesi<br />
Fotovoltaik etkiyi ilk keflfeden, 1839 y›l›nda,<br />
19 yafl›ndaki Frans›z Fizikçi Edmund<br />
Bacquerel’dir. 1876 y›l›nda, William Grylls<br />
Adams ve ö¤rencisi Richard Evans Day, selenyum<br />
gibi kat› bir maddenin ›fl›¤a tutuldu¤unda elektrik<br />
üretti¤ini görmüfllerdi. Fakat, selenyum günefl<br />
hücreleri 5 Watt/m 2 enerji ürettikleri için yaln›zca<br />
% 0,5 verime sahipti. 1883 y›l›nda ise, Amerikal›<br />
Charles Fritts, selenyum maddesini alt›n ile kaplayarak<br />
%1 verimli ilk günefl hücresini imal etti. Bu<br />
icad› daha sonra kameralarda ›fl›k sensörü olarak<br />
kullan›ld›. Albert Einstein ise, ›fl›¤›n do¤as› ve<br />
fotoelektrik etkiyi çal›flt›¤› mekanizma teoremleri<br />
ile bu çal›flmalar› ilerleterek, 1905 y›l›nda Nobel<br />
ödülüne lay›k görüldü. Bu dönemde, yüksek<br />
maliyetleri ve düflük verimlilikleri yüzünden pek<br />
kullan›lmayan fotovoltaik hücreler, daha sonra Bell<br />
36<br />
Laboratuvarlar›’n›n 1930’lu y›llarda Russell Ohl<br />
taraf›ndan US2402662 numaral› ‘Ifl›¤a duyarl› alet’<br />
ad› alt›ndaki patent baflvurusunun ard›ndan<br />
piyasaya girdi.<br />
Fotovoltaiklerin as›l keflfi, 1950’lerin bafl›nda Bell<br />
Laboratuvarlar›’nda transistör teknolojisinin yan<br />
ürünü olarak bafllad›. Daryl Chapin’in<br />
önderli¤indeki araflt›rma ekibi, Bell telefonlar›n›n<br />
ücra köflelerde çal›flabilmesi için, kurak ve nemli<br />
koflullarda çok güvenilir olmayan kuru akü<br />
teknolojilerinden farkl› yöntemler ararken rüzgâr<br />
ve termoelektrik güç kaynaklar›n› ele ald›. Kendisi<br />
de bir günefl enerjisi fanati¤i olan Chapin, II.<br />
Dünya Savafl› sonras›nda yak›t s›k›nt›s›na ba¤l›<br />
olarak geliflen pasif günefl tasar›mlar›na olan<br />
ilgisinden, fotovoltaik fikrinin incelenmesini önerdi.<br />
Çal›flmalar›n verim sorunlar› yüzünden sonlanmas›<br />
olas› iken Chapin’in ifl arkadafllar›ndan Calvin Fuller<br />
ve Gerald Phearson, silikonun kristal matriksine<br />
galyumdan katk›lar yaparak ve sonra da galyumca<br />
zengin bu matriksi s›cak lityum banyosuna<br />
dald›rarak iyi bir elektrik iletkeni olabilece¤ini<br />
keflfetti. Bunun üzerine Chapin, selenyumdan<br />
5 kat daha verimli silikon günefl hücresini üretme<br />
konusunda cesaretlendi. Her ne kadar teoride,<br />
günefl hücresinin tuttu¤u günefl enerjisinin<br />
% 25’ini elektri¤e çevirebilece¤ini hesaplad›ysa da<br />
hedefiyle ilgili daha ulafl›labilir bir oran olan<br />
% 6’da karar k›ld›.<br />
Baz› Hücre Üreticileri: Al-Afandi, BP Solar, Deutsche Cell, Ersol, Eurosolar, GPV, Kwazar JSC, Kyocera, Ever Q, Evergreen Solar, Sunways, Unisolar.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler<br />
Bu çal›flmalar sürerken RCA laboratuvarlar›ndan<br />
atom pilinin bulundu¤u keflfi haberi geldi¤inde,<br />
günefl ekibi herhangi bir yar› iletkenin temeli olan<br />
p-n ba¤lant›lar› için en uygun yeri ar›yordu. p-n<br />
ba¤lant›s› hücrenin üzerinde olunca iletkenli¤in<br />
artt›¤›n› farkeden ekip, bu ba¤lant›n›n kal›c› olarak<br />
sabitlendi¤i maddelerle deneylerine devam etti.<br />
Silikona arsenik ekleyip çok ince bir bor tabakas›<br />
ile kaplay›nca istenilen ba¤lant› sa¤land› ve<br />
% 6’l›k verime ulafl›ld›.<br />
1954’ün Nisan ay›nda, bu geliflme halka<br />
duyuruldu¤unda bir gazeteci flöyle yazm›flt›:<br />
‘Birbirine elektriksel olarak ba¤l› Bell günefl<br />
hücreleri metrekare bafl›na 42 Watt güç<br />
üretti. Oysa RCA flirketinin buldu¤u atom pili<br />
ancak 1 Watt’›n milyonda biri kadar enerji sa¤lad›.’<br />
New York Times ise bu haberi, ‘‹nsano¤lunun en<br />
çok istedi¤i hayallerden biri gerçekleflti. Güneflin<br />
sonsuz enerjisini uygarl›k için kullanmaya bafllad›k.’<br />
cümlesiyle duyurdu. ‹flte günefl devrimi böyle<br />
bafllad›.<br />
1950’lerin sonlar›na do¤ru fotovoltaik<br />
teknolojisinin yeryüzünde ilk kullan›ld›¤› alan,<br />
k›rsal iletiflim sistemleriydi. 1958’lerden beri ise<br />
neredeyse her uydu sisteminde ve uzay arac›nda<br />
güç üretimi için fotovoltaikler kullan›lmaktad›r.<br />
Günümüzde, Uluslararas› Uzay ‹stasyonu ve Mars<br />
Explorer ile Phoenix Mars Arac›, uzay deneylerinin<br />
sürebilmesi için gerekli elektri¤i sa¤layan<br />
fotovoltaiklerden elde ettikleri güce ba¤›ml›d›r.<br />
1970’lerde yaflanan petrol krizi ve Arap<br />
petrolüne konulan ambargo, özellikle Amerika’da<br />
fotovoltaikleri çok önemli bir konuma yükseltti. ‹lk<br />
kullan›lmaya bafllan›lmas›ndan bu yana, y›llard›r<br />
süren çal›flmalar fotovoltaiklerin üretiminde<br />
yenilikleri ve ürünlerde teknolojik geliflmeleri<br />
beraberinde getirdi. Bunun da en iyi yans›mas›,<br />
günefl sistemlerinin Watt bafl›na maliyetinin<br />
durmadan düflmesiydi. Dünya çap›nda gittikçe<br />
çarp›c› bir biçimde artan enerji maliyetlerine ve<br />
çevreye dair kayg›lara karfl›l›k, fotovoltaik<br />
sistemlerin hem üretimi hem de kullan›m› h›zla<br />
artmaktad›r. Tahminlere göre, hem fotovoltaik<br />
günefl uygulamalar› hem de di¤er yenilenebilir<br />
enerji kaynaklar›n›n kullan›m› artarak, enerji üretim<br />
ve tüketiminin büyük bir oran›n› oluflturacakt›r.<br />
Baz› Hücre Üreticileri: Maharishi, Mitsubishi, Motech, Photovoltech, Photowatt, Q-Cells, Sharp, RWE Schott Solar, Sanyo, Shell, Solartec,Solterra, Suntech.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 37
Fotovoltaikler<br />
Hücre Yap›m Yöntemleri<br />
Kristal Silikon Hücreler:<br />
Kristal silikon hücrelerin en önemli ana<br />
maddesi silisyumdur. Silisyum, oksijenden<br />
sonra en bol bulunan element olmas›na<br />
ra¤men, saf kimyasal madde formunda bulunmaz<br />
ve silisyumun silikondioksit bilefli¤inden yüksek<br />
s›cakl›klar gerektiren proseslerle ayr›lmas› gerekir.<br />
Oluflan metalürjik silikonun safl›¤›, elektronik<br />
uygulamalar için yine yeterli olmad›¤›ndan kimyasal<br />
bir proses yard›m›yla safl›¤› art›r›l›r ve istenen safl›¤a<br />
ulafl›ld›¤›nda bu yüksek kalitedeki silikon, günefl<br />
hücreleri üretiminde kullan›l›r.<br />
Monokristal Hücreler<br />
En eski ve en pahal› üretim tekni¤ini içermesine<br />
ra¤men, varolan hücreler aras›nda ticari olarak en<br />
38<br />
Monokristal yap›l›<br />
Günefl Hücreleri Tipleri<br />
Kristal silikon hücreler<br />
Polikristal POWER hücreleri<br />
Polikristal bant hücreleri (EFG,<br />
string ribbon, dentriticweb)<br />
Polikristal ince film<br />
hücreler (Apex)<br />
Hücre Tipi<br />
‹nce film hücreler<br />
Polikristal yap›l› fiekilsiz silikon<br />
Bak›r-‹ndiyum Kadmiyum Tellürid<br />
diselenid CIS Hücreler CdTe<br />
Mikrokristal ve<br />
mikromorf<br />
DSSC<br />
Boyal› hücreler<br />
verimlileridir. Modüllerde verim, güneflten kabloya<br />
yaklafl›k olarak ortalama % 15 ile % 18<br />
aras›ndad›r. Laboratuvar koflullar›nda % 22’lik<br />
hücre verimlerine ulafl›lm›fl olsa da bunlar ticari<br />
olarak kullan›mda ekonomik olmayan de¤iflik<br />
bileflenlerin kullan›ld›¤› hücrelerdir.<br />
Yeryüzündeki uygulamalara uygun monokristal<br />
Monokristal Hücreler<br />
Fotovoltaik sistemlerin tesisindeki art›flta, % 44 ile Japonya birinci, AB ülkeleri özellikle Almanya y›ll›k % 43 art›flla ikinci s›radad›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler<br />
silikon üretiminde, potada çekme metodu olan,<br />
Czochralski metodu gelifltirilmifltir. Bu metotla,<br />
0,3 m çap›nda tek kristalli ve birkaç metre<br />
boyunda silindirler oluflturulabilir. Bu silindir saf<br />
kristaller sekizgen bir flekilde pahlan›r ve 0,3 mm<br />
kal›nl›¤›nda dilimlenir, yani silikon plakalar kesilir.<br />
Bu plakalar, halihaz›rda p katk›l›d›r ve n tabakas›<br />
da fosfor difüzyonuyla oluflturulur. Arka kontaklar<br />
da ba¤land›ktan sonra plakalar›n elektrik yollar›<br />
oluflur ve ön yüzey de antireflektif yüzeyle<br />
kaplan›nca hücrelerin üretimi tamamlanm›fl olur.<br />
Bu metot, transistörler ve entegre devrelerin<br />
üretiminde de kullan›ld›¤› için geliflmifl, verimli ve<br />
temiz bir üretim metodudur.<br />
Monokristallerin yap›lar› homojendir ve renkleri<br />
karakteristik olarak koyu maviden siyaha do¤ru<br />
de¤iflir. Pahlama miktar›na ba¤l› olarak yuvarlak,<br />
karemsi ya da kare fleklinde olabilirler. Daire olan<br />
hücreler üretimlerinde az kay›p söz konusu<br />
oldu¤undan ucuz olmalar›na karfl›n kullan›m<br />
alan›nda yaratt›klar› kay›p yüzünden standart<br />
panellerde tercih edilmezler.<br />
Polikristal Hücreler<br />
Bu teknikte, saf erimifl silikon, silindir ya da blok<br />
fleklinde kal›ba dökülür. Sonra, so¤utulan 400 mm<br />
x 400 mm boyutlar›nda ve 300 mm<br />
uzunlu¤undaki bu çoklu kristal yap›daki bloktan,<br />
Polikristal Hücreler<br />
plakalar dilimlenir. Monokristale k›yasla elektri¤e<br />
dönüfltürme verimlili¤i az miktarda düfler, fakat<br />
üretim metodundaki hassasiyet azald›¤› için<br />
maliyetler de düflüktür. Modül verimlili¤i, güneflten<br />
kabloya % 13 ile % 16 aras›ndad›r. Kristallerin<br />
büyüklü¤ü yaklafl›k 1 cm’dir ve koyu mavi yüzeyde<br />
aç›kça görülebilirler. Katk›lama ve montaj yukar›da<br />
aç›kland›¤› biçimdedir.<br />
Polikristal hücrelerin yap›lar› çok kristallidir ve ›fl›¤›n<br />
yans›mas›nda bu kristaller rahatl›kla görülebilir.<br />
Renkleri antireflektif kaplamayla mavi iken<br />
kaplamas›z gümüfli gri tonlar›ndad›r.<br />
‘Power’ Silikon Hücreleri<br />
Bu hücreler, ingot döküm sonucu üretilmifl<br />
polikristal plakalardan yap›l›r. Bunun yan› s›ra,<br />
mekanik flekillendirme ifllemlerinden de geçerler.<br />
Silikon plakalar›n ön ve arka yüzüne, h›zla dönen<br />
bir freze b›ça¤› yard›m›yla minik çukurlar ifllenir.<br />
‹fllenmifl bu parçalar dik aç›l› bir flekilde yerlefltirilir<br />
ve de kesiflme noktalar›nda küçük boflluklar<br />
oluflturulur. Bu boflluklar, hücrenin geçirgenli¤ini<br />
sa¤lar. Bu geçirgenlik, boflluklar›n büyüklü¤üne<br />
ba¤l› olarak % 0 ile % 30 aras›nda de¤iflir.<br />
Verimlilik, % 10 oran›nda geçirgen bir hücrede<br />
yine % 10 civar›ndad›r. fiekilleri 100 mm x 100<br />
mm boyutunda karedir. Renkleri polikristal<br />
hücrelerle ayn›d›r.<br />
Japonya’da 1990 y›l›ndan bafllayarak, y›ll›k % 43 art›flla 2010 y›l›na kadar 4820 MW e fotovoltaik sistemi kurulmufl olacakt›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 39
Fotovoltaikler<br />
Anti Reflektif Uygulanm›fl Hücreler<br />
‘Ribbon Drawn’ (fierit Çekme) Silikon Hücreler<br />
Geleneksel hücre üretim metotlar›nda neredeyse<br />
hammaddenin yar›s› kesme ifllemleri s›ras›nda<br />
kayba u¤rar. Bu kayb› önlemek ve kullan›m›<br />
art›rmak için farkl› flerit çekme ifllemleri<br />
gelifltirilmifltir. Bu ifllemler, erimifl silikondan<br />
do¤rudan folyolar›n üretilmesini sa¤lar. Bu<br />
folyolar, istenen plaka kal›nl›¤›na sahiptir ve<br />
yaln›zca flerit parçalara ayr›lmas› için lazerle<br />
kesilirler. Bu teknikle daha az enerji ve malzeme<br />
harcan›r. Ayr›ca, ingot döküm ya da kristal çekme<br />
proseslerinden maliyet bak›m›ndan çok daha<br />
hesapl›d›r. Seri ve ticari üretim için afla¤›daki üç<br />
teknoloji gelifltirilmifltir.<br />
• Polikristal yap›l› EPG Silikon Hücreler<br />
Verimlilikleri % 14 olan ve dikdörtgen ya da<br />
kare yap›l› ortalama 0,28 mm kal›nl›¤›ndaki bu<br />
hücreler Edge-defined Film-fed Growth (EPG)<br />
adl› bir ifllem sonucunda üretilir. Renkleri<br />
mavidir.<br />
40<br />
• Polikristal yap›l› String Ribbon Silikon<br />
Hücreler<br />
Verimlilikleri % 12 olan dikdörtgen formda ve<br />
ortalama 0,3 mm kal›nl›¤›ndaki bu hücreler,<br />
EFG’lere benzeyen yap›s›yla mavi ya da gümüfli<br />
gri renge sahiptir.<br />
• Monokristal yap›l› DendriticWeb Silikon<br />
Hücreler<br />
Verimlilikleri % 13 olan ve dikdörtgen formda<br />
0,13 mm kal›nl›¤›ndaki hücrelerin yap›lar›,<br />
monokristal silikon hücreler gibi homojendir.<br />
Asl›nda yap›lar›, çift kristallidir.<br />
Polikristal yap›l› Apex Hücreler<br />
Apex hücreler, ince film teknolojisinin seri üretime<br />
haz›r kristal silikon için yap›lm›fl ilk uygulamalar›d›r.<br />
Silikon içeren iletken bir seramik substrat, kal›n<br />
silikon plakas›n›n yerine geçer ve seri bir prosesle<br />
0,03-0,1 mm kal›nl›kta ince bir polikristal yap›l›<br />
silikon filmle kaplan›r. Bu metotla, özellikleri<br />
bak›m›ndan geleneksel polikristal hücrelere<br />
benzeyen ama daha büyük ölçekli günefl hücreleri<br />
üretilir. Bu metot sayesinde, yüksek kalitedeki yar›<br />
iletkenlerin üretimi için daha düflük s›cakl›klar›n<br />
yeterli olmas› ve üretimin daha h›zl› gerçekleflmesi<br />
maliyet avantajlar› sa¤lamaktad›r.<br />
Bu hücrelerin verimlilikleri % 9,5 civar›ndad›r.<br />
Hücreler 208 mm x 208 mm boyutunda, kare<br />
biçiminde ve küçük kristallere sahip polikristal bir<br />
yap›dad›r.<br />
‹nce Film Hücreler<br />
1990’lardan itibaren günefl hücresi üretiminde<br />
ince film teknolojilerinin geliflimi çok önemli rol<br />
oynam›flt›r. Bu teknolojide, ço¤unlukla cam olan<br />
bir substrat›n üzerine, fotoaktif yar› iletkenler ince<br />
tabakalar halinde uygulan›r. Kullan›lan metotlar<br />
elektrolitik banyo ve katot tonlanmas› gibi<br />
kimyasal prosesleri içermektedir. Yar› iletken<br />
malzemeler olarak genelde flekilsiz silikon, bak›r<br />
indiyum diselenid (CIS) ve kadmiyum tellürid<br />
Dünyada hiçbir endüstri yok ki, ürününe 25 y›l garanti versin. Ne otomotiv sanayi ne de bilgisayar teknolojileri, bu iddial› sorumlulu¤u üstlenmez.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler<br />
(CdTe) kullan›l›r. Bu malzemelerin yüksek ›fl›k<br />
so¤urma yetene¤i yüzünden, günefl ›fl›¤›n›<br />
elektri¤e çevirmek için teoride 0,001 mm kal›nl›k<br />
bile yeterlidir. Ayr›ca, bu malzemeler farkl›<br />
atomlardan kaynakl› kirlili¤e daha toleransl›d›r ve<br />
yaln›zca 200-500 ºC aras› s›cakl›klarda üretim<br />
yap›labilir. Kristal silikon teknolojisiyle<br />
k›yasland›¤›nda, daha az kullan›lan hammadde ve<br />
enerjiye ra¤men daha makineleflmifl seri üretim ve<br />
daha fazla ç›kt› olanaklar› bu teknolojiyi cazip<br />
k›lmaktad›r.<br />
‹nce film hücreler, plaka boyutlar›yla s›n›rlanmaz ve<br />
teorik olarak substrat, istenilen boyutta kesilip yar›<br />
iletken malzemeyle kaplanabilir. Bununla<br />
birlikte, sadece eflit büyüklükteki hücreler,<br />
aralar›nda seri ba¤lanabileceklerinden, asimetrik<br />
bir form için elektriksel olarak verimli olan alan<br />
mümkün olan en büyük dikdörtgen aland›r. Bu<br />
alan›n d›fl›ndaki bölgeler elektriksel olarak aktif<br />
de¤ildir ama optik olarak aktif alandan ay›rt<br />
edilemez.<br />
Kristal silikon hücrelerden farkl›laflt›¤› bir di¤er<br />
nokta da iç ba¤lant›lar›d›r. Kristal hücrelerde,<br />
hücreler aras› ba¤lant› lehimle d›fltan sa¤lan›rken,<br />
ince film hücreler monolitik olarak yani içten<br />
yekpare birbirlerine ba¤lan›r. Hücreler,<br />
elektriksel olarak, birbirlerinden üretim<br />
safhas›ndaki flekilllendirme aflamalar›nda ayr›l›r ve<br />
birlefltirilir. Bu, hücrelerin aras›nda saydam<br />
oluklar›n oluflmas›na neden olur. Enerji verimini<br />
art›rmak için bu oluklar olabildi¤ince incedir ve<br />
ç›plak gözle görmek zordur.<br />
Elektrik ba¤lant›lar›, arka yüzeyde opak bir metal<br />
kaplamayla yarat›l›r. Ifl›¤› gören ön yüzeyde bu<br />
ifllev, saydam iletken oksit tabaka (TCO,<br />
transparent conductive oxide) denen ve ad›ndan<br />
da anlafl›ld›¤› üzere oldukça saydam ve iletken bir<br />
metal oksit tabakayla.sa¤lan›r. En çok kullan›lan<br />
metal oksitler, çinko oksit (ZnO), kalay oksit (SnO 2 )<br />
Günefl panellerinin verimli çal›flma ömürleri 20-25 y›l aras›ndad›r.<br />
Power Hücreleri<br />
ve indiyum kalay oksit (ITO)’tir.<br />
‹nce film hücrelerin göreceli düflük verimliliklerine<br />
ra¤men enerji rand›man› baz› koflullarda kesinlikle<br />
dikkate de¤erdir. Yay›n›k ve az ›fl›k koflullar›nda,<br />
ayr›ca yüksek s›cakl›klarda performanslar› di¤er<br />
hücrelere göre daha iyidir. Bulutlu ve kapal›<br />
havalarda da enerji üretimine devam ederler. ‹nce<br />
uzun fleritler halindeki hücre flekilleri yüzünden<br />
gölgelenmeye karfl› daha az hassasiyet<br />
gösterirler.<br />
fiekilsiz (Amorf) Silikon Hücreler<br />
fiekilsiz silikon, düzenli bir kristal yap› oluflturmak<br />
yerine düzensiz bir a¤ oluflturur. Sonuç olarak,<br />
doyma noktas›na kadar hidrojen tutabilen aç›k<br />
ba¤lar meydana gelir. Bu hidrojene silikon, gaz<br />
halindeki silan›n (SiH 4) kimyasal buhar kaplama<br />
(CVD, chemical vapor disposition) ifllemiyle<br />
plazma reaktöründe üretilir. Katk›lama,<br />
ilgili maddeleri içeren gazlar›n kar›flt›r›lmas›yla<br />
gerçeklefltirilir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 41
Fotovoltaikler<br />
Amorf hücrelerin en büyük dezavantaj› düflük<br />
verimlilikleridir. Hatta, verimlilikleri kullan›mlar›n›n<br />
ilk 6 ile 12. aylar› aras›nda ›fl›¤a ba¤l› olarak sabit<br />
bir seviyede dura¤anlaflana kadar da azal›r. Bunu<br />
önlemek için istiflenmifl hücreler üretilmifltir. Bu<br />
hücrelerin her bölümü, spektrumdaki farkl› renk<br />
band›na göre optimize edilerek toplam verimlilik<br />
art›r›l›r. Üstelik, ›fl›¤a duyarl›l›k azalt›ld›¤› için ›fl›k<br />
kaynakl› y›pranma etkisi de azal›r.<br />
Hücrelerin flekilleri istenilen biçimde olabilir.<br />
Modüllerin stabil durumda verimlilikleri % 5 ile<br />
% 8 aras›nda de¤iflir. Standart modül boyutu,<br />
maksimum 0,77 m x 2,44 m olmakla beraber özel<br />
olarak 2 m x 3 m’lik modüller de üretilebilir.<br />
1-3 mm aras›ndaki substrat kal›nl›¤›na ek olarak<br />
yaklafl›k 0,001 mm’de amorf silikon kaplama<br />
kal›nl›¤› vard›r. Yap›lar› homojendir ve renkleri<br />
k›z›l›ms› kahverengiden siyaha do¤ru de¤iflir.<br />
Bak›r ‹ndiyum Diselenid (CIS) Hücreler<br />
Bu hücrelerin aktif yar› iletken malzemesi ad›ndan<br />
da anlafl›ld›¤› üzere bak›r indiyum seleniddir. Bu<br />
CIS bilefli¤i, s›kl›kla galyum ve sülfür ile alafl›m<br />
oluflturur. Hücreler üretilirken, cam substrat ilk<br />
olarak ince bir molibdenum tabakas›yla kaplanarak<br />
arka yüzey ba¤lant›s› oluflturulur. P tipi CIS<br />
so¤urucu tabaka ise vakumlu bir bölmede<br />
500 ºC s›cakl›kta arka arkaya bak›r, indiyum ve<br />
selenyumun buharlaflt›r›lmas›yla üretilir.<br />
CIS hücreler, flekilsiz hücrelerde oldu¤u gibi ›fl›¤a<br />
ba¤l› verim kayb›na u¤ramaz. Bununla beraber,<br />
s›cak ve nemli koflullarda kararl›l›k sorunlar› bafl<br />
gösterir. Bu nedenle, nemli ortamlarda yal›t›ma<br />
çok önem verilmelidir. CIS hücreler, flu anda en<br />
verimli ince film teknolojisidir. Seri üretimle birlikte,<br />
üretim maliyetlerinin kristal silikon hücrelerden<br />
hat›r› say›l›r oranda düflük olmas› beklenmektedir.<br />
Bir dezavantaj olara,k CdS tampon katman›nda<br />
kullan›lan kadmiyumdan vazgeçmek için daha<br />
fazla araflt›rma yap›lmas› gereklidir. Selenyum<br />
42<br />
miktar›, toplamda çok düflük olmas› nedeniyle,<br />
herhangi bir tehlike oluflturmaz.<br />
Modül verimlilikleri % 7,5 ile % 9,5 aras›ndad›r.<br />
fiekilleri istendi¤i gibi olabilir. Hücreler maksimum<br />
1,20 mm x 0,60 m 2 boyutundad›r. 3 mm substrat<br />
(sertlefltirilmemifl cam) ile 0,003 mm kaplama<br />
kal›nl›¤›na sahiptir. Homojen bir yap›lar› vard›r ve<br />
renkleri siyaht›r.<br />
Kadmiyum Tellürid (CdTe) Hücreler<br />
CdTe hücreler, cam substrat üzerine genellikle<br />
indiyum kalay oksit (ITO) gibi, saydam bir iletken<br />
tabakayla üretilir. Bu ön ba¤lant›, mümkün olan en<br />
ince n tipi bir CdS tabakas›yla kaplan›r. Daha sonra<br />
da p tipi CdTe so¤urucu tabakas› eklenir. Serigrafi,<br />
galvanizleme ya da sprey proliz gibi basit üretim<br />
metotlar› kullan›l›r. Büyük ölçekli modüller ve<br />
yüksek verimler, substrat›n buhar maddelerine çok<br />
yak›n tutuldu¤u buhar faz›nda kaplama<br />
prosesiyle elde edilir. Vakumlama iflleminde CdS ve<br />
CdTe tabakalar› yaklafl›k 700 ºC s›cakl›kta kaplan›r.<br />
CdS tabakas›, spektrumun mavi bölümündeki<br />
görünen ›fl›¤›n bir k›sm›n› so¤uran, pencere tabaka<br />
gibi çal›fl›r. Geri kalan ›fl›n›m›n aktif CdTe tabakaya<br />
geçmesini sa¤lar.<br />
CIS teknolojisinde oldu¤u gibi bu teknolojide de<br />
maliyetler seri üretimle düflmektedir. Burada da<br />
problem olan etken, pazar pay›n› ve pazarda<br />
kabuliyeti etkileyebilecek kadmiyum kaynakl›<br />
kirliliktir. CdTe, kirlilik yaratmayan kararl› bir<br />
bilefliktir. Yaln›zca, gaz faz›nda yani kapal› üretim<br />
koflullar›nda, sa¤l›k bak›m›ndan tehlike<br />
yaratabilecek riskli koflullar oluflmaktad›r.<br />
Modüllerin verimlilikleri % 6 ile % 9 aras›ndad›r.<br />
Hücrelerin flekilleri yine istendi¤i gibi olabilir.<br />
Hücreler, 3 mm substrat kal›nl›¤›na ek olarak<br />
0,008 mm kaplama kal›nl›¤›na sahiptir. Maksimum<br />
boyut 1,20 mm x 0,60 m 2 ’dir. Yap›lar› homojendir,<br />
renkleri de reflektif koyu yeflilden siyaha do¤ru<br />
de¤iflir.<br />
Tüm dünyada 1975 y›l›nda, 2 milyon dolardan az olan fotovoltaik endüstrisinin sat›fl rakam›, 2001 y›l›nda 2 milyar dolar seviyelerine kadar ç›km›flt›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler<br />
Yeni Nesil Hücreler<br />
Yeni nesil hücreler, ilk nesil silikon hücrelere<br />
göre hem düflük maliyetli hem de düflük<br />
verimli olan ince film teknolojisine alternatif<br />
olarak yap›lan çal›flmalar› kapsamaktad›r.<br />
Nanoteknolojiler gibi ince film teknolojisinden de<br />
ileri metotlar› içerir. Geleneksel silikon<br />
hücrelerden daha verimli ve ucuz alternatiflere<br />
odaklanan araflt›rmalar kapsam›nda, yeni hücre<br />
tipleri ve fotovoltaik teknolojileri yak›n zamanlarda<br />
keflfedilmifl ve önerilmifltir.<br />
Bu hücrelerin yap›m›nda, polimer ve organik<br />
hücrelerde oldu¤u gibi yar› iletken teknolojisi<br />
içermeyen ya da kuantum dot, tandem ve çok<br />
ba¤lant›l› hücreler, termofotonikler gibi farkl›<br />
teknolojiler kullan›lmaktad›r. Silikon nanoyap›lar,<br />
gelen ›fl›k spektrumunun de¤ifltirilmesi, UV<br />
kaynakl› fazla ›s›n›n gerilimi art›rmak için kullan›m›,<br />
k›z›l ötesi spektrumun gece ›fl›¤›nda da elektrik<br />
üretmesi gibi teknikler de çal›fl›lan konular<br />
aras›ndad›r. Bütün bu çal›flmalar sonucunda<br />
nanoteknoloji ile ilgilenen bilimadamlar› ucuz,<br />
esnek, hafif ve az yer kaplayan üstelik de kesintisiz<br />
verim sa¤layan çözümler gelifltirmektedir. Bu<br />
çözümleri, çal›flmalar›n› farkl› kimyasallar› ya da<br />
günefl enerjisini tutabilecek farkl› maddeleri<br />
keflfetmeye odaklayarak bulurlar.<br />
Yeni nesil hücrelerin bu esnek ve hafif fiziksel<br />
özellikleri sayesinde, giysilere entegre edilen<br />
hücrelerle elektrik üretmek ve kendi kablosuz<br />
enerji kayna¤›m›za sahip<br />
olmak dahil bile<br />
mümkündür. Hatta, bir<br />
baflka akla yatk›n uygulama,<br />
polimer günefl hücreleriyle<br />
üretilen bir araba boyas›<br />
sayesinde, güneflle çal›flan<br />
arabalar›n hafifli¤inden ödün<br />
vermeden enerji üretmesi<br />
fikri olabilir.<br />
1998 y›l›ndan itibaren, 100 milyon dolar bedelindeki her modül sat›fl›ndan 3000 kifliye ifl imkan› sa¤lanm›flt›r.<br />
Gratzel (Dye sensitized nanokristal) hücreleri<br />
1991 y›l›nda ‹sviçreli profesör Michael Graetzel’in<br />
buldu¤u bu hücreler silikon teknolojisine alternatif<br />
olarak daha da gelifltirilebilir. Graetzel hücresinin<br />
temel malzemesi, bir yar› iletken olan titanyum<br />
dioksittir (TiO 2 ). Bu yar› iletken, p-n ba¤lant›s›<br />
prensibiyle çal›flmaz. Bunun yerine, bitkilerin<br />
fotosentezi s›ras›nda klorofilin günefl ›fl›¤›n›<br />
kullanmas› gibi, günefl ›fl›¤›n› bir organik boya<br />
sayesinde so¤urur.<br />
Nanokristal yap›l› boyarmadde uyar›ml› hücreler,<br />
temel olarak geleneksel hücrelerden çok farkl›d›r.<br />
Boyal› titanyum dioksit tabaka ve elektrolit olarak<br />
iletken tuzlu solüsyon, iki saydam iletken elektrot<br />
(saydam iletken oksitlerle kapl› cam tabaka)<br />
aras›na yerlefltirilir. Titanyum dioksit, serigrafiye<br />
benzer bir yöntemle üstteki elektrota macun<br />
fleklinde uygulan›r. Bu tabaka, 450 ºC s›cakl›kta<br />
10 µm kal›nl›¤›nda bir kat› film oluflturacak flekilde<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 43
Fotovoltaikler<br />
f›r›nlan›r. Bu ifllem sonras›nda kaba ve 10-30 mm<br />
kal›nl›¤›ndaki parçac›klardan oluflan mikro<br />
gözenekli bir yap› ortaya ç›kar. Sonuç olarak, bu<br />
›fl›k süngerinin içi, yass› düzgün bir filmden 1000<br />
kat büyüktür. TiO 2 yaln›zca mor ötesi ›fl›¤›<br />
so¤urdu¤u için, titanyum dioksit yüzey çok ince bir<br />
rutenyum tabanl› boya ile kaplan›r. Gözeneklere<br />
ulaflabilen s›v› elektrolit sayesinde, boyan›n alttaki<br />
elektrotla elektriksel ba¤lant›s› kurulmufl olur.<br />
Hücreye ›fl›k çarpt›¤›nda boya aktifleflir ve titanyum<br />
dioksite bir elektron iletir. Bu elektron, partiküllerin<br />
içinden üst elektrota ulafl›r. Alt elektrota ise d›fl<br />
devre sayesinde eriflir. Bu elektron, platin katalizör<br />
sayesinde elektrolit solüsyona transfer edilir.<br />
Elektrolit ise elektronu yeniden boyaya ileterek<br />
devreyi tamamlar.<br />
Bu teknolojide kullan›lan malzemeler zehirsizdir.<br />
Üstelik üretimleri ucuz ve kolayd›r. Platin ve stabil<br />
boyalar gibi pahal› olan malzemelerden çok az<br />
miktarda kullan›l›r. Yine de, endüstriyel üretim için<br />
uzun dönem kararl›l›¤› gibi çözülmesi gereken<br />
konular vard›r. Laboratuvar ortam›nda küçük<br />
hücrelerle % 12 verime ulafl›lm›flt›r. Avustralyal›<br />
STA firmas› taraf›ndan yap›lan ilk s›n›rl› seri<br />
üretimde verim % 5 olmufltur. Bu hücreler,<br />
gölgeye ve verimsiz düflme aç›lar›na karfl› iyi<br />
tolerans gösterir. Kristal hücrelerin tersine, yüksek<br />
s›cakl›klarda verimleri artar. Bu yüzden, iç<br />
mekanlarda kullan›lan küçük aletler ve yap›lara<br />
entegre edilen sistemler için çok uygundurlar.<br />
Mikrokristal ve Mikromorf Günefl Hücreleri<br />
Silikon, tamamen zehirsiz ve neredeyse hiç<br />
tükenmeyecek kadar çoktur. Gelecek vaat eden bir<br />
teknoloji de, hücrelerin kristal silikondan ince film<br />
fleklinde üretimidir. Bu teknolojide, silikonun<br />
malzeme olarak avantaj›n›n yan› s›ra, ince film<br />
üretim teknolojisinin nimetlerinden de yararlan›l›r.<br />
Araflt›rmalar iki yönde ilerlemektedir. Daha önce<br />
bahsi geçen Apex hücrelerdeki üretim metodu ilk<br />
44<br />
yöndür. Burada yüksek s›cakl›klarda elde edilen<br />
yüksek kaliteli silikon film, ucuz substrat yüzeye<br />
kaplan›r ve polikristal hücrelerdeki gibi büyük<br />
granüllü yap›lar elde edilir.‹kinci tipte ise daha<br />
düflük s›cakl›ktaki ifllemler söz konusudur. Bu<br />
düflük s›cakl›klar sayesinde, cam, metal ya da<br />
plastik malzemeden ucuz substratlar kullan›labilir.<br />
Bu ifllemin sonucunda üretilen silikon filmler,<br />
mikrokristal yap›l›d›r ve flekilsiz silikon<br />
teknolojilerine benzer ifllemlerle üretilir.<br />
Mikrokristal hücrelerin ulaflt›¤› maksimum tutarl›<br />
verimlilik % 8,5’tur. Daha iyi sonuçlara ise<br />
mikrokristal yap›l› ve flekilsiz silikonun birleflik<br />
kullan›lmas›yla oluflan tandem hücrelerle ulafl›l›r.<br />
Bu tandem hücrelere, mikrokristal ve amorf<br />
kelimelerinin bilefliminden oluflan mikromorf<br />
hücreler denir. Bu hücrelerde ulafl›lan maksimum<br />
kararl› verimlilik ise %12’dir. ‹lk ticari modül, Japon<br />
Kaneka firmas› taraf›ndan piyasaya sürülmüfltür.<br />
Hibrit (HIT) Hücreler<br />
HIT günefl hücreleri konvansiyonel kristal ve ince<br />
film günefl hücrelerinin kombinasyonundan oluflur.<br />
HIT (Hetero-junction with Intrinsic Thin Layer)<br />
terimi, bu melez hücrelerin yap›s›n› tan›mlar.<br />
HIT’leri oluflturan yap›, katk›s›z ek bir ince film<br />
tabakayla ba¤ yapan kristal ve amorf silikon<br />
içermektedir. fiekilsiz ince film hücrelerinde oldu¤u<br />
gibi, ›fl›¤a ba¤l› olarak verimlilikte azalma yoktur.<br />
Kristal hücrelerle k›yasland›¤›nda HIT hücreleri<br />
yüksek s›cakl›klarda daha verimlidir. Ayr›ca, üretim<br />
sürecinde hem daha az enerji hem de daha az<br />
hammadde tüketir. Gerekli ifllem s›cakl›¤› yaln›zca<br />
200 ºC’dir. Bunun sonucunda, plakalar fazla termal<br />
strese maruz kalmaz ve kal›nl›klar›<br />
0,2 mm’e kadar düflürülebilir.<br />
Hücre flekilleri, 104 mm x 104 mm boyutunda<br />
pahlanm›fl karedir ve verimlilikleri % 17,3’tür.<br />
Hücre yap›s›, homojen ve hücreler koyu mavi,<br />
hatta neredeyse siyah renktedir.<br />
Ankara’da 1 y›lda , 1 kW sistemin optimum e¤imde üretece¤i elektrik enerjisi miktar› yaklafl›k 1400 kWh’d›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler<br />
Hücre Tiplerini K›yaslama<br />
fiebeke ba¤lant›l› sistemlerde genelde ya<br />
monokristal ya da polikristal yap›l› silikon<br />
hücreler kullan›lmaktad›r. Polikristal<br />
hücrelerin daha düflük olan verimi, üretim<br />
maliyetlerinden kaynakl› fiyat avantaj›yla<br />
dengelenir. fiekilsiz yani amorf yap›l› hücreler ise<br />
kampç›l›kta, teknelerde kullan›m gibi küçük<br />
uygulamalarda yani daha çok hobiyle iliflkili<br />
faaliyetlerde kullan›l›r. Çok yak›n zamanda<br />
tamamlanan bir araflt›rman›n sonuçlar›na göre,<br />
amorf hücrelerin uzun dönem performanslar› ve<br />
y›pranma süreleri ile ilgili kayg›lar›n yersiz oldu¤u<br />
anlafl›lm›flt›r. Bu nedenle, bu hücrelerin daha<br />
büyük sistemlerde de kullan›laca¤› öngörülmektedir.<br />
Piyasada olan hücreler aras›nda HIT yani Hibrit<br />
modüller en çok verimlili¤e sahiptir. CIS ve CdTe<br />
ince film modüller ise seri üretime geçmifltir ve<br />
önemli referans projelerde kullan›lmaya<br />
bafllanm›flt›r. III-V yar› iletkenleri diye bilinen ve<br />
periyodik tabloda III. ve V. grupta yer alan<br />
elementlerden oluflan galyum arsenid (GaAs) gibi<br />
maddeler ise en verimli günefl hücrelerinin<br />
üretiminde kullan›l›r. Fiyat bak›m›ndan di¤er<br />
hücrelerle rekabet edemedikleri için bu<br />
hücrelerden yaln›zca uzay araflt›rmalar›nda ve de<br />
GaSb ile GaInP gibi di¤er III-V grubu bileflikleriyle<br />
beraber yo¤unlaflt›r›c› sistemlerde yararlan›l›r.<br />
Tandem ve üçlü hücreler, verimlilik aç›s›ndan<br />
dünya rekoru k›rma yolunda ilgi çekici<br />
araflt›rmalara konu olmaktad›r. Boyalarla duyarl›<br />
hale gelen organik hücreler ise gelece¤i çok<br />
parlak, oldukça ilginç ve de¤iflik bir aland›r. Hem<br />
40 MWatt’l›k bir PV santrali, Ankara’da, 56 GWh enerji üretir ve yaklafl›k 20.000 evin enerji ihtiyac›n› karfl›lar.<br />
renk seçenekleri hem de fleffafl›klar›yla özellikle<br />
binalara entegre edilen sistemler için yeni bir trend<br />
yaratacaklar› kesindir. Bir sonraki sayfada yer alan<br />
tabloda hücre tiplerine göre modül ve hücrelerin<br />
maksimum verimlilikleri özetlenmifltir.<br />
Yar› fleffaf modül kullan›m›nda gerekli alan,<br />
kabaca fleffafl›k faktörü yüzdesine göre artar.<br />
Bir sonraki sayfada yer alan tabloda, hücre<br />
malzemesine göre ayn› enerjiyi üretebilmek için<br />
gerekli alanlar karfl›laflt›r›lm›flt›r. Tasar›m sürecinde,<br />
PV panellerin montaj› ve mimari çözümler önemli<br />
rol oynar.<br />
PV modüllerin ömürlerini de¤erlendirdi¤imizde,<br />
çok uzun süreler boyunca verimli olduklar›n›<br />
söyleyebiliriz. Genelde 25 sene garanti süresi<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 45
Fotovoltaikler<br />
Günefl hücresi malzemesi Hücre verimi Hücre verimi Modül verimi<br />
(Laboratuvarda) (Üretimde) (Seri üretimde)<br />
% % %<br />
Monokristal silikon 24,7 18 14<br />
Polikristal silikon 19,8 16 13<br />
Ribbon silikon 19,7 14 13<br />
Kristal ince film silikon 19,2 9,5 7,9<br />
fiekilsiz (Amorf) silikon a<br />
13,0 10,5 7,5<br />
Mikromorf silikon a<br />
12,0 10,7 9,1<br />
Hibrit HIT hücre 20,1 17,3 15,2<br />
CIS, CIGS 18,8 14 10<br />
Kadmiyum tellürid 16,4 10 9<br />
III-V yar› iletkenleri 35,8 b<br />
27,4 27<br />
Boyaya duyarl› hücre 12 7 5 c<br />
a Kararl› halde - b Yo¤unlaflt›r›lm›fl ›fl›n›m alt›nda ölçülen - c Az miktarda üretim<br />
biçilse de, 45 y›ld›r kullan›lan ve hala da güçlü bir<br />
flekilde çal›flan paneller de vard›r. Onlarca y›l<br />
süren testler sonras›, olgun bir ürün olan kristal<br />
silikon yap›l› hücrelerde y›lda % 0,25 ile % 0,50<br />
aras›nda bir verim kayb› görülmektedir. ‹lk nesil<br />
flekilsiz modüllerde bu kay›p fazla olmuflsa da,<br />
günümüzde sürekli geliflen teknolojilerle beraber<br />
neredeyse kristal yap›l› hücrelerle ayn› de¤erler<br />
yakalanmaktad›r.<br />
PV teknolojileri, temelde transistör teknolojisine<br />
benzer ve transistörlerin sürekli kullan›m sonras›<br />
20 y›l rahatl›kla verimli çal›flt›klar› düflünüldü¤ünde<br />
üreticilerin panellere 25 y›l garanti süresi vermesi<br />
kolayca anlafl›l›r. Üstelik panellerin gün boyunca<br />
yaln›zca 6-8 saatlik bir aktif çal›flma süresi oldu¤u<br />
göz önünde tutulursa, fotovoltaikler için 60-80 y›la<br />
kadar uzayan yaflam süreleri hayal etmek do¤ald›r.<br />
1960’lar›n sonunda, uzay›n zorlu koflullar›na<br />
b›rak›lan hücreler hala gayet iyi çal›flmaktad›r.<br />
Sonuç olarak, panellerin ömrünü onlarca sene<br />
sonra hep beraber kullanarak ölçebilece¤iz.<br />
46<br />
Hücre malzemesi<br />
Monokristal 7-9 m 2<br />
Polikristal 8-11 m 2<br />
Bak›r indiyum diselenid<br />
ince film (CIS) 11-13 m 2<br />
Kadmiyum Tellürid<br />
ince film (CaTd) 14-18 m 2<br />
Amorf silikon 16-20 m 2<br />
1 kW p için Gerekli Alan<br />
Bugün ABD PV endüstrisinde 50,000 kifli istihdam edilmektedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler<br />
Hücre Performanslar›<br />
fiüpheci ve kötümser kiflilerin tam da<br />
önceden tahmin ettikleri gibi fotovoltaikler<br />
bu kadar basit ve bu kadar da mükemmel<br />
olamazd›. En geliflmifl ve fl›k teknolojilerin bile<br />
nihayetinde bir kusuru vard›r. Tabi ki günefl<br />
panelleriyle de ilgili dikkat edilmesi gerekli birtak›m<br />
noktalar bulunmaktad›r. Sonuçta, modüllerin güç<br />
de¤erlendirmeleri laboratuvardaki ideal koflullarda,<br />
yani gölgelenme faktörünün olmad›¤› ortamlarda<br />
yap›l›yor. Oysa gerçek dünyada durum<br />
bambaflkad›r. Panellerin performans›n› en çok<br />
etkileyen 2 ana faktör olan gölgelenme ve çal›flma<br />
s›cakl›¤›, verim de¤erlerini belirler.<br />
Gölgelenme<br />
Günefl panellerinde, do¤rudan bir fiziksel zarar›n<br />
d›fl›nda, panelin çal›flmas›n› etkileyecek en kötü<br />
durum, üzerinde oluflacak büyük bir gölgedir.<br />
Küçük bir gölge bile panelin enerji üretim<br />
miktar›nda çok etkili olacakt›r. Elektronlar› suyun<br />
ak›fl›na benzetebiliriz. Elektronlar, yüksek<br />
gerilimden alçak gerilime do¤ru akar. Genelde PV<br />
modülünde gerilim yüksektir ve ba¤l› olan yük ya<br />
da akü ise alçak gerilimi temsil eder. Bir panel<br />
serisinde ya da modülde, elektronlar akü yerine<br />
gölgelenmifl olan düflük voltajl› alana do¤ru<br />
akmay› tercih edecektir. Dolay›s›yla bu elektronlar<br />
elektrik üretmek yerine ›s› ortaya ç›karacak ve<br />
bizim iflimize yaramaz hale gelecektir. ‹flte bu<br />
yüzden, kufl pislikleri, panele düflen yapraklar veya<br />
toprak, toz benzeri di¤er fleyler bizim için bu kadar<br />
Almanya’da PV endüstrisinde 42,000 kifli istihdam edilmektedir.<br />
önemlidir. Bir yumruk büyüklü¤ündeki gölge<br />
bile neredeyse panelin çal›flmas›n› rahatl›kla<br />
durdurabilir. Bu yüzden, panellerin, en çok üretim<br />
yapacaklar› zaman olan gün ortas›nda yani saat<br />
10 ile 15 aras›nda kesinlikle üzerine gölge<br />
düflmeyecek flekilde yerlefltirilmeleri gereklidir.<br />
Günün erken ya da geç saatlerinde günefl oldukça<br />
yatay aç›lardayken zaten çok az enerji üretilir, bu<br />
nedenle de gölge durumu bu saatler için ihmal<br />
edilebilir. Teknelerde, gölgeyi önlemek çok zor<br />
olabilir ama verimi art›rmak için mümkün<br />
oldu¤unca panellerin ön yüzeyinin günefle tam<br />
maruz kalabilecek flekilde yerlefltirilmesi gereklidir.<br />
Büyük sistemlerde gölgeye ba¤l› verim düflmesi<br />
y›lda % 5 ile % 10 aras›nda hesaplanm›flt›r.<br />
Gölgelenme, geçici ve konuma / binaya ba¤l›<br />
olarak iki biçimde olabilir. Geçici gölgelenmeye<br />
örnek olarak kufl pislikleri, düflen yapraklar veya<br />
kurum, toz, kar, çamur gibi di¤er kirleticiler<br />
verilebilir. Panelin üzerinde biriken bu fleyler paneli<br />
kirletecek ve gölgelenmeye neden olacakt›r.<br />
Panelin kendini temizleme kabiliyeti yani ya¤murla<br />
pisliklerin akabilme potansiyeli ne kadar iyiyse<br />
kirlenme de o kadar az olur. Bu koflul 12 º’lik bir<br />
e¤imle sa¤lanabilir. Daha büyük aç›larla panel<br />
daha rahat ve do¤all›kla temiz kalacakt›r.<br />
Dolay›s›yla, geçici gölgelenme, panelin e¤iminin<br />
ona göre düzenlenmesiyle azalt›labilir. Ayr›ca,<br />
panellere yap›lan tek bak›m olan süngerle<br />
temizleme ya da hortumla y›kama yoluyla da<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 47
Fotovoltaikler<br />
paneller, üzerlerindeki maddelerden ar›nd›r›labilir.<br />
Burada dikkat edilmesi gereken en önemli<br />
noktalar, termal floka neden olup kaplama cam›n›n<br />
k›r›lmas›n› önlemek için, panellerin s›cakken<br />
y›kanmamas› ve deterjan kullan›lmamas›d›r. Sabah<br />
ya da akflama do¤ru yap›lan bir temizlik bak›m›<br />
uygun olacakt›r.<br />
Konuma ba¤l› gölgelenme ise binan›n çevresindeki<br />
her tür gölgeyi kapsar. Komflu binalar, a¤açlar,<br />
hatta uzaktaki yüksek binalar panellerin<br />
gölgelenmesine neden olur. Yüksekten geçen<br />
elektrik kablolar› bile küçük ama etkili bir hareketli<br />
gölge yaratarak verimi düflürebilir. Ama en çok da,<br />
do¤rudan düflen gölgeler, verim için çok kritiktir.<br />
Antenlere, bacalara, uydu çanaklar›na,<br />
paratonerlere, çat› ve cephe uzant›lar›na, ç›k›nt›l›<br />
bina formlar›na özellikle dikkat edilmelidir. Baz›<br />
gölgelenmeler, ya gölgeye neden olan nesnenin ya<br />
da panelin yer de¤ifltirilmesiyle önlenebilir.<br />
Bu flekilde önlenemeyen gölgeler için hücre ve<br />
modüllerin sistem tasar›m›nda nas›l ba¤lanaca¤›<br />
göz önünde bulundurulmal›d›r.<br />
Konuma ba¤l› gölgelenmeler için günefl<br />
panellerinin orta noktas›na göre çevredeki<br />
48<br />
nesnelerin gölge analizi yap›lmal›d›r. Büyük<br />
sistemlerde hata pay›n› azaltmak için bu analiz<br />
birden fazla noktaya göre yap›l›r. Bu analiz için<br />
fotografik yöntemlerden, güneflin yörüngesinin bir<br />
saydamda çizilmesi ya da alan›n plan› ve güneflin<br />
izledi¤i yolun krokisinden yararlan›l›r.<br />
S›cakl›k<br />
Neredeyse her tip günefl panelinde artan s›cakl›kla<br />
birlikte üretim kapasitesi de düfler. Ortam<br />
s›cakl›¤›n›n 26-27 ºC’yi aflmad›¤› durumlarda bu<br />
faktör çok önemli de¤ildir. Fakat tam günefllenme<br />
koflullar›nda, ortam›n rahatl›kla bu s›cakl›klar›n<br />
üstüne ç›kmas› mümkündür. Bu nedenle,<br />
panellerin arka yüzeyleri olabildi¤ince havadar<br />
b›rak›lmal›d›r. S›cak havalarda panellerin üretiminin<br />
düflmemesi için panellerin arka yüzünde yeterince<br />
aç›kl›k kalmal›d›r. Bu faktörün tek olumlu yan›,<br />
aç›k ve so¤uk k›fl günlerinde elektri¤e ihtiyaç<br />
duyulabilirken üretimin belirlenen de¤erlerden<br />
% 30 ya da % 40 üzerinde olmas›d›r.<br />
Pratik bir kural olarak, çok s›cak iklim koflullar›nda<br />
flebeke ba¤lant›l› sistemlerde, günefl paneli<br />
üreticilerinin belirtti¤i spesifikasyonlardan % 25 ile<br />
% 30, akülü sistemlerde ise % 40 ya da % 50<br />
daha az üretim gerçekleflir. Solar pompalar gibi<br />
akü kullanmadan do¤rudan panele ba¤l›<br />
sistemlerde ise, pompan›n s›cak günlerde de<br />
yeterince güçlü çal›flmas›n› sa¤lamak için, verilen<br />
de¤erlerden % 20 daha az üretim yapaca¤›<br />
hesaba kat›lmal›d›r.<br />
Tam günefllenme koflullar› kolayl›kla sa¤lanamaz.<br />
Tam, parlak ve gölgeden ar›nm›fl bir günefl ›fl›n›m›<br />
yoksa üretim de az olacakt›r. Güneflli bir günde<br />
genellikle % 100 de¤il de % 80 ya da % 85’lik bir<br />
›fl›n›ma maruz kal›r›z. Yüksek yerlerde, çöllerde ya<br />
da çukur bölgelerde ›fl›n›m % 100’e yak›nd›r.<br />
Hatta, yüksek çöl platolar›nda % 105’lik bir orana<br />
ulaflmak bile mümkündür. Böyle co¤rafi bölgeler<br />
boflu bofluna günefl kufla¤› diye adland›r›lmam›flt›r.<br />
Almanya’da kurulumcular da dahil olmak üzere PV sektöründe 10,000 firma çal›flmaktad›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaikler<br />
Montaj Temelleri<br />
Paneller, günefle dik bir aç›yla<br />
yerlefltirildiklerinde gelen ›fl›¤› tamamen<br />
yakalay›p maksimum üretim yapabilir.<br />
Bu, flu anlama gelir; günefli do¤udan bat›ya do¤ru,<br />
gökyüzündeki konumuna göre takip edersek daha<br />
fazla elektrik üretebiliriz. Fakat ne yaz›k ki, günefli<br />
takip eden sistemler hem maliyetlidir hem de<br />
elektriksel ya da mekanik ar›zalara çok daha<br />
yatk›nd›r. Özellikle, günefl panellerinin maliyetlerinin<br />
sürekli düfltü¤ünü hesaba katarsak, e¤er yaz›n su<br />
pompalama gibi enerji tüketimi yüksek bir ifl söz<br />
konusu de¤ilse, bireysel uygulamalarda günefl takip<br />
sistemlerine yat›r›m yapmak çok makul<br />
görünmeyebilir. Bu sistemler, daha çok üretim<br />
yapan günefl santralleri gibi büyük yat›r›mlarda,<br />
üretimi maksimum düzeye ç›karmak amac›yla<br />
kullan›l›r. Daha önce de belirtti¤imiz gibi fotovoltaik<br />
modüllerin en verimli oldu¤u yerleflim flekli, ö¤le<br />
saatlerinde günefl ›fl›nlar›n› dik olarak ald›¤›<br />
konumdur. Genelde, paneller için y›l boyunca en<br />
uygun olacak aç›, yaklafl›k olarak bulunulan yerin<br />
enlem aç›s›yla ayn›d›r. Tabi ki günefl ›fl›nlar›n›n<br />
gelme aç›s› mevsimlere göre de¤iflece¤i için,<br />
panellerin konumu, içinde bulunulan mevsime göre<br />
de¤ifltirilirse daha iyi verim al›n›r. K›fl aylar› için<br />
kabaca, bulunulan enlemin aç›s›na 10 ° daha<br />
ekleyerek aç›y› art›rabiliriz. Yaz›n ise benzer bir<br />
Almanya’daki firmalardan % 80’i hücre ya da modül gibi parça üreticileridir.<br />
yaklafl›mla, panelleri 10 ° daha e¤ik konuma<br />
getirmek ideal olacakt›r. Türkiye örne¤inde, panel<br />
e¤im aç›s› de¤erleri k›fl koflullar›nda 25 °, baharda<br />
40 °, yaz için ise 55 ° olarak verilmektedir.<br />
Bu aç› ayarlar›, panellerin ba¤›ms›z olarak<br />
oturtuldu¤u montaj üniteleri için kolayl›kla<br />
uygulanabilirken, çat› gibi sabit e¤imli yüzeylere<br />
monte edilen panellerde ne yaz›k ki mümkün<br />
olmayabilir. Asl›nda, e¤imi büyütmek, yani paneli<br />
kald›rmak için çözüm üretilebilir. Ancak, e¤imi<br />
küçültmek fiziksel k›s›tlardan dolay› mümkün<br />
olmayacakt›r. Konutlarda, pratik olarak, yaz›n<br />
enerji üretimini azami düzeye ç›karacak<br />
ayarlamalar yap›l›r. Sonuç olarak, panel dizileri,<br />
genelde, sabit duran bir çerçeve ya da düzenek<br />
üzerine monte edilir. Çat› üstünde, çat›ya entegre<br />
veya düz yüzey, cephe ve zeminlerde her ne<br />
flekilde olursa olsun, panellerin montaj›nda estetik<br />
ve özel çözümler bulmak mümkündür. Mimari<br />
gerekliliklere uygun ve göz zevkine hitap eden<br />
montaj yöntemleri uygulamak hiç de zor de¤ildir.<br />
Çat› Üstü Montaj<br />
Bu montaj yönteminde, günefl panelleri, çat›n›n<br />
10-15 cm yukar›s›nda bir alt-strüktür üzerine<br />
yerlefltirilir. S›rtta kalan bu boflluk sayesinde,<br />
panellerin so¤umas› için gerekli hava ak›m›<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 49
Fotovoltaikler<br />
sa¤lan›r. Hücre verimi konusunda bahsedildi¤i<br />
üzere, panellerin s›cakl›¤› ne kadar düflük olursa<br />
üretim verimi de o kadar artar. Çat› üstüne<br />
montaj, hem basit, hem ekonomik hem de<br />
neredeyse her çat› için uygundur.<br />
50<br />
Çat› üstü montaj<br />
Cephe montaj›<br />
Çat›ya entegre montaj<br />
Düz çat› montaj›<br />
Zemin montaj›<br />
Çat›ya Entegre Montaj<br />
Günefl panellerinin, mimari bir bak›flla çat›<br />
altyap›s›na entegre edilmesi, çat› üstü montaja<br />
göre daha detayl› ve karmafl›kt›r. Bu varyasyonda<br />
paneller, çekici görünüfllerine ek olarak, çat›n›n<br />
baz› ifllevlerini üstlenerek maliyet avantaj› da<br />
sa¤layabilir. Yeterli havaland›rma koflullar› bu<br />
yöntemde de mutlaka sa¤lanmal›d›r. Bu<br />
uygulamalar konusunda, uzman mimari çözüm<br />
merkezleri ve pek çok farkl› marka<br />
bulunmaktad›r.<br />
Düz Çat› Montaj›<br />
Günefl panelleri, düz çat›larda güneye do¤ru ve<br />
azami düzeyde üretim için optimum aç›da kolayca<br />
monte edilebilir. Bu yöntemde kullan›lan tafl›y›c›<br />
yap›, maliyet bak›m›ndan çok uygundur ve günefl<br />
enerjisi sektöründe ‘tafl›y›c› sehpa’ olarak bilinir.<br />
Özellikle, çevresinde bariyer olmayan endüstriyel<br />
tesislerdeki gibi genifl düz çat›larda bu sehpalar<br />
çok kullan›fll›d›r. Sadece, montaj öncesi, statik<br />
analiz hesaplar›n›n yap›lmas› iyi olur.<br />
Cephe Montaj›<br />
Günefl panellerinin bina cephelerine montaj›nda,<br />
cephenin so¤uk ya da s›cak olmas›na göre<br />
getirilen mimari çözümler farkl›d›r. So¤uk<br />
cephelerde, özel paneller kullan›larak, hem enerji<br />
üretimi hem de binan›n so¤uktan korunmas›<br />
sa¤lan›r. Binan›n bütün bir d›fl duvar›n›n özel<br />
panellerle kaplanmas› ve bu kaplaman›n tüm<br />
duvar ifllevlerini yerine getirmesi durumu s›cak<br />
cephe uygulamas›na tekabül eder.<br />
Zemin Montaj›<br />
Zeminde yap›lan montajlar sayesinde bir çiftçi bile<br />
enerji üreticisi konumuna gelebilir. Yerel<br />
belediyeler ya da mahalleler, bir alan› örne¤in eski<br />
bir çöplü¤ü panellerle donatarak günefl santraline<br />
dönüfltürebilir. Modern zemin uygulamalar›n›n<br />
ço¤unda, günefli takip eden sistemler, mükemmel<br />
bir havaland›rma ve kolayca eriflim imkanlar›<br />
bulunur.<br />
Sadece 2007 y›l›nda Almanya’da 842 MW’l›k hücre üretildi.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler
Fotovoltaik Sistemler<br />
Ada Sistemleri<br />
Günefl enerjisinden elektrik üreten<br />
sistemlerin esas olarak iki ana uygulama<br />
alan› vard›r. Bunlar, flebeke d›fl› depolamal›<br />
(akülü) ada sistemleri ve flebeke ba¤lant›l›<br />
fotovoltaik elektrik üretim sistemleri olarak<br />
tan›mlan›r. fiu an dünyada baz› ülkelerde<br />
uygulanan günefl elektri¤i sat›fl tarifeleri ve sat›n<br />
alma garantileri nedeniyle flebeke ba¤lant›l› sistem<br />
uygulamalar› flebeke d›fl› akülü sistemlere göre<br />
ciddi bir a¤›rl›k ve h›z kazanm›fl olsa da, günefl<br />
enerjisinden elektrik üretimi ile ilgili ilk uygulamalar<br />
akülü sistemlerle ve flebekenin olmad›¤› alanlarda<br />
bafllam›flt›r<br />
fiebekeden ba¤›ms›z bir ada sisteminin tipik fotovoltaik<br />
enerji üretim ve tüketim profilleri<br />
fiekilde görüldü¤ü gibi akülü sistemler bize günefl<br />
›fl›nlar›n›n olmad›¤› zamanlarda, örne¤in geceleri,<br />
ihtiyac›m›z olan elektri¤i veya günefl elektri¤inin<br />
yetersiz kald›¤› baz› aletleri geçici olarak<br />
çal›flt›rmam›z› sa¤layan sistemlerdir. Bu<br />
sistemlerin ayn› zamanda ‘ada sistemleri’ olarak<br />
52<br />
an›lmas›, flebekeden ba¤›ms›z olarak enerji<br />
sa¤layabilmelerinden kaynaklan›r. ‹flte bu özellikleri<br />
nedeniyle, bu sistemlerin planlanmas›nda dikkate<br />
al›nan ana kriter, enerji tüketiminin üretilen<br />
enerjiyle dengelenebilmesidir. Günefl enerjisinin<br />
s›n›rl› ve de zaman zaman kesintili oldu¤u hesaba<br />
kat›l›rsa bu sistemlerin tasarlanmas›nda günlük<br />
elektrik tüketimi, ›fl›n›m seviyesi ve akü kapasitesi<br />
gibi parametrelerin gerçek de¤erlerinin bilinmesi<br />
ve gerekli bileflenlerin birbirleriyle uyumlu<br />
efllefltirilmesi çok önemlidir. Üstelik bu durum y›l<br />
boyunca elektrik üretimi talep edildi¤inde daha da<br />
karmafl›k bir hal al›r. Kuzeydeki enlemlerde,<br />
örne¤in ‹ngiltere’deki sistemler için yaz aylar›ndaki<br />
›fl›n›m de¤erleri, k›fl aylar›ndaki de¤erlerden<br />
neredeyse 9 kat daha fazlad›r. Avustralya,<br />
Amerika’n›n güneyi veya Güney Afrika gibi<br />
yerlerde ise bu fark faktörü 2 oran›na kadar düfler.<br />
Türkiye’yi ele ald›¤›m›zda, yaz ile k›fl aras›ndaki<br />
›fl›n›m fark› bölgeye göre 3 ile 4 kat aras›nda<br />
de¤iflmektedir. Oysa kuzey ülkelerinde k›fl<br />
aylar›nda enerji talebi daha fazlad›r ve bu talebe<br />
göre tasarlanan sistemlerde, y›l›n geri kalan<br />
zamanlar›nda enerji fazlal›¤› oluflacakt›r. Bu da hiç<br />
de ekonomik ve ekolojik olmayan durumlar›n<br />
ortaya ç›kmas›na yol açar. Yaflam ömrünün çok<br />
k›sa bir oran›nda kullan›lan bir PV sistemin<br />
üretiminde kullan›lan enerjinin geri ödemesi de<br />
çok uzun zaman alacakt›r. Böyle koflullarda<br />
jeneratör ya da rüzgâr türbini gibi baflka enerji<br />
kaynaklar›n› da içeren çözümleri düflünmek daha<br />
faydal›d›r.<br />
Almanya’da PV endüstrisi cirosu flu anda 5,7 milyar Euro’ya ve ihracat gelirlerinin toplam› ise 2,5 milyar Euro’ya ulaflm›flt›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
fiebekeden ba¤›ms›z sistem tasar›m› için afla¤›da<br />
listelenen ad›mlar izlenir.<br />
1. Günlük tüketimin, mevcut elektrikli<br />
aletlerin tüketim de¤erlerinin Watt (W) ve<br />
kullan›m sürelerinin saat birimleri göz önüne<br />
al›narak Wh biriminde hesaplanmas›.<br />
2. Sistemin kurulaca¤› konumdaki y›ll›k<br />
efektif günefllenme süresinin ve günefl paneli<br />
kapasitesinin belirlenmesi.<br />
3. Sistemin montaj yerinin ve buna uygun montaj<br />
konstrüksiyonunun seçilmesi (Çat› montaj›, sabit<br />
aç›l› bahçe montaj›, direk üzerine montaj, günefl<br />
izleme sistemi kullan›lmas› vb.).<br />
4. Montaj alan›n›n etraf›nda gün içerisinde gölge<br />
yapmas› muhtemel yap›lar›n ve günün ilgili<br />
saatlerindeki gölge miktar›n›n, gün boyu<br />
güneflin hareketinden kaynaklanan gölge<br />
miktar›n›n belirlenmesi ve hesaplanmas›.<br />
5. Sistemin kurulaca¤› konumda halihaz›rda baflka<br />
yenilenebilir kaynaklar varsa ve hibrit bir sistem<br />
tasarlanmas› düflünülüyorsa, di¤er enerji<br />
kaynaklar›ndan hangilerinin destek sistem olarak<br />
kullan›laca¤›n›n belirlenmesi (küçük/orta rüzgâr<br />
türbini, mikrohidro uygulamalar, jeneratör).<br />
6. Akü flarj kontrol ünitesi (regülatör) kapasitesinin<br />
belirlenmesi.<br />
7. Evirici (invertör) kapasitesinin hesaplanmas›.<br />
8. Kablolama altyap›s›n›n oluflturulmas›.<br />
9. Tasarlanacak sistemde daha sonra kullan›lmak<br />
üzere (uygun olmayan hava koflullar›nda,<br />
gece vb.) enerjinin depolanaca¤› akü grubunun<br />
tipinin ve kapasitesinin belirlenmesi.<br />
fiimdi biz de ad›m ad›m ilerleyerek birlikte bir<br />
sistem tasar›m örne¤i yapal›m ve ada sistemlerini<br />
daha yak›ndan tan›yal›m.<br />
Günlük enerji tüketimi hesaplamas›:<br />
PV sistem ile enerjilendirilecek elektrikli aletler ve<br />
tükettikleri enerji de¤erlerinden oluflan bir tablo<br />
haz›rlayarak bafllang›ç yapmak sistem tasar›m› için<br />
en önemli noktad›r. Rehberimizin Ekler<br />
A: Günefl paneli<br />
B: ‹nvertör<br />
DC Ba¤lant›l› fiebekeden Ba¤›ms›z Sistem<br />
Jeneratör<br />
AC Ba¤lant›l› fiebekeden Ba¤›ms›z Hibrit Sistem<br />
bölümünde, Elektrikli Aletler için Enerji Tüketim<br />
Tablosu’ndan bu hesaplamada yard›mc› olabilecek<br />
ortalama de¤erler görülebilir. Ayr›ca yine ayn›<br />
bölümdeki, burada yap›lan örnek tasar›m<br />
yaklafl›m›ndan farkl› bir biçimde sistemin çekece¤i<br />
ak›m de¤eri üzerinden yola ç›kan alternatif bir<br />
hesaplama yöntemi de kullan›labilir. Yine de<br />
kullanaca¤›n›z aletlerin gerçek tüketim de¤erlerini<br />
üzerindeki etiketlerden, kullan›m k›lavuzlar›ndan<br />
veya modeline ba¤l› üretici internet sayfalar›ndan<br />
edinmek, daha kesin sonuçlar için tavsiye<br />
edilmektedir.<br />
Almanya’da fotovoltaiklerin modernizasyonuna ve üretime 1,8 milyar Euro, araflt›rma ve gelifltirmeye ise 175 milyon Euro ayr›lm›flt›r.<br />
C: fiarj kontrol ünitesi<br />
D: Akü<br />
Akü Gruplar› Günefl Panelleri<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 53<br />
Rüzgâr<br />
Türbini
Fotovoltaik Sistemler<br />
Örnek olarak afla¤›daki gibi bir tablo oluflturabilir<br />
ve sonraki ad›mlar için bunu temel alabiliriz.<br />
54<br />
Cihaz ismi Çekti¤i elk. Günlük Toplam<br />
enerjisi öngörülen enerji<br />
(Watt) çal›flma süresi ihtiyac›<br />
(saat) (Wh)<br />
KFL* 1 15 6 90<br />
KFL 2 15 5 75<br />
KFL 3 15 5 75<br />
KFL 4 15 4 60<br />
KFL 5 20 3 60<br />
KFL 6 20 2 40<br />
Buzdolab› 80 24 1920<br />
TV 150 5 750<br />
DVD 120 0.5 60<br />
Bilgisayar<br />
Mikrodalga<br />
200 4.5 900<br />
F›r›n 2000 0.5 1000<br />
Elektrik<br />
Süpürgesi<br />
Çamafl›r<br />
1800 0.3 540<br />
Makinas›<br />
Paket<br />
800 0.4 320<br />
Hidrofor 740 4 2960<br />
Ütü 2000 0.3 600<br />
Di¤er 100 3 300<br />
TOPLAM GÜNLÜK ENERJ‹ GEREKS‹N‹M‹ 9.750Wh<br />
Panel seçimi<br />
Fotovoltaik paneller etiketinde belirtilen de¤erde<br />
nominal güç üretir. Örne¤in 1 adet 100 W p günefl<br />
paneli ile 2 adet 50 W p’lik günefl paneli eflde¤er<br />
güç üretecektir. Bu noktada üretilecek olan<br />
günlük enerjinin miktar›n› belirleyen iki önemli<br />
etken ilgili konumdaki günlük verimli günefllenme<br />
süresi ve günefl radyasyonu miktar›d›r. Ayr›ca<br />
günefl panellerinin W p olarak nominal gücü<br />
standart test koflullar›nda (IEC 9043 standard›na<br />
göre 1000 W/m 2 günefl radyasyonunun üzerine<br />
düfltü¤ü, panelin hücre s›cakl›¤›n›n 25 ºC oldu¤u<br />
durum) belirlenmifltir. Bu nedenle günefl paneli<br />
dizisinden günlük olarak üretilecek enerjiyi<br />
etkileyen ikincil unsurlar ise s›cakl›k, kirlilik ve toz,<br />
gölgelenme, günefl paneli eflleflme kay›plar›,<br />
Maksimum Tepe Güç ‹zleme (MPPT) kay›plar›, akü<br />
flarj deflarj kay›plar›, kablo kay›plar› ile DC-DC,<br />
DC-AC çevrim kay›plar› olacakt›r. Tasar›m› yap›lan<br />
yer için aylara ba¤l› günefllenme süresi, Elekrik<br />
‹flleri Etüt ‹daresi’nin web sitesinde yeralan<br />
Günefl Enerjisi Potansiyeli Atlas›ndan<br />
(http://repa.eie.gov.tr/MyCalculator/Default.aspx)<br />
faydalan›larak elde edilebilir.<br />
Sistemin Antalya’da kurulaca¤›n› varsayal›m ve<br />
üstteki tablodan yararlanal›m. Bu grafik yatay<br />
yüzeyler üzerine bir günde düflen ›fl›n›m miktar›n›<br />
kWh/m 2 birimi ile göstermektedir. Günefl panelleri<br />
Antalya ilimiz için yataya 33 ° aç›yla<br />
yerlefltirildi¤inde y›lboyunca optimum miktarda<br />
elektrik üretir. 33 ° e¤imli yüzeye düflen ›fl›n›m<br />
de¤erleri ise yan sayfadaki tabloda verilmifltir.<br />
Bununla birlikte kristal silikon günefl panelleri<br />
* KFL, ’Kompakt Floresan Lamba’n›n k›saltmas›d›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
s›cakl›k nedeniyle yaz aylar›nda etiket<br />
de¤erlerinden yaklafl›k % 17,5, k›fl aylar›nda ise<br />
yaklafl›k % 9 daha az elektrik üretir. ‹nce film<br />
günefl panelleri ise yaz aylar›nda etiket<br />
de¤erlerinden yaklafl›k % 7, k›fl aylar›nda ise<br />
yaklafl›k % 3,6 daha az elektrik üretir. Bu tabloda<br />
Antalya, 33 ° aç›l› fotovoltaik elektrik üretim<br />
sisteminin ›fl›n›m ve elektrik üretim de¤erleri<br />
AYLAR Yüzeye düflen 1 kW kristal 1kW ince film<br />
›fl›n›m miktar› PV elektrik PV elektrik üretimi<br />
günlük kWh/ m 2 üretimi kWh/gün kWh/gün<br />
OCAK 3.76 3.43 3.63<br />
fiUBAT 4.39 3.94 4.21<br />
MART 5.45 4.80 5.19<br />
N‹SAN 5.79 5.04 5.49<br />
MAYIS 6.14 5.16 5.75<br />
HAZ‹RAN 6.43 5.31 5.98<br />
TEMMUZ 6.39 5.24 5.93<br />
A⁄USTOS 6.37 5.22 5.91<br />
EYLÜL 6.30 5.26 5.88<br />
EK‹M 5.37 4.59 5.06<br />
KASIM 4.10 3.62 3.91<br />
ARALIK 3.34 3.03 3.22<br />
söz konusu s›cakl›k kay›plar› da göz önünde<br />
tutulmufltur.<br />
Bu noktada Mart ile Ekim aras›nda kullan›m<br />
oldu¤u varsay›l›p, en az elektrik üretilen ay olan<br />
Ekim ay› de¤erleri göz önünde tutularak<br />
kristal günefl paneli seçersek,<br />
9.75 kWh/gün / 4.59 kWh/gün = 2124 W<br />
günefl paneli gücüne gereksinim oldu¤u<br />
hesaplan›r.<br />
‹kinci bir yöntem olarak, konumun güncel<br />
Kristal panellerden oluflmufl 3 kW’l›k bir sistem için, güneye bakan e¤imli bir çat›da 23 m 2 alana ihtiyaç vard›r.<br />
meteorolojik verileri girilmifl baz› özel PV<br />
yaz›l›mlar› (PVWatt, PVDesingPro, PVSOL, PVSYST<br />
vb.) kullan›lmas›yla daha hassas hesaplar<br />
yap›labilir.<br />
Yukar›da da de¤inildi¤i üzere s›cakl›k d›fl›nda<br />
sistem verimine etki eden di¤er faktörler (kirlilik,<br />
gölgelenme, panel eflleflme kay›plar›, Maksimum<br />
Tepe Güç ‹zleme (MPPT) kay›plar›, flarj deflarj<br />
kay›plar›, kablo kay›plar›, evirici kay›plar›) göz<br />
önüne al›nd›¤›nda, günefl<br />
panelinden elde edilen gücün<br />
genel bir yaklafl›mla % 30-40<br />
kadar bir k›sm›n›n›n<br />
kaybolaca¤› unutulmamal›d›r.<br />
Bu kay›plar› da hesaba kat›nca<br />
güç gereksinimi<br />
2124 W p / (1-0.35) =<br />
3268 W p<br />
de¤erine gelecektir ki bu çok<br />
daha gerçekçi bir sonuçtur.<br />
Kullan›lacak PV modül<br />
gücünün en az 3268 W p<br />
olmas› gereklidir.<br />
Kullan›lacak günefl paneli tipi<br />
ve birim kapasitesinin<br />
belirlenmesinde, birim W p<br />
bafl›na maliyet ve varolan alan gözetilerek seçimin<br />
yap›lmas› do¤ru bir yaklafl›m olacakt›r. ‹nce film<br />
günefl panellerinin W p maliyeti daha düflük ve<br />
s›cakl›k kay›plar› daha azd›r, ancak kristal PV<br />
modüllere göre daha fazla yer kaplar. Di¤er bir<br />
gözden kaç›r›lmamas› gereken nokta ise sistem<br />
akü bankas›n›n geriliminin kaç Volt öngörüldü¤ü<br />
ile ilgilidir. Genellikle evde kullan›lan elektrikli<br />
aletlerin gücü 2 kW üzerinde ise akü bankas›n›n<br />
gerilimi yükseltilerek 48 Volt’a ç›kart›l›r. Daha<br />
sonra günefl panelleri seçilirken ve konfigure<br />
edilirken bu gerilim göz önünde tutulur. Günefl<br />
paneli gerilimi üreticiden üreticiye de¤iflir. Standart<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 55
Fotovoltaik Sistemler<br />
olmamakla birlikte 5 W p -130 W p aras› kristal<br />
günefl panelleri 17 V mpp , 160 W p -250 W p aras›<br />
kristal paneller ise 34 V mpp gerilimi üretirler. ‹nce<br />
film panellerde ise daha yüksek gerilimler söz<br />
konusudur. Solar panelleri seri/paralel ba¤layarak<br />
12-24-48 V DC ve daha yüksek DC gerilimli<br />
sistemler yarat›labilir. 9750 Wh/gün enerji ve 4 kW<br />
tepe güç gereksinimi olan standart bir ev için<br />
yayg›n yaklafl›m 48 Volt DC akü bara gerilimi olan<br />
bir sistem tasar›m› yapmakt›r. Gerilimin<br />
yükselmesi ak›m›n azalmas›n› sa¤lar ve kablo<br />
kay›plar›n›n düflmesine olanak tan›r.<br />
Burada 175 W p x 20 adet kristal günefl paneli<br />
seçilmifltir.<br />
Bu noktada 175 W p ’lik günefl panellerimizin 24 V<br />
temelli sistem için uygun olmas›, sistemimizin ise<br />
48 V olarak tasarlanmas›ndan ötürü, 20 adet<br />
panelin 2‘li seri gruplar halinde 10 paralel grup<br />
oluflturularak ba¤lanmas› gereklidir.<br />
Tipik bir Kristal PV Modül<br />
fiarj Kontrol Ünitesinin Seçimi<br />
fiarj kontrol ünitesinin seçimi sistem verimlili¤ini<br />
belirlemede önemli bir kriterdir. Birkaç panelden<br />
oluflan küçük kapasiteli flebekeden ba¤›ms›z PV<br />
sistemleri için tek bir regülatör yeterli olmaktad›r.<br />
Daha büyük PV sistemleri için sistemi birden fazla<br />
alt sisteme bölüp her birini ayr› flarj kontrol cihaz›<br />
ile kontrol etmek en uygun çözümdür. fiarj kontrol<br />
56<br />
üniteleri ile ilgili daha detayl› bilgiler bu bölümde<br />
ayr› bir bafll›k alt›nda verilmifltir. Burada ise<br />
piyasada varolan ürünler gözetilerek seçim mant›¤›<br />
anlat›lmaktad›r.<br />
Piyasada en çok talep edilen ve bulunan<br />
kapasiteler 6A, 8A,10A, 20A, 45A, 60A’dir.<br />
Burada kullan›lacak olan flarj regülatörünün do¤ru<br />
tayin edilebilmesi için iki parametreye ihtiyaç vard›r.<br />
Bunlar:<br />
• PV sisteminin W p de¤eri<br />
• Akü grubunun gerilim de¤eridir.<br />
Örne¤imize geri dönersek;<br />
Ak›m = Güç/ Gerilim<br />
= 3500 W p / 48 V = 66 A<br />
Yani en az 66 A de¤erinde bir regülatör<br />
kullanmak gerekti¤i hesaplan›r. Genel bir<br />
yaklafl›mla ç›kan de¤erin %15 üstü al›n›r. Bunu<br />
piyasada bulunan en yak›n üst de¤ere yuvarlamak<br />
en do¤rusu olaca¤›ndan 2 adet 45 A’lik flarj<br />
kontrol cihaz› kullan›lmas› gereklidir. ‹ki seri PV<br />
panelden oluflan befl paralel grup birinci flarj<br />
kontrol cihaz›n›n girifline, iki seri PV panelden<br />
oluflan di¤er befl parallel grup ise ikinci flarj<br />
kontrol cihaz›n›n girifline ba¤lan›r. fiarj kontrol<br />
cihazlar›n›n ç›k›fllar› ortaklanarak 48V DC akü<br />
(batarya) baras›na ba¤lan›r.<br />
‹nvertör Seçimi<br />
‘Evirici’nin do¤ru ak›m› alternatif ak›ma çeviren<br />
cihaz oldu¤unu yeniden hat›rlat›p, eviricilerle ilgili<br />
daha detayl› bilgilerin ayr› bir bafll›k alt›nda<br />
incelendi¤ini belirtelim. Evirici kapasitesini<br />
belirlemede temel yaklafl›m ayn› anda çal›flmas›<br />
muhtemel cihazlar› belirleyip, bu cihazlar›n çekmifl<br />
oldu¤u kümülatif gücü alt alta toplamaktan geçer.<br />
Örnek evdeki cihazlar›n toplam çekmifl oldu¤u<br />
elektrik gücü 8060 W olmas›na karfl›n, hepsinin<br />
Dünya ile Günefl aras›ndaki mesafe 150 milyon km’dir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
ayn› anda çal›flmas› çok düflük bir ihtimaldir. Zaten<br />
tamam›yla flebekeden ba¤›ms›z tasarlanan bir<br />
sistemdeki tüketici de bu flekilde bir kullan›m›n<br />
gerektirdi¤i bilince sahiptir. Sistemde yüksek enerji<br />
tüketimi olan cihazlar›n bir k›sm›n›n kullan›m›n›<br />
gündüz, di¤er k›sm›n›n kullan›m›n› gece olarak<br />
ikiye ay›rmak, ihtiyaç olan evirici kapasitesini ve<br />
yat›r›m maliyetini azaltan bir unsur olacakt›r.<br />
Burada CFL1 – CFL6 ayd›nlatma armatürlerinin<br />
hepsi, buzdolab›, TV, DVD, bilgisayar, mikrodalga,<br />
paket hidrofor ve di¤erlerinden oluflan grup<br />
muhtemelen gece kullan›lacakt›r. Di¤er grup da<br />
gündüz kullan›m› için ayr›l›rsa bu durumda ihtiyaç<br />
olan evirici kapasitesi 3490 Watt olmaktad›r.<br />
Di¤er gözden kaçan yükler ve baz› cihazlar›n<br />
(elektrik motorlar› gibi) ilk çal›flt›¤› andan kararl›<br />
seviyeye gelene kadar etiket de¤erinin üzerinde<br />
güç çekmesi (demeraj ak›mlar›) gibi unsurlar› göz<br />
önüne almam›z gereklidir. Bu durumda piyasada<br />
bulabilece¤imiz bir üst anma gücü de¤erindeki<br />
5000 VA 4000 W 48 V DC/220 V AC tam sinüs<br />
eviriciyi (invertör) seçmemiz uygun olur.<br />
Akü Grubu Seçimi ve Boyutland›r›lmas›<br />
Bir veya birkaç panelden oluflan küçük sistemler<br />
için detaylar›n› ‘Aküler’ bafll›¤› alt›nda<br />
bulabilece¤iniz 12 V kuru tip kurflun asit akü veya<br />
12 V jel tipi akü seçimi yapmak kendini kan›tlam›fl,<br />
ekonomik ve yayg›n bir yaklafl›md›r. Örne¤imizdeki<br />
gibi 48 V sistem tasar›mlar›nda ise 6 V’luk veya 2<br />
V’luk stasyoner tip kurflun asit aküler (OPzS) ile<br />
bak›m gereksinimini ortadan kald›rma amaçl› jel<br />
tipi OPzV aküler yayg›n olarak tercih edilmektedir.<br />
Günefl Evi Sistemi<br />
Sa¤lam verilere dayanan teorilere göre, Günefl, 5 milyar y›l sonra tükenecektir.<br />
Mevcut sistemimizde günlük enerji gereksiniminin<br />
9750 Wh ve sistem tasar›m›m›z›n 48 V oldu¤unu<br />
göz önüne alarak akü grubu kapasitemizi<br />
hesaplayal›m.<br />
9750 Wh / 48 V = 203 Ah<br />
Akü kapasitesini etkileyen s›cakl›k, kullan›m s›kl›¤›,<br />
deflarj seviyesi gibi unsurlar› göz önüne alarak<br />
derin deflarj (deep cycle) edilebilen solar 2 V OPzS<br />
akü tipini seçip, akünün maksimum deflarj<br />
seviyesini de % 50 öngörürsek alttaki de¤ere<br />
ulafl›l›r.<br />
203 Ah x 2 = 406 Ah.<br />
Buna göre minimum 400 Ah kapasitesinde kurflun<br />
asit akü kullanmak gerekmektedir. Yaln›z bulutlu<br />
günlerde sistemin yeterli enerji üretemeyece¤i<br />
unutulmamal›d›r. Bu durumda, 2 gün bulutlu hava<br />
koflullar› alt›nda dahi, sistem evin rutin enerji<br />
ihtiyac›n› karfl›layabilmelidir. O halde:<br />
406 Ah x 2 gün = 812 Ah – 48 V<br />
Üstteki de¤erlere sahip akü grubu seçilir<br />
Ada Sistemlerinin Türleri ve Ekonomisi<br />
Ada sistemleri ba¤land›klar› ortak nokta gerilimine<br />
(AC veya DC) göre s›n›fland›r›lmaktad›r. Piyasada<br />
bulunan sistem uygulamalar› afla¤›da özetlenmifltir.<br />
Günefl Evi Sistemi<br />
Afla¤›daki flekilde görüldü¤ü gibi günefl evi<br />
sisteminde tüm tüketiciler ve jeneratörler DC<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 57
Fotovoltaik Sistemler<br />
gerilime ba¤lanmaktad›r. Günümüzde Asya, Afrika<br />
ve Güney Amerika’n›n k›rsal kesimleri baflta olmak<br />
üzere dünyan›n çeflitli yerlerinde yüz binlerce<br />
günefl evi sistemi 200 W tan bafllayan güçlerde<br />
kurulmufltur. Ayr›ca bu tip evlerde ek küçük bir<br />
evirici deste¤i ile tüketiciler standart AC cihazlar›<br />
da DC bara üzerinden besleyebilmektedir.<br />
DC Bara Ba¤lant›l› Küçük AC fiebeke Sistemi<br />
DC Bara Ba¤lant›l› Küçük AC fiebeke Sistemi<br />
fiekilde görüldü¤ü gibi bu tip sistemlerde, daha<br />
yüksek güçlerdeki AC yüklerin DC bara üzerinden<br />
beslenmesi sa¤lanmaktad›r. DC bara sistemi dizel<br />
jeneratör gibi bir enerji kayna¤› ile ayn› zamanda<br />
akü flarj devresini de içermektedir. Genellikle<br />
güçler 1 ila 5 kW düzeyinde ve DC bara gerilimi<br />
de 12 ila 48 Volt aral›¤›ndad›r.<br />
AC Bara Ba¤lant›l› Modüler Hibrit Sistemler<br />
AC bara ba¤lant›l› modüler hibrit sistem yap›s›nda<br />
tüm tüketici ve jeneratörler flekilde görüldü¤ü gibi<br />
110 V ya da 220 V AC barada birlefltirilmektedir.<br />
Günümüzde bu teknoloji 5 kW üzeri güçlerde<br />
daha fazla uygulama alan› bulmaktad›r. Farkl› tipte<br />
yenilenebilir enerji kaynaklar› ve geleneksel<br />
jeneratörler bu uygulamada hibrit olarak bir arada<br />
kullan›labilmektedir. Tüm üreticiler, dönüfltürücüler<br />
58<br />
AC Bara Ba¤lant›l› Modüler Hibrit Sistemi<br />
ve enerji depolama üniteleri AC formda ve<br />
da¤›t›lm›fl a¤ üzerinde olup, istenirse AC flebekeye<br />
de ba¤lanabilmektedir. Ayr›ca, bu yap› artan enerji<br />
talebini karfl›lamak üzere ek bileflen ve jeneratör<br />
eklenmesiyle kolayca geniflletilebilmektedir. Bu<br />
yap›, özellikle elektrik, su pompalama ve su ar›tma<br />
gibi baz› temel ihtiyaçlar› s›n›rda olan geliflmekte<br />
olan ülkelerin k›rsal kesimlerindeki elektrik<br />
tüketicileri için kullan›labilmektedir. Bu tip<br />
sistemlerin güçleri 3-100 kW aras›nda de¤iflmekte<br />
ve bir veya üç fazl› olarak yap›labilmektedir.<br />
Ekonomik aç›dan incelendi¤inde, tek bafl›na (Ada)<br />
fotovoltaik elektrik üretim sistemlerinin kWh<br />
maliyeti, tek bafl›na dizel jeneratör sistemlerinden<br />
daha düflüktür. Uzun süreli batarya depolama<br />
sisteminden kaç›nmak için dizel jeneratör<br />
gruplar›n› içeren fotovoltaik hibrit sistemler<br />
(5-30 kW) sadece dizel ile iflletilen sistemlerden<br />
daha düflük maliyetlerle iflletilebilmektedir. Dizel<br />
jeneratör gruplar›n›n (10-30 kW) kWh maliyetleri<br />
0,4-1,0 Euro / kWh dolay›ndad›r. Elektrik<br />
flebekesinin bulunmad›¤› yerlerde fotovoltaik elektrik<br />
üretim sistemlerinin kullan›lmas› dizel jeneratör<br />
sistemlerinin kullan›lmas›ndan daha ekonomiktir.<br />
‹spanya’da sadece 2007 y›l›nda PV teknolojilerine 5 milyar Euro’dan fazla yat›r›m yap›ld›.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
Ada Sistemlerinin Karfl›laflt›r›lmas›<br />
Özellik Günefl Evi DC Bara AC Bara Bara<br />
Ba¤lantili Sistem Ba¤lantili Sistem<br />
Tipik Sistem Gücü 0,2-2 kW 1-5 kW 3-100 kW<br />
AC Ç›k›fl ‹ste¤e ba¤l› Bir Fazl› Bir ya da Üç Fazl›<br />
AC Ç›k›fl Gerilimi Tam Sinüs Olmal›d›r.<br />
Dalga fiekli Benzeflimli Sinüs ya da Kare Dalga fleklinin<br />
15 dakikadan uzun süre kullan›lmas› tavsiye edilmez.<br />
AC fiebeke ya da AC<br />
Jeneratör Ba¤lant›s› Yok ‹ste¤e ba¤l› Var<br />
fiebeke Olmadan Çal›flma Evet Evet Evet<br />
fiebekeye Güç Aktarma Hay›r Hay›r Evet<br />
Akü Deste¤i Var Var Var<br />
Akü Kapasitesi Arka arkaya güneflsiz günlerde enerji ihtiyac›n› karfl›layacak kadar büyük olmal›<br />
Akü Çevrim Say›s› Akünün günlük doldur boflalt çevrimi nedeniyle, yüksek çevrim<br />
say›l› tip akü ya da afl›r› yüksek kapasiteli akü kullan›m› zorunludur.<br />
Akü fiarj Kayb› Günlük enerji üretiminin % 10-% 20 si<br />
Fotovoltaik Modül Sabit Sabit<br />
Gücü Günlük enerji ihtiyac›n› Di¤er enerji kaynaklar›n›<br />
karfl›layacak kadar büyük. tamamlayacak kadar büyük.<br />
Günefl Gücü Aktar›m› fiebeke ba¤lant›s› olsa dahi E¤er flebeke ba¤lant›s›<br />
enerji sadece akülere ya da yüke aktar›labilir. varsa akülere, yüke ya da<br />
E¤er aküler doluysa ve yük flebekeye enerji daima<br />
küçükse enerji bofla gider. aktar›l›r.<br />
MPPT Maksimum Ço¤u uygulamada yok Ço¤u uygulamada yok Var<br />
Güç ‹zleme % 15-% 25 daha fazla güç<br />
fiebeke Güç Kalitesi<br />
Bozulmalar›ndan Koruma fiebeke ba¤lant›s› yok. fiebeke ba¤lant›s› varsa Korumaz.<br />
baz› güç kalitesi<br />
bozulmalar›ndan korur.<br />
Kay›plar Sadece DC ç›k›fl Yüksek Yüksek<br />
varsa düflük, AC ç›k›fl Düflük DC bara gerilimi Düflük DC bara gerilimi<br />
varsa yüksek<br />
Bu miktar›n 2,5 milyar Euro’su yeni elektrik üretim ünitelerine, 2 milyar Euro’su stok borsas› ve 500 milyon Euro’su da yeni üretim santrallerinin ekipman yat›r›mlar›na aktar›ld›.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 59
Fotovoltaik Sistemler<br />
Aküler<br />
Pozitif plaka seti<br />
Akü, enerjiyi kimyasal konumda depolayan<br />
elektrokimyasal bir cihazd›r. Bir elektrik<br />
devresiyle ba¤lant› kuruldu¤unda, kimyasal<br />
enerji, elektrik enerjisine dönüflür. Her hücre bir<br />
pozitif, bir negatif elektrot ve bir ay›raçtan<br />
(seperatörden) oluflur. Akü deflarj edilirken, iki<br />
elektrotun içinde bulunan farkl› malzemeler<br />
aras›nda elektrokimyasal bir de¤iflim meydana<br />
gelir. Elektronlar, pozitif ve negatif elektrotlar<br />
aras›nda hareket ederken, bir d›fl devreyi de<br />
faaliyete geçirir.<br />
Akü Tipleri<br />
Enerjiyi depolamak için farkl› materyaller<br />
kullan›labilir ve aküler genellikle o akünün<br />
yap›s›nda aktif olarak kullan›lan materyalle<br />
tan›mlan›r (Nikel/kadmiyum, nikel/demir veya<br />
lityum/iyon vb.). Baz› aküler ise elektrotlarda<br />
bulunan di¤er materyallerle ve kullan›lan elektrolit<br />
tipine göre adland›r›l›r. En yayg›n olanlar›, kurflun<br />
asit akülerdir. Kullan›lan aktif materyal, hücrelerin<br />
voltaj›n› belirler ve hücrelerin say›s› da akünün<br />
60<br />
Negatif ›zgara<br />
Pozitif levha<br />
Gümüfl alafl›ml› pozitif ›zgara<br />
Akü kutusu<br />
Terminal<br />
Levha blo¤u<br />
Cepli ayraçta pozitif levha<br />
toplam voltaj›n› belirler. Bir kurflun asit akü<br />
hücresinin nominal voltaj› 2V civar›ndad›r.<br />
Starter Aküler<br />
Starter aküler motorlu kara tafl›tlar›, deniz tafl›tlar›,<br />
hava tafl›tlar› ve motorsikletlerde motorlar›n ilk<br />
hareketini sa¤lamak amac›yla çekilen yüksek ak›m<br />
de¤erlerini sa¤layabilecek flekilde gelifltirilmifl ve<br />
üretilmifl akülerdir.<br />
Stasyoner Aküler<br />
Stasyoner aküler, ani güç kesintilerinin sebep<br />
olabilece¤i durufllar› engellemek için kullan›lan,<br />
kesintisiz güç sistemlerinde enerji kayna¤› olarak<br />
haz›rda duran ve gerekti¤i an devreye girerek<br />
kesintiyi sisteme hissettirmeyecek flekilde özel<br />
tasarlanm›fl akülerdir.Yüzdürme gerilimiyle sürekli<br />
flarjl› halde tutulan bu tip aküler, minimum bak›m<br />
ve düflük enerji maliyeti özellikleri sayesinde<br />
telefon santrallerinde, kesintisiz güç sistemlerinde,<br />
kontrol panellerinin sinyalizasyon ifllemlerinde,<br />
alarm ve güvenlik sistemlerinde, günefl enerjisi ya<br />
da rüzgâr enerjisi gibi alternatif enerji<br />
kaynaklar›nda yayg›n olarak kullan›lmaktad›r.<br />
Kuru Tip Aküler<br />
Teknoloji gelifltikçe insan yaflam›n› kolaylaflt›rmak,<br />
kesintiye u¤ratmamak ve güvenli¤ini sa¤lamak<br />
ad›na çeflitli cihazlar üretilmektedir. Üretilen bu<br />
cihazlar, insanlar›n hayatlar›n› geçirdi¤i tüm<br />
yerlerde kullan›lmakta (evler, iflyerleri, oteller,<br />
hastaneler, okullar vb.) ve bu cihazlar elektrik<br />
kesintilerinde aküler vas›tas›yla beslenebilmektedir.<br />
Kuru aküler, içinde elektrolit bulunmad›¤› ve bu<br />
yüzden de gaz ç›k›fl› olmad›¤› için insanlar›n<br />
yaflad›¤› tüm alanlarda rahatl›kla kullan›lmaktad›r.<br />
‹spanya’da 2007 y›l›nda hücre üretimi 145 MW (360 MW kapasiteli), modül üretimi ise 195 MW (700 MW kapasiteli) civar›nda gerçekleflti.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
Tamamen kapal› ve bak›m gerektirmeyen bu<br />
aküler, çok genifl bir ›s› yelpazesinde çal›flabilir.<br />
Özel alçak bas›nçl› emniyet valfleriyle teçhiz<br />
edilmifltir. Tampon flarjda çal›flmaya müsaittir. ‹ç<br />
dirençleri düflük oldu¤undan bekleme esnas›nda<br />
kay›plar› çok düflüktür. ‹çlerinde elektrolit olmad›¤›<br />
için yatay veya dikey her pozisyonda kullan›labilir.<br />
Solar Aküler<br />
Genel olarak bak›ms›z aküler tercih edilir. Bunlar,<br />
kendi içinde de kullan›m alan› ve kullan›m amac›na<br />
göre çeflitlenir. En çok kullan›lanlar olarak OPzS,<br />
OPzV, Jel ve Sulu Stasyoner aküler say›labilir.<br />
Jel Aküler<br />
Jel akülerin sulu akülerden teknik aç›dan fark›<br />
yoktur ve çal›flma flekli neredeyse ayn›d›r. Jel<br />
akülerin özelli¤i kapal› ve bak›ms›z olmas›d›r. Bunu<br />
elde etmek için elektrolit kar›fl›m›, sülfürik asit ile<br />
silik asitten oluflmaktad›r. Silik asit ve sülfürik asit<br />
kar›flt›r›ld›¤›nda elektrolit jel halini al›r. Jel aküler<br />
neredeyse hiç bak›m gerektirmez ve tamamen<br />
kapal›d›r. Jel aküler, yüksek iç dirence sahip<br />
olduklar› için yüksek elektrik ak›m› sa¤layamaz ve<br />
marfl motorunun çal›flt›r›lmas› için uygun de¤ildir.<br />
Genelde jel aküler gaz yapmaz ama k›sa devre<br />
sonucu akülerin çok fazla ›s›nmas›ndan dolay› jel<br />
çözülür ve gaz oluflabilir. Buna karfl›n, jel akülerde<br />
valf entegre edilmifltir ve yüksek iç bas›nc›<br />
ayarlar. Jel akülerin flarj edilmesi için kullan›lacak<br />
flarj regülatörlerinin, jel aküleri desteklemesi<br />
gerekmektedir.<br />
OPzS ve OPzV Aküler<br />
Akümülatörlü bir sistem, tüm y›l boyunca her gün<br />
flarj ve deflarj edilecek bir flekilde kullan›lacaksa ve<br />
bu akülerin çok uzun süreyle dayanmas›<br />
isteniyorsa, OPzS ve OPzV akümülatör seçimi en<br />
uygunudur. Bu tip akülerin maliyeti, di¤er<br />
akülerden ortalama 2-3 kat fazla olsa da bu tip<br />
akülere yap›lan yat›r›m›n sonucunda daha kazançl›<br />
olunur. OPzS sulu ve OPzV jel tipi akülerdir.<br />
Hücrenin gerilimi 2 V olup 3000 Ah kapasite<br />
gücünde olan aküler vard›r. Bu tip aküler ile küçük<br />
bir alanda büyük güç kayna¤› kurma imkan›<br />
sa¤lanabilir. OPzS ve OPzV akülerin döngü say›s›<br />
(charge-recharge capacity) di¤er akülerden daha<br />
yüksektir ve çok a¤›rd›rlar. OPzS/V aküler çok a¤›r<br />
oldu¤undan sabit olarak kurulmas› ve<br />
kurulduklar› taban›n bunlar› tafl›yabilecek güçte<br />
olmas› gerekir. Bu tip akülerin kuruldu¤u yerin<br />
tafl›ma gücünü yükseltmek için tabana metal levha<br />
konulur.<br />
Akümülatörler Aras›ndaki Farklar<br />
Genel olarak akümülatörlerin aras›ndaki fark,<br />
kullan›m alanlar›na göre yap›lm›fl olan<br />
tasar›mlar›d›r. Marfl akümülatörleri (otomobillerde<br />
kullan›lan), yüksek ak›m sa¤layabilmek ve marfl<br />
motorunu çal›flt›rabilmek için tasarlanm›flt›r. Bu tür<br />
aküler, k›sa zaman içinde yüksek oranda ak›m<br />
sa¤lar. Levhalar› ince, levha say›s› çok ve döngü<br />
say›s› düflüktür. Solar akümülatörler düflük ak›m<br />
için tasarlanm›flt›r. Levhalar› kal›n, levha say›s›<br />
düflük ve döngü say›s› yüksektir. Günefl panelleri<br />
ile kurulmufl olan bir sistemde, bu sistemin<br />
elektrik enerjisini marfl aküleri ile gerçeklefltirmek<br />
istedi¤iniz takdirde, marfl akümülatörlerin döngü<br />
say›s› düflük oldu¤undan ve ortalama % 50 deflarj<br />
yap›ld›¤›ndan, bu aküler çok k›sa bir süre içinde<br />
kullan›lamaz hale gelir. Bu tip aküleri fotovoltaik<br />
sistemlerde daha uzun bir süre kullanabilmek için<br />
yap›lmas› gereken, maksimum % 10 deflarj<br />
olmalar›n› sa¤lamakt›r. Bunun için ise akü say›s›n›<br />
45 kez art›rmak gerekir ki bu da ekonomik<br />
olmad›¤› gibi akülerin ömrü, düflük olan döngü<br />
say›s› nedeniyle yine de 1 seneyi geçemeyecektir.<br />
Döngü Say›s›n›n Önemi<br />
Döngü say›s›, bir akümülatörün kaç defa deflarj ve<br />
flarj edilebilece¤ini belirten bir de¤erdir.<br />
Akümülatörlerin döngü say›s› özellikle, günefl<br />
panelli sistemler için çok önemlidir. Bunun nedeni,<br />
akülerin sistem taraf›ndan gündüz saatlerinde flarj<br />
edilmelerine karfl›n, ço¤unlukla geceleri tüketiciler<br />
taraf›ndan deflarj edilmesidir.<br />
‹spanyol PV Endüstrisi Birli¤i’ne göre, 2007 y›l›nda % 25’i üretimde, % 65’i kurulum ve montajda, % 10’u di¤erleri olmak üzere toplam 26.800 kifli sektörde istihdam edilmifltir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 61
Fotovoltaik Sistemler<br />
fiarj Kontrol Üniteleri<br />
Ada sistemlerinde PV panel dizisinin gerilimi<br />
akü bankas›n›n gerilimine uydurulmal›d›r.<br />
Tipik olarak kullan›lan akü bankas› gerilimleri 12 V,<br />
24 V , 48 V DC de¤erlerindedir. Örne¤in 12 V DC<br />
gerilimli kurflun asit bir akümüz oldu¤unu<br />
varsayal›m. Günefl panelleri tipik olarak 17 V mpp,<br />
21 V aç›k devre gerilimi üretmektedir. Bu gerilim<br />
seviyeleri 12 V aküyü flarj etmek için gerekli 13,8 V<br />
kayan flarj gerilimi de¤erinden yüksektir. Di¤er<br />
taraftan yükselen s›cakl›kla günefl paneli gerilimi<br />
azalmakta, azalan s›cakl›kla ise artmaktad›r.<br />
Dolay›s›yla yüksek s›cakl›klarda aküyü flarj etmek<br />
için gerekli gerilimi üretememe ve düflük<br />
s›cakl›klarda aküyü afl›r› flarj ederek kaynamas›na<br />
ve s›v› kaybetmesine yol açarak aküyü bozma riski<br />
vard›r. fiarj kontrol ünitelerinin birincil görevi<br />
akünün afl›r› flarj olmas›na engel olmakt›r.<br />
Afla¤›da flarj kontrol ünitesi tipleri ve çal›flma flekli<br />
aç›klanm›flt›r:<br />
• Seri kontrol üniteleri: Akü gerilimi flarj sonu<br />
gerilimini afl›nca akü devresini ay›r›r.<br />
• fiönt kontrol üniteleri: Akü gerilimi flarj sonu<br />
gerilimini afl›nca PV devresini k›sa devre eder.<br />
• MPPT kontrol üniteleri: Akü flarj sonu gerilimine<br />
ulaflmad›¤› sürece gerilimi ve ak›m›<br />
maksimum güç noktas›nda çal›flacak flekilde<br />
ayarlar, flarj sonu gerilimine ulafl›nca akü<br />
devresini ay›r›r. MPPT* üniteler panelden<br />
% 15- % 25 daha fazla güç elde eder.<br />
Buna ek olarak modern bir flarj kontrol ünitesi akü<br />
62<br />
ömrünü maksimize eden geliflmifl flarj kontrol<br />
algoritmalar›yla donat›lm›flt›r. Ayr›ca s›cakl›k<br />
konrollü kayan flarj, y›ld›r›m koruma, istenmeyen<br />
deflarjlar›n engellenmesi, derin deflarj korumas›,<br />
akü flarj durumu ile ilgili bilgilerin kaydedilmesi,<br />
afl›r› gerilim korumas›, k›sa devre korumas›, aküye<br />
geri besleme korumas›, rüzgâr türbinleri ve günefl<br />
panellerinden gelen tüm verileri kaydetme, oluflan<br />
alarmlar› ve verileri uzaktan iletiflim ile merkeze<br />
yollama gibi ifllevlere sahiptir. Günefl enerjili<br />
ayd›nlatma sistemlerinde kullan›m› rahatlatan gece<br />
fonksiyonu da mevcuttur. Bu fonksiyon sayesinde,<br />
bu özelli¤e sahip regülatörlere ba¤l› herhangi<br />
12 veya 24 V DC ak›mla çal›flan bir elektrikli alet,<br />
istenilen saatlerde otomatik olarak aç›l›p<br />
kapanabilmektedir.<br />
Günefl enerjili ayd›nlatmalarda kulan›lan bir baflka<br />
uygulama ise günefl paneli yüzeyinin bir sensör<br />
olarak kullan›ld›¤› uygulamalard›r. Bu uygulamalarda<br />
günefl paneli üzerindeki voltaj de¤erine göre<br />
kontrol ünitesi sistemi aç›p kapatmaktad›r. Buna<br />
göre gündüz saatlerinde günefl panelleri havan›n<br />
ayd›nl›k olmas›ndan dolay› enerji üretirler yani<br />
panelde bir gerilim oluflur. Bu durumda regülator,<br />
sistemin ucuna ba¤l› lamban›n sönük kalmas›n›<br />
sa¤lar. Fakat saatler ilerledikçe ve gün bat›m›na<br />
do¤ru yaklaflt›kça panel gerilimi azal›r. Bu de¤er<br />
bir s›n›r de¤erin alt›na düfltü¤ünde ise regülator<br />
otomatik olarak lamban›n yanmas›n› sa¤lar. Ta ki<br />
gün do¤up panel gerilimi s›n›r de¤erin üzerine<br />
yeniden ç›kana kadar...<br />
*MPPT: Maximum Peak Power Tracking, Maksimum Tepe Güç ‹zleme<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
fiarj kontrol cihazlar›n›n birçok özelli¤i kullan›c›<br />
taraf›ndan programlanabilmektedir. Örne¤in akü<br />
voltaj› belirlenen de¤ere ulaflt›¤› an flarj kesilebilir.<br />
Akü ve yük sistemine zarar› önlemek amac›yla akü<br />
voltaj› belirli bir de¤erin alt›na düflünce yük<br />
ba¤lant›s› kesilebilir ve voltaj›n art›fl göstermesiyle<br />
birlikte akünün güç vermeye devam etmesi<br />
sa¤lanabilir. Buna alternatif olarak regülatörlere<br />
zaman ayar› yap›larak sistemin istenilen saatler<br />
aras›nda çal›flt›r›lmas› da sa¤lanabilir<br />
T-Charger: Ülkemizden Yenilikçi Bir fiarj Kontrol Ünitesi<br />
Yeni nesil ince film günefl panelleri düflük fiyatlar›, yüksek s›cakl›k ve düflük ›fl›n›m koflullar›<br />
alt›nda yüksek enerji üretmeleri nedeniyle kristal günefl panellerine göre gittikçe daha fazla<br />
popülerlik kazanmaktad›r. Fakat yeni nesil ince film günefl panellerinin uygulamas› 150<br />
Voltun üzerindeki yüksek panel gerilimleri nedeniyle sadece flebeke ba¤lant›l› sistem<br />
uygulamalar› ile s›n›rl›d›r. Gerek mevcut flarj kontrol ünitelerinin 120 V DC’den<br />
yüksek gerilimleri kabul etmemeleri, gerek 120 Volt üzeri gerilimlerin mevcut standartlar<br />
do¤rultusunda elektrik flok riski yaratmas›, gerekse özellikle<br />
telekom uygulamalar›nda akü bankas›n›n pozitif<br />
kutbunun topra¤a ba¤lanmas› fakat ince film panellerin<br />
pozitif kutbunun topraklanmas›n›n sak›ncal› olmas›<br />
nedenleriyle bugüne kadar yeni nesil ince film paneller flebeke<br />
d›fl› akü flarj uygulamalar›nda kullan›lamam›flt›r. Mavisis’in<br />
gelifltirdi¤i T-Charger MPPT flarj kontol ünitesi dünyada ilk<br />
defa yukar›da say›lan zorluklara bir çözüm getirerek yüksek<br />
gerilimli ince film günefl panellerinin akü flarj uygulamalar›nda<br />
kullan›lmas›na olanak sa¤lam›flt›r.<br />
Mavi Solar T-Charger<br />
T-Charger ve di¤er yenilikçi yerli mal› ürünler için www.mavisis.com.tr adresini ziyaret edebilirsiniz.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 63
Fotovoltaik Sistemler<br />
Ada Sistemlerinde Eviriciler<br />
(‹nvertörler)<br />
Günlük hayat›m›zda elektrik enerjisini 12 V,<br />
24 V , 48 V akülerde depolar›z ve baz›<br />
yükleri do¤ru ak›m (DC-Direct current) ile<br />
akülerden besleyebiliriz. E¤er çamafl›r makinesi,<br />
buzdolab›, televizyon gibi 220 V 50 Hz alternatif<br />
ak›m (AC- Alternative current) ile çal›flan aletleri de<br />
akülerden beslemek istiyorsak akü gerilimini AC’ye<br />
çeviren eviricileri (invertör) , di¤er ad›yla DC-AC<br />
çeviricileri, kullanmam›z gereklidir. Ada sistemleri<br />
için eviriciler 12 V, 24 V veya 48 V' luk bir akü<br />
bankas›ndan ald›klar› do¤ru ak›m›, evlerde<br />
kulland›¤›m›z 220 V alternatif ak›ma çevirerek her<br />
türlü elektrikli cihaz› çal›flt›r›rlar.<br />
Birçok eviricinin üzerinde akü flarj cihaz›n›n da<br />
entegre edilmifl olmas› sayesinde, flebekeden ya da<br />
dizel jeneratörden gelen elektrik akülerin flarj›nda<br />
kullan›labilir. Transfer h›zlar›n›n oldukça yüksek<br />
olmas› yüzünden bu sistemler Kesintisiz Güç<br />
Kayna¤› (KGK, UPS) olarak da kullan›labilir.<br />
Ada sistemlerinde kullan›lan eviricilerde afla¤›daki<br />
nitelikler aran›r:<br />
• Ç›k›fl geriliminin fleklinin ideal sinüs dalga flekline<br />
yak›n olmas›, baflka bir deyiflle ç›k›fl gerilimi<br />
Toplam Harmonik Bozulmas›n›n (THD) küçük<br />
olmas›.<br />
• Ç›k›fl geriliminin genlik ve frekans›n›n kararl›<br />
olmas›, baflka bir deyiflle ç›k›fl geriliminin statik<br />
regülasyonunun iyi olmas›: 220 V 50 Hz<br />
de¤erini korumas›.<br />
64<br />
Modifiye Sinüs Yüksek THD’li<br />
Sinüs Dalga<br />
‹deal Sinüs<br />
• Ç›k›fl geriliminin yük de¤iflimlerinde<br />
kararl›l›¤›n› sürdürmesi, baflka bir deyiflle<br />
dinamik regülasyonunun iyi olmas›, yük<br />
de¤iflimlerinde 220 V de¤erinden küçük<br />
sapmalar göstermesi ve çok k›sa sürede ç›k›fl<br />
geriliminin 220 V de¤erine toparlanmas›.<br />
• Ç›k›fl geriliminin akü gerilim de¤iflimlerinde<br />
kararl›l›¤›n› sürdürmesi, dinamik regülasyonun iyi<br />
olmas›. Akü gerilim de¤iflimlerinde ç›k›fl<br />
geriliminin küçük sapmalar yapmas› ve h›zla<br />
220 V de¤erine do¤ru toparlanmas›.<br />
• Özellikle biliflim teknolojileri cihazlar› ve<br />
elektronik cihazlar›n çekti¤i yüksek harmonikli<br />
ak›mlar› ve tepe ak›mlar›n› karfl›layabilmek için<br />
yüksek tepe faktörlü (Crest Factor) ak›m<br />
verebilme yetene¤i.<br />
• Motor ve kompresör içeren cihazlar›n ilk çal›flma<br />
(demeraj) ak›mlar›n› karfl›layabilmek için k›sa<br />
‹talyan PV pazar›n›n kümülatif kapasitesi 2007 y›l›nda 100 MW’ a ulaflm›flt›r ve bunun 50 MW’ l›k k›sm› 2007 y›l›nda kurulmufltur<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
süreli afl›r› yükleme (overload) yetene¤i.<br />
• Tam ve k›smi yüklerde yüksek çevirme verimi:<br />
çok pahal› olan günefl elektri¤inin bofla<br />
harcanmas›n› azalt›r.<br />
• Yüksüz durumda az güç tüketen haz›r<br />
bekle (stand-by) durumuna geçme.<br />
• Yüksek gerilim ve y›ld›r›m korumas›.<br />
• K›sa devre korumas›.<br />
• Elektromanyetik emisyonlar›n s›n›rland›r›lmas›.<br />
• Güneflsiz günlerde jeneratörden flarj etmek için<br />
akü flarj devresi.<br />
Eviriciler güçlerine, faz say›s›na, çal›flma<br />
gerilimlerine ve ç›k›fl dalga flekillerine göre<br />
s›n›fland›r›lmaktad›r. Genellikle 5 kW alt›ndaki<br />
güçlerdeki eviriciler tek fazl› olarak üretilir, 10 kW<br />
üzeri güçlerde üç fazl› eviriciler karfl›m›za ç›kar.<br />
Eviricinin gücü artt›kça DC girifl gerilimi<br />
yükselmektedir. 5 kW üzeri güçteki eviriciler<br />
genellikle tam sinüs dalga flekli üretmekle birlikte,<br />
daha küçük güçlü eviricilerde modifiye sinüs<br />
dalga ve kare dalga gibi dalga flekillerine<br />
rastlanmaktad›r. Modifiye sinüs ve kare dalga<br />
flekillerinin, beslenen elektrikli cihazlar›n ömrü<br />
üzerinde olumsuz etkileri vard›r ve IEC 62040-3<br />
standard›na göre bir eviricinin tam sinüs dalga<br />
fleklinden farkl› dalga flekilleri üretmesi<br />
durumunda, bu dalga flekli ile herhangi bir<br />
elektrikli cihaz› 15 dakikadan uzun besleyebilmek<br />
için o elektrikli cihaz›n üreticisinden onay al›nmas›<br />
tavsiye edilmektedir. Aksi halde bozulan elektrikli<br />
cihaz›n garanti kapsam› d›fl›na düflmesi dahi söz<br />
konusu olabilir. Modifiye sinüs ya da kare dalga<br />
üreten eviriciler daha yüksek verimli ve çok daha<br />
ucuz olmalar›na ra¤men haftada bir defadan<br />
fazla ve 15 dakikay› aflan sürelerle kullan›lmalar›<br />
tavsiye edilmez.<br />
Kullan›lan eviricinin verimi de bir baflka önemli<br />
parametredir. Aküden ald›¤› DC gücün yüzde<br />
kaç›n› AC güce çevirdi¤i, verimi belirleyen<br />
unsurdur. Bu verim de¤erinin % 90 dan yüksek<br />
olmas› tavsiye edilir.<br />
‹talyan pazar›ndaki tüketiminin % 40’› bireysel müflterilerden, % 38’i ticari müflterilerden oluflmaktad›r.<br />
Mavi Solar Pompa Eviricisi<br />
fiebeke d›fl› su pompalama<br />
uygulamalar›ndaki ana zorluk, 3 kW’›<br />
aflan güçlerde kullan›lan üç fazl› dalg›ç<br />
pompalar›n ilk kalk›fl› s›ras›nda ortaya ç›kan<br />
demeraj ak›mlar›n› karfl›lamak için anma<br />
gücünün çok üzerinde üç fazl› eviricilere<br />
olan gereksinim ve bu eviricilerin bir akü<br />
bankas› ile desteklenmesi zorunlulu¤udur.<br />
Mavi Solar Pompa Eviricisi frekans kontrolü<br />
ile k›smi güçlerde çal›flabilmekte ve<br />
yumuflak frekans de¤iflimi ile demeraj<br />
ak›mlar›n› engellemektedir. Böylece üç fazl›<br />
dalg›ç pompalar›n akü deste¤i olmadan ve<br />
büyük güçlü eviriciler gerekmeden<br />
çal›flt›r›lmas› mümkündür.<br />
PV Modüller<br />
Mavi Solar Pompa Eviricisi<br />
MPPT Evirici<br />
Su Deposu<br />
Kuyu<br />
3 Fazl› Dalg›ç<br />
Pompa<br />
Eviricilerin boyutland›r›lmas› konusunda dikkat<br />
edilmesi gereken bir husus da eviriciye ba¤lanacak<br />
olan yüklerin tipleridir. Eviricilerin kataloglar›nda<br />
belirlenmifl teknik de¤erler onlar›n sürekli bir<br />
durumda çekti¤i güç miktar›n› gösterir. Örne¤in<br />
tungsten lambalar›n çekti¤i güç sabittir. Bu<br />
nedenle tungsten lambalar›n çekti¤i güç baz<br />
al›narak ona uygun güçte bir evirici seçilebilir.<br />
Fakat baz› yükler ise tungsten lambalar gibi her<br />
zaman sabit güç çekmezler. Mesela buzdolab› ya<br />
da klimalar›n içerisinde bulunan kompresör<br />
motorlar› özellikle ilk kalk›fl anlar›nda üç saniyeye<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 65
Fotovoltaik Sistemler<br />
Fransa’da 2007 y›l›nda PV hücre ve modül üretim ve kurulumunda 3000 tam zamanl› çal›flana do¤rudan, 500 kifliye de dolayl› olarak istihdam olana¤› sa¤land›.<br />
66<br />
T-Inverter:<br />
Ülkemizden Yenilikçi Bir<br />
Evirici Örne¤i<br />
Yeni nesil ince film<br />
günefl panelleri düflük<br />
fiyatlar›, yüksek s›cakl›k<br />
ve düflük ›fl›n›m koflullar›<br />
alt›nda yüksek enerji<br />
üretmeleri nedeniyle<br />
kristal günefl<br />
panellerine göre<br />
Mavi Solar T-Inverter<br />
gittikçe daha fazla<br />
popülerlik kazanmaktad›r. Fakat yeni nesil ince<br />
film günefl panellerinin uygulamas› 150 Volt’un<br />
üzerindeki yüksek panel gerilimleri nedeniyle<br />
sadece flebeke ba¤lant›l› sistem uygulamalar› ile<br />
s›n›rl›d›r. fiebeke d›fl› ada sistemlerinde<br />
kullan›lan 12 V, 24 V, 48 V gibi gerilimler bu<br />
tip panellerin gerilimlerinin oldukça alt›nda<br />
kalmaktad›r. Mavisis’in gelifltirdi¤i T-Inverter<br />
eviricisi içerisinde dahili olarak bulunan MPPT<br />
flarj kontrol ünitesi ile yüksek PV Panel<br />
gerilimini, yüksek bir akü bankas› gerilimine<br />
çevirmektedir. Bu yüksek akü geriliminden<br />
220 V AC gerilime çevirme ifli ise trafo<br />
kullanmadan son derece düflük bir çevirme<br />
kayb› ile gerçeklefltirilmektedir. PV ve akü<br />
devresinin gerilimlerinin yüksek olmas›<br />
nedeniyle sistemin toplam kablo kay›plar› da<br />
oldukça düflüktür. T-Inverter, al›fl›lm›fl günefl evi<br />
sistemine göre % 29 daha az panel gücü ile<br />
ayn› miktarda enerjiyi üretebilmektedir.<br />
PV Modüller<br />
MPPT Evirici<br />
DC-DC<br />
Aküler<br />
kadar uzayabilen sürelerle anma de¤erlerinin 4-8<br />
kat› güç çekerler. Bu durumda evirici<br />
boyutland›r›l›rken bu yüksek çekilen güçlerin bu<br />
süre boyunca beslenebilmesi göz önüne<br />
al›nmal›d›r. Eviricinin afl›r› yükleme (overload)<br />
yetene¤i hesaba kat›lmal›d›r, gerekiyorsa evirici<br />
gerekenden biraz büyük seçilmelidir. Di¤er<br />
taraftan TV ya da bilgisayar gibi elektronik aletler<br />
ise ilk kalk›fl an›nda 20 ms boyunca anma<br />
de¤erlerinin 8-16 kat› kadar güç çekerek eviriciyi<br />
ak›m s›n›r›na sokabilir ve ç›k›fl gerilimini adeta bir<br />
k›sa devre oluflmufl gibi s›f›r Volta kadar<br />
çökertebilirler. IEC-62040-3 standard›nda bu tip<br />
yüklere lineer olmayan (non-lineer) yükler denir.<br />
Ayn› standarda göre e¤er evirici % 33 non-lineer<br />
yük s›çramalar›nda ç›k›fl geriliminin % 30’dan fazla<br />
çökmesine izin vermiyor ve 100 ms içerisinde ç›k›fl<br />
geriliminin toparlanmas›n› sa¤l›yorsa, eviricinin ç›k›fl<br />
gerilimi performans s›n›f› bire karfl›l›k gelmektedir.<br />
Genellikle tepe faktörü (Crest Factor) üç ve<br />
üzerinde olan eviriciler performans s›n›f› bir<br />
flartlar›n› daha kolay yerine getirebilmektedir.<br />
Afl›r› yük ve tepe faktörünün yetersiz kald›¤›<br />
durumlarda evirici gerekenden biraz büyük seçilir.<br />
Di¤er taraftan k›sa süreli ve geçici olan kalk›fl<br />
durumlar› göz önünde tutularak gerekenden<br />
büyük seçilen eviriciler, normal çal›flma s›ras›nda<br />
k›smi yük alt›nda daha küçük bir eviriciye oranla<br />
daha yüksek çevirme kayb›yla çal›flarak çok de¤erli<br />
olan günefl elektri¤inin bir k›sm›n›n ziyan olmas›na<br />
yol açacakt›r.<br />
Bu nedenle eviriciyi büyütmek yerine, önce<br />
elektrikli ve elektronik aletlerin daha tasarruflu<br />
olan tipleri ile de¤ifltirilmesi (örne¤in tungsten<br />
lambalar›n yerine LED armatürlerin, tüplü<br />
televizyonun yerine LCD televizyonun ve tasarruflu<br />
beyaz eflyalar›n kullan›lmas›), su ve ortam ›s›tma /<br />
so¤utmada elektrik yerine, solar termal<br />
yöntemlerin ve ›s› pompalar›n›n tercih edilmesi<br />
daha etkin bir yoldur.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
fiebeke Ba¤lant›l› Sistemler<br />
Yazan: Fatih Kavaslar<br />
1- Fotovoltaik Paneller,<br />
2- fiebeke Ba¤lant›l› Evirici,<br />
3- Elektrikli Ev Aletleri,<br />
4-Elektrik Sayaçlar›<br />
Tipik fiebeke Ba¤lant›l› Fotovoltaik Elektrik Üretim Sistemi<br />
fiekilde görüldü¤ü gibi, dünyada en popüler<br />
fotovoltaik elektrik üretimi uygulamas›<br />
binalar›n çat›lar›ndaki ve cephelerindeki PV<br />
panellerden elde edilen gücün elektrik flebekesine<br />
aktar›lmas›d›r. Bu uygulamada fotovoltaik elektrik<br />
üretim sistemi adeta bir mini elektrik santrali gibi<br />
çal›fl›r. Fotovoltaik panellerden üretilen elektrik ayr›<br />
bir sayaç üzerinden ayr› bir tarifeden flebekeye<br />
sat›l›r. Bu uygulamaya flebeke ba¤lant›l› fotovoltaik<br />
elektrik üretim sistemi uygulamas› ad› verilir. Her<br />
ne kadar baz› ada sistemlerinde de flebeke<br />
ba¤lant›s› olsa da, bu ba¤lant› flebekeden al›nan<br />
güç ile akülerin flarj edilmesi amac›yla<br />
kullan›lmaktad›r. Burada bahsedilen flebeke<br />
ba¤lant›l› sistem, ada sisteminden farkl› olarak<br />
fotovoltaik gücü flebekeye aktarmakta ve flebeke<br />
ba¤lant›s› terimi, flebekeye do¤ru bir güç ak›fl›<br />
oldu¤unu anlatmak için kullan›lmaktad›r. Bu<br />
flekilde da¤›lm›fl yap›da mini günefl elektri¤i<br />
santralleri kurman›n ana avantajlar›, elektri¤in<br />
tüketildi¤i yere yak›n olarak üretilmesi sonucunda<br />
enerji iletim kay›plar›n›n azalmas› ve özellikle<br />
güneflli bölgelerde iklimlendirme cihazlar›n›n yol<br />
açt›¤› tepe güç ihtiyac›n› telafi etmesidir. Son<br />
y›llarda petrol fiyatlar›ndaki art›fl ve yaflanan<br />
küresel ›s›nma, ülkeleri bu sorunlara çözümler<br />
üretme yolunda yeni aray›fllara yöneltmifltir. Bunlar<br />
aras›nda, yenilenebilir enerjilere do¤ru bir yönelim<br />
art›fl› öne ç›kmaktad›r. Yenilenebilir enerjilerin ilk<br />
yat›r›m maliyetlerinin yüksek olmas› yüzünden, bu<br />
sistemlerin yayg›nlaflt›r›lmas› için çeflitli yasal<br />
düzenlemeler yap›lmaktad›r. fiebeke ba¤lant›l›<br />
günefl enerjisi sistemlerinin dünya pazar›n›n % 85’i<br />
oran›nda yayg›nlaflmas›n›n temel nedeni baz›<br />
geliflmifl ülkelerde uygulanan yüksek fiyatl› günefl<br />
elektri¤i sat›n alma tarifeleri ve garantileridir. Özet<br />
olarak flu an Almanya, ‹spanya ve Amerika gibi<br />
ülkelerde bu flebeke ba¤lant›l› fotovoltaik<br />
elektrik üretim sistemlerini kuran kifliler, güneflten<br />
ürettikleri elektri¤i varolan alçak gerilim (AG)<br />
flebekesi üzerinden, üstelik de elektri¤i sat›n<br />
ald›klar› fiyattan daha yüksek fiyatlarda<br />
Fransa pazar›n›n 2012 y›l›nda 2,4 milyar Euro’luk hacme ulaflmas› ve 13,000 kifliye do¤rudan, 6,000 kifliye dolayl› olarak istihdam olana¤› sa¤lamas› bekleniyor.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 67
Fotovoltaik Sistemler<br />
satmaktad›r. Bir fotovoltaik elektrik üretim<br />
sisteminin yirmidört saatlik enerji üretim profili<br />
afla¤›daki flekilde görüldü¤ü gibi süreksiz bir<br />
karakterdedir. Günefl enerjisi depolanarak sürekli<br />
bir hale getirilebilse de, elektrik flebekesinin<br />
bulundu¤u yerlerde enerji depolama sisteminin<br />
yat›r›m ve yaflatma maliyetlerinden kaç›n›larak<br />
daha ucuz ve güvenilir olan flebeke ba¤lant›l›<br />
tipteki fotovoltaik elektrik üretim sistemleri<br />
kullan›lmaktad›r.<br />
fiebekeye ba¤l› bir konutun tipik fotovoltaik enerji<br />
üretim ve tüketim profilleri<br />
fiebeke ba¤lant›l› sistem tasar›m›<br />
1- Sistemin gücü ihtiyaçla de¤il, PV panellerin<br />
kurulabilece¤i alan büyüklü¤ü ile ya da bu<br />
sistemin kurulmas› için ayr›lm›fl bütçe ile<br />
s›n›rl›d›r. Üretilen elektrik yüksek fiyatl› bir tarife<br />
ile sat›laca¤› için mümkün mertebe büyük bir<br />
sistem kurulmaya çal›fl›l›r.<br />
2- PV Modül teknolojisinin seçilmesi: Farkl› PV<br />
teknolojilerinin verimleri, s›cakl›k kay›plar› ve<br />
düflük ›fl›n›m flartlar›ndaki verimleri farkl›d›r.<br />
Tüm parametrelerin de¤erlendirilmesi gereklidir.<br />
3- Sistemin montaj yerinin ve buna uygun<br />
montaj konstrüksiyonunun seçilmesi (Çat›<br />
montaj›, sabit aç›l› aç›k alan montaj›, cephe<br />
montaj›, günefl izleme sistemi kullan›lmas› vb.).<br />
4- Montaj alan›n›n etraf›nda gün içerisinde gölge<br />
yapmas› muhtemel yap›lar›n ve günün ilgili<br />
saatlerindeki güneflin hareketinden kaynaklanan<br />
68<br />
gölge miktar›n›n belirlenmesi ve hesaplanmas›.<br />
5- Evirici (invertör) konseptinin belirlenmesi<br />
6- Evirici (invertör) gücünün hesaplanmas›.<br />
7- Evirici geriliminin hesaplanmas›.<br />
8- Paralel PV dizi gruplar›n›n say›s›n›n belirlenmesi.<br />
9- Kablolama altyap›s›n›n oluflturulmas›.<br />
fiimdi biz de ad›m ad›m ilerleyerek birlikte bir<br />
sistem tasar›m örne¤i yapal›m ve flebeke ba¤lant›l›<br />
sistemleri daha yak›ndan tan›yal›m.<br />
fiebeke ba¤lant›l› sistem için ay›rd›¤›m›z bütçenin<br />
30.000 Euro oldu¤unu ve PV panellerin kurulumu<br />
için 250 m 2 serbest alan›m›z oldu¤unu varsayal›m.<br />
Küçük sistemler için Watt bafl›na sistem maliyetini<br />
6 Euro kabul edersek kabaca 5 kW gücünde bir<br />
sistem kurabilece¤imiz ortaya ç›kar.<br />
Kurulumu Antalya ilimizde yapt›¤›m›z› varsayal›m,<br />
ideal panel aç›s› 33 ° olmal› ve panellerin<br />
birbirini gölgelememesi için paneller aras›nda<br />
yeterli miktarda boflluk b›rak›lmal›d›r.<br />
250 m 2 alan›m›z bütün PV teknolojilerinde 5kWp<br />
PV Teknolojisi 1 kWp için<br />
gerekli<br />
5 kWp için<br />
gerekli<br />
PV yüzeyi kurulum alan›<br />
Monokristal 6-9 m 2<br />
60-90 m 2<br />
Polikristal 7-10 m 2<br />
CIS 9-11 m 2<br />
CdTe 12-17 m 2<br />
Amorf Silisyum 14-20 m 2<br />
70-100 m 2<br />
90-110 m 2<br />
120-170 m 2<br />
140-200 m 2<br />
güç kurulumu için yeterlidir. Antalya ilimizde<br />
s›cakl›¤›n yüksek olmas› yüzünden düflük s›cakl›k<br />
kayb› ve maliyeti nedeniyle ayn› fiyata<br />
5 kW p yerine 6 kW p Amorf Silisyum PV panel<br />
kurulumu yapmaya karar vererek yola devam<br />
edelim.<br />
Fransa’da 2012 y›l›nda günefl enerjisinden elde edilecek elektri¤in 1 TWh de¤erine ulaflaca¤› hesaplan›yor.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
Fotovoltaik Sistem Konsepti<br />
Araflt›rmalar ayn› fabrika taraf›ndan üretilen PV<br />
panellerin birarada kullan›lmas›nda dahi % 5’e<br />
varan eflleflme kay›plar› oluflabilece¤ini<br />
göstermektedir. Bu panellerin farkl› aç›larda<br />
yerlefltirilmesi, farkl› derecede kirli olmalar›, farkl›<br />
s›cakl›klarda olmalar› ve bir bölümünün k›smen<br />
gölge alt›nda kalmas› gibi durumlarda eflleflme<br />
kay›plar› artmaktad›r. PV panel eflleflme kay›plar›<br />
göz önünde tutuldu¤unda afla¤›da verilen evirici<br />
yap›lar›n›n herbirinin di¤erine göre avantajlar› ve<br />
dezavantajlar› vard›r:<br />
a. Merkezî (Central) Evirici<br />
b. Dizi (String) Evirici<br />
c. Çoklu Dizi (Multi-String) Evirici<br />
d. Modül Tümleflik (Module Integrated) Evirici<br />
Merkezî Evirici<br />
Büyük güçlü fotovoltaik elektrik üretim<br />
sistemlerinde (>10 kW) örne¤in GES*’lerde, çok<br />
say›da günefl modülü dizi fleklinde ve bu dizi<br />
gruplar› birbirine paralel ba¤lanarak merkezî bir<br />
eviricinin girifline beslenmektedir.<br />
Yandaki flekilde merkezî evirici ile fotovoltaik<br />
elektrik üretim sistemi yap›s› görülmektedir.<br />
Merkezî evirici devresi yüksek verimli ve en düflük<br />
maliyete sahiptir. Bununla birlikte PV panel<br />
eflleflme uyumsuzluklar›na karfl› en duyarl› evirici<br />
tipi merkezî eviricidir.<br />
Merkezî eviricide tüm fotovoltaik modül<br />
dizileri tek bir eviriciye ba¤l› oldu¤u için bu<br />
eviricinin ar›zalanmas› tüm sistemin devre d›fl›<br />
kalmas›na yol açar. Bu nedenle sistemin<br />
güvenilirli¤i ve sürdürülebilirli¤i s›n›rl›d›r. Merkezî<br />
eviricinin ç›k›fl›ndan AG flebekeye olan kablo<br />
uzunlu¤u düflük oldu¤u için, AC kablo kay›plar›<br />
azd›r. Buna karfl›l›k e¤er fotovoltaik dizi gerilimi<br />
yüksekse, DC kablo kay›plar› da azal›r. Toplam<br />
kablo kay›plar› en düflük evirici yap›s›n›n, yüksek<br />
DC girifl gerilimli merkezî evirici oldu¤u söylenebilir.<br />
Merkezî evirici yap›s›<br />
* GES Fotovoltaik Uygulamalar Bölümü’nde inceleyece¤iniz Günefl Enerjisi Santralleri’nin k›saltmas›d›r.<br />
Dizi Evirici<br />
Dizi eviricide, merkezî evirici tipinde oldu¤u gibi<br />
fotovoltaik modüller dizilere bölünmektedir. Her<br />
bir fotovoltaik dizi flekilde görüldü¤ü gibi kendine<br />
ait bir eviriciye ba¤lanmaktad›r. Böylece her bir<br />
fotovoltaik modül dizisinin kendine ait bir<br />
maksimum güç izleme devresi olur. Dizi evirici<br />
teknolojisi, diziler aras›ndaki yanl›fl eflleflmeyi<br />
azaltmakla birlikte, ayn› dizi içerisinde oluflabilecek<br />
eflleflme hatalar›na karfl› bir çözüm getiremez.<br />
Bu nedenle dizi içerisinde uyumsuzluk olmas›n›<br />
engelleyecek tüm önlem al›nmal›d›r. Buna karfl›l›k<br />
bu teknolojide diziler aras› uyumsuzluklar fazla<br />
önemli de de¤ildir.<br />
Dizi evirici yap›s›<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 69<br />
Evirici<br />
Evirici
Fotovoltaik Sistemler<br />
Dizi eviricide, merkezî eviriciye göre DC kablo boyu<br />
k›sal›r ve AC kablo boyu uzar. Fotovoltaik modül<br />
geriliminin yüksek oldu¤u uygulamalarda kablo<br />
kay›plar› merkezî eviriciye oranla daha fazlad›r.<br />
Yerleflim genellikle merkezî bir iç mekân yerine<br />
da¤›lm›fl d›fl mekânlarda yap›l›r. Bu özellikler dizi<br />
eviriciyi kurulu gücün fotovoltaik modül dizisi<br />
gücünden olufltu¤u uygulamalarda tercih nedeni<br />
haline getirir. GES uygulamalar›nda dizi evirici<br />
kullan›m› da¤›lm›fl yap› nedeniyle bak›m ve izleme<br />
maliyetlerini art›rmaktad›r. Buna karfl›l›k<br />
dizi eviricilerden birisinin devre d›fl› kalmas›, tüm<br />
sistemin devre d›fl› kalmas›na yol açmad›¤› için<br />
tekrarl›l›k (redundancy) artmakta fakat dizi evirici<br />
genellikle d›fl mekân flartlar›na maruz kald›¤› için<br />
tek tek eviricilerin güvenilirli¤i azalmaktad›r. Dizi<br />
evirici gücü dizinin gücü ile üstten s›n›rl›d›r.<br />
Genellikle 1-5 kW aras› güçlerde kullan›l›r.<br />
Çoklu Dizi Evirici<br />
fiekilde görülen çoklu dizi evirici teknolojisi, çok<br />
say›da dizinin ayr› ayr› MPPT (Maksimum Peak<br />
Power Tracking), Maksimum Güç Noktas› ‹zleme<br />
sistemiyle DC-DC dönüfltürücü devreleri üzerinden<br />
tek bir ortak eviriciye ba¤lanmas› yoluyla daha<br />
kompakt ve ucuz bir çözüm sunmaktad›r. Böylece<br />
merkezî ve dizi eviricinin tek parça ve düflük<br />
maliyetli çözüm avantajlar› sa¤lanmaktad›r. Bu<br />
yap›da farkl› dizi teknolojileri ve farkl› aç›larda<br />
yerlefltirilmifl fotovoltaik elektrik üretim sistemleri<br />
birbirine entegre edilebilmektedir. Çoklu dizi<br />
eviriciler 3-10 kW aras› güçlerde s›kl›kla kullan›l›r.<br />
Çoklu dizi evirici yap›s›<br />
70<br />
MPPT 1<br />
MPPT 2<br />
MPPT 3<br />
Ortak Evirici<br />
Modül Tümleflik Evirici<br />
fiekilde görülen modül tümleflik evirici devresinde<br />
her bir modül için bir devre kullan›lmaktad›r.<br />
Her bir modülün kendine ait MPPT devresi olmas›<br />
sayesinde bu tipte eviricinin PV karakteristi¤ine<br />
uyumu optimize edilmektedir. Bu evirici yap›s›<br />
enerji kazan›m›n› optimize etmekle birlikte dizi<br />
eviriciye göre daha düflük verimlidir. Ayr›ca daha<br />
yüksek maliyetli ve bak›m gereksinimi de fazlad›r.<br />
Bu yap› daha çok 200 – 400 W tepe güçlerde<br />
uygulama alan› bulmufltur.<br />
Evirici<br />
Evirici<br />
Evirici<br />
Modül tümleflik evirici yap›s›<br />
Sistem konseptini belirlemek için yukar›daki<br />
tabloyu göz önünde tutarak 100 W p 175 V<br />
Amorf Silisyum PV panellerin kullanmaya karar<br />
verelim. Bu durumda, paneller ile üç panelden<br />
oluflan diziler oluflturuldu¤unda 20 paralel<br />
grup, 2 panelden oluflan diziler<br />
oluflturuldu¤unda 30 paralel grup ve<br />
1 panelden oluflan diziler oluflturuldu¤unda<br />
60 paralel grup olmas› gerekmektedir. Her<br />
durumda paralel grup say›s› çok yüksek, paralel<br />
gruplar›n gücü çok düflüktür. E¤er tüm PV paneller<br />
ayn› aç›da ayn› yöne do¤ru yerlefltirilecekse ve<br />
k›smi gölge sorunu olmayacaksa merkezî evirici ya<br />
da dizi evirici yap›s› kullan›labilir. E¤er paneller evin<br />
3 cephesine farkl› yönlere bakacak flekilde<br />
10 kW’l›k akü destekli bir PV sisteminin ilk yat›r›m maliyeti yaklafl›k 70.000 Euro civar›ndad›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
da¤›t›lacaksa, üç giriflli çoklu dizi evirici yap›s›<br />
seçilmelidir. E¤er paneller üzerinde gün boyu yer<br />
de¤ifltiren k›smi ve tam gölgelenmeler söz konusu<br />
ise modül tümleflik evirici yap›s› düflünülmelidir.<br />
Evirici (invertör) Say›s›n›n Tespit Edilmesi<br />
Faz bafl›na 16 A üzerindeki güçlerde üç fazl›<br />
eviricilerin kullan›lmas›n› ya da tek fazl› eviricilerin<br />
üç faza paylaflt›r›lmas›n› düflünmek gereklidir. PV<br />
panel gücü 6 kW oldu¤u için bu güç bir fazl›<br />
sistemde 27 A ak›m de¤erine karfl›l›k<br />
gelmektedir. Bu de¤er tek fazl› sistem için çok<br />
yüksektir. Üç fazl› bir evirici seçilmesi durumunda<br />
faz bafl›na 9 A düflmektedir. Alternatif olarak<br />
üç küçük evirici seçilip fazlara da¤›t›labilir.<br />
Evirici Gücünün Tespit Edilmesi:<br />
Evirici gücünün tespitinde evirici boyutland›rma<br />
katsay›s› göz önünde bulundurulur.<br />
Evirici Boyutland›rma Katsay›s› =<br />
PV Gücü / Evirici AC Gücü<br />
Evirici boyutland›rma katsay›s›n›n 0,83 ile 1,25<br />
aras› de¤erler almas› istenir. Evirici ortam<br />
s›cakl›¤›n›n çok yüksek oldu¤u bir yere kurulduysa<br />
katsay› birden küçük seçilir. Katsay› büyüdükçe<br />
evirici verimi yükselir. Burada eviricinin<br />
iklimlendirilmifl bir iç mekânda bulundu¤unu ve<br />
verimi art›rmak için katsay›n›n 1,2 seçildi¤ini<br />
varsayal›m. Bu durumda evirici gücü afla¤›daki gibidir.<br />
Evirici AC Gücü = PV Gücü / Katsay› =<br />
6000 W / 1,2 = 5000 W<br />
Panellerin Maksimum ve Minimum Geriliminin<br />
Tespit Edilmesi:<br />
Panel dizisi içerisinde yer alabilecek maksimum<br />
panel say›s›n›n hesaplanmas›nda -10 °C s›cakl›kta<br />
PV panelin aç›k devre gerilimi göz önüne al›n›r.<br />
Panel katalo¤undan bu gerilimi 241 V DC<br />
okudu¤umuzu kabul edelim ve evirici<br />
10 kW’l›k akü destekli bir PV sisteminin y›ll›k bak›m maliyeti 1500 Euro civar›ndad›r.<br />
katalo¤undan maksimum evirici gerilimini 800<br />
V DC okudu¤umuzu kabul edelim.<br />
En Çok Modül Say›s› =<br />
Maksimum Evirici Gerilimi / Panel<br />
Aç›k Devre Gerilimi (-10 ºC)<br />
= 800 V DC / 241 V DC = 3,32<br />
Modül say›s› afla¤›ya yuvarlanarak 3 adet bulunur.<br />
Eviricinin minimum MPPT gerilimini 250 V DC ve<br />
70 °C MPPT gerilimini 155 V DC okudu¤umuzu<br />
kabul edelim. Bu durumda<br />
En Az Modül Say›s› = Evirici<br />
Minimum MPPT Gerilimi / Panel<br />
MPPT Gerilimi (70 ºC)<br />
= 250 V DC / 155 V DC = 1,61<br />
en az modül say›s› yukar› yuvarlanarak 2 bulunur.<br />
PV Optimum Geriliminin Tespit Edilmesi:<br />
Modül say›s›n›n en az iki en çok üç olaca¤› daha<br />
önce bulunmufltu. ‹ki modül olmas› durumunda<br />
evirici girifl gerilimi de¤iflik s›cakl›klarda . 310 V mpp<br />
ile 375 V mpp de¤erleri aras›nda yeral›r.<br />
Üç modül olmas› durumunda ise 465 V mpp ile<br />
563 V mpp de¤erleri aras›nda yeral›r. Eviricinin<br />
gerilim verim grafi¤ine bak›larak 500 V üzeri<br />
gerilimlerde verimin % 1 yükseldi¤i görülebilir<br />
ve dizi bafl›na üç modüllü sisteme karar verilir.<br />
Paralel PV Grup Say›s›n›n Tespiti:<br />
Öncelikle<br />
Paralel Kol Say›s› = Toplam PV<br />
Gücü / (Dizi Modül Say›s› x<br />
Modül Gücü)<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 71
Fotovoltaik Sistemler<br />
=6000 W / 300 W = 20 adet<br />
hesaplan›r.<br />
72<br />
PV Sistem Ak›m› = Paralel Kol<br />
Say›s› x PV Panel Ak›m›<br />
Daha sonra sistem ak›m›n›n evirici maksimum<br />
ak›m›n› afl›p aflmad›¤› kontrol edilir.<br />
= 20 x 0,57 A = 11,4 A<br />
E¤er evirici maksimum ak›m› 11,4 A’den yüksek<br />
ise tasar›m onaylan›r.<br />
Tasar›m›n Y›ll›k Elektrik Üretiminin Tahmini<br />
Daha önce ada sistemlerinin anlat›ld›¤› bölümde<br />
Antalya’da PV panellerin en verimli yerlefltirme<br />
aç›s›n›n 33 ° oldu¤u söylenmiflti. Buna göre 33 °<br />
e¤imli yüzeye düflen ›fl›n›m miktar› ve s›cakl›k<br />
kay›plar› göz önünde tutularak 1 kW ve 6 kW<br />
Antalya, 6kW ince film PV elektrik üretim sisteminin y›ll›k üretimi<br />
Yüzeye düflen<br />
›fl›n›m miktar›<br />
günlük kWh/m 2<br />
AYLAR 1 kW ince film<br />
PV elektrik<br />
üretimi kWh/gün<br />
gücünde ince film panellerin elektrik<br />
üretimi afla¤›daki tabloda verilmifltir.<br />
Bilindi¤i gibi s›cakl›k kay›plar›n›n yan›s›ra yaklafl›k<br />
% 2 kirlilik, % 2 gölgelenme, % 2 modül eflleflme<br />
kayb›, % 1 DC kablo kayb›, % 1 MPPT kayb›, % 5<br />
evirici kayb›, % 3 AC kablo kayb› oldu¤u<br />
varsay›l›rsa toplam kay›plar % 15 olur. (toplam<br />
kay›p, toplama de¤il çarp›m ifllemi ile bulunur)<br />
Söz konusu kay›plar›n etkisi göz önüne al›narak<br />
hesaplanan AC elektrik üretimi afla¤›daki tabloda<br />
en sa¤daki sütunda yeralmaktad›r. Toplam AC<br />
elektrik üretimi 9338 kWh gerçekleflmektedir.<br />
Ayr›ca panellerin üretim performanslar›<br />
kullan›ld›kça azalmaktad›r. Panel üreticileri<br />
10 sene için etiket güç de¤erinin % 90’›n›, 20<br />
sene için % 80’ini garanti etmektedir. Panellerin<br />
20-25 sene boyunca güvenilirli¤i ve performans›n›<br />
güvence alt›na almak için IEC 61215 ya da IEC<br />
61646 standartlar›na göre onay sertifikalar› olup<br />
olmad›¤› araflt›r›lmal›d›r.<br />
6 kW ince film PV<br />
elektrik üretimi<br />
kWh/gün<br />
AC elektrik<br />
üretimi<br />
kWh/gün<br />
OCAK 3,76 3,63 21,78 18,51<br />
fiUBAT 4,39 4,21 25,26 21,47<br />
MART 5,45 5,19 31,14 26,47<br />
N‹SAN 5,79 5,49 32,94 28,00<br />
MAYIS 6,14 5,75 34,5 29,33<br />
HAZ‹RAN 6,43 5,98 35,88 30,50<br />
TEMMUZ 6,39 5,93 35,58 30,24<br />
A⁄USTOS 6,37 5,91 35,46 30,14<br />
EYLÜL 6,30 5,88 35,28 29,99<br />
EK‹M 5,37 5,06 30,36 25,80<br />
KASIM 4,10 3,91 23,46 19,94<br />
ARALIK 3,34 3,22 19,32 16,42<br />
TOPLAM YILLIK AC ELEKTR‹K ÜRET‹M‹ = 9338 kWh<br />
10 kW’l›k flebeke ba¤lant›l› bir sistemin ilk yat›r›m maliyeti 50.000 Euro civar›ndad›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
Evirici konseptlerinin karfl›laflt›r›lmas›<br />
Özellikler<br />
Tipik Sistem<br />
Gücü<br />
Tipik Uygulama<br />
Verimi<br />
Maliyet<br />
Fotovoltaik<br />
Diziler Aras›<br />
Uyuflmazl›k<br />
Sorunlar›na<br />
Karfl› Ba¤›fl›kl›k<br />
Fotovoltaik<br />
Modüller Aras›<br />
Uyuflmazl›k<br />
Sorunlar›na<br />
Karfl› Ba¤›fl›kl›k<br />
Bak›m ve ‹zleme<br />
Kolayl›¤› ve<br />
Maliyeti<br />
Güvenilirlik<br />
Tekrarl›l›k<br />
MERKEZ‹ EV‹R‹C‹<br />
10 kW-500kW<br />
Günefl Elektri¤i<br />
Santralleri<br />
En Yüksek<br />
En Düflük<br />
Yok<br />
Tüm diziler ayn›<br />
tip ve toleransta<br />
modüllerden<br />
oluflmal›, s›cakl›k,<br />
k›smi gölge, aç›<br />
farklar›<br />
olmamal›d›r.<br />
Yok<br />
Büyük güçlerde<br />
bak›m ve izleme<br />
daha kolay ve<br />
ucuzdur. Evirici<br />
say›s› azd›r.<br />
Yüksek<br />
Evirici genellikle iç<br />
mekânlarda<br />
bulunur, d›fl<br />
ortam koflullar›n›n<br />
iklimsel stresleriyle<br />
karfl›laflmaz.<br />
Kötü<br />
Merkezî evirici<br />
bozulursa, girifline<br />
ba¤l› tüm diziler<br />
devre d›fl› kal›r<br />
D‹Z‹ EV‹R‹C‹<br />
1-5 kW<br />
Çok Yüksek<br />
Düflük<br />
Eviriciye<br />
tek bir dizi<br />
ba¤lanabilir.<br />
Yok<br />
Güç art›fl› evirici<br />
say›s›n› art›rarak<br />
yap›ld›¤› için<br />
bak›m ve izleme<br />
daha zor ve<br />
maliyetlidir.<br />
Kurulum da¤›lm›fl<br />
yap›da d›fl<br />
mekânlarda<br />
yap›l›rsa iklimsel<br />
stres nedeniyle<br />
güvenilirlik düfler.<br />
Tek bir dizi evirici<br />
varsa merkezî<br />
evirici ile ayn›,<br />
birden fazla dizi<br />
evirici varsa<br />
merkezî eviriciden<br />
daha iyidir.<br />
10 kW’l›k flebeke ba¤lant›l› bir sistemin y›ll›k bak›m maliyeti 250 Euro civar›ndad›r.<br />
ÇOKLU D‹Z‹<br />
EV‹R‹C‹<br />
3-10 kW<br />
Yüksek<br />
Çok Düflük<br />
Var<br />
Diziler aras›ndaki<br />
farklar<br />
önemsizdir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 73<br />
Yok<br />
Merkezî eviriciden<br />
daha pahal›, dizi<br />
evriciden daha<br />
ucuzdur.<br />
Kurulum da¤›lm›fl<br />
yap›da d›fl<br />
mekânlarda<br />
yap›l›rsa iklimsel<br />
stres nedeniyle<br />
güvenilirlik düfler.<br />
Tek bir çoklu dizi<br />
evirici varsa<br />
merkezî evirici ile<br />
ayn›, birden fazla<br />
çoklu dizi evirici<br />
varsa merkezî<br />
eviriciden<br />
daha iyidir.<br />
MODÜL<br />
TÜMLEfi‹K EV‹R‹C‹<br />
200-400 W<br />
fiebekeye ba¤l› ve Güç Kalitesi sorunlar› bulunmayan<br />
evler ve iflyerleri<br />
Düflük<br />
Yüksek-<br />
Var<br />
Modüller aras›ndaki<br />
farklar önemsizdir.<br />
Yüksek güçlerde<br />
evirici say›s› çok<br />
artt›¤› için bak›m ve<br />
izleme çok zor ve<br />
pahal›d›r.<br />
Kurulum modül<br />
üzerinde<br />
d›fl mekânda<br />
yap›lmak<br />
zorundad›r. ‹klimsel<br />
stres nedeniyle<br />
düflük.<br />
En iyi<br />
Her modüle ba¤l›<br />
bir evirici<br />
mevcuttur.
Fotovoltaik Sistemler<br />
fiebeke Ba¤lant›l› Eviriciler<br />
fiebeke ba¤lant›l› eviriciler (invertörler), daha<br />
önce ele al›nan ada sistemlerinde kullan›lan<br />
tek bafl›na eviricilerle kar›flt›r›lmamal›d›r.<br />
Ada sistemlerinde kullan›lan eviricilerin baz›<br />
tiplerinde akü flarj devresi vard›r ve bu tip eviriciler<br />
de flebekeye ba¤lanabilmektedir. Fakat ada<br />
sistemlerinde eviricilerde güç ak›fl› daima<br />
flebekeden eviriciye do¤ru gerçekleflir. Buna karfl›l›k<br />
bu bölümün konusu olan flebeke ba¤lant›l›<br />
eviricilerin görevi panellerden gelen gücü ba¤l›<br />
bulunduklar› AC flebekeye aktarmakt›r. Bu sayede<br />
güç ak›fl› daima eviriciden flebekeye do¤ru<br />
gerçekleflmektedir. Paneller ve flebeke ba¤lant›l›<br />
eviriciden oluflan fotovoltaik elektrik üretim sistemi<br />
adeta bir mini elektrik santrali gibi çal›flmaktad›r.<br />
fiebeke ba¤lant›l› eviricinin AC flebekeye aktard›¤›<br />
güç öncelikle lokal yükler taraf›ndan tüketilmektedir.<br />
Artan güç elektrik flebekesine verilir ve daha<br />
uzaklarda bulunan yükler taraf›ndan tüketilir.<br />
Genellikle 5 kW alt›ndaki güçlerde tek fazl› flebeke<br />
ba¤lant›l› eviriciler, daha yüksek güçlerde ise üç<br />
fazl› flebeke ba¤lant›l› eviriciler kullan›l›r. Çok<br />
say›da tek fazl› eviricinin üç fazl› flebekede<br />
eflit say›da fazlara bölüfltürülerek kullan›lmas› da<br />
oldukça yayg›n bir uygulamad›r.<br />
fiebekeye olabilecek en yüksek günefl gücünü<br />
aktarmak için eviriciler MPPT (Maksimum Power<br />
Point Tracking- En yüksek Güç Noktas› ‹zleme)<br />
modunda çal›fl›r. Bu mod, mevcut s›cakl›k ve ›fl›n›m<br />
74<br />
koflullar›nda en yüksek gücün elde edildi¤i panel<br />
gerilimi ve ak›m›n› saptayarak eviricinin panel<br />
dizisinden ayn› gerilim ve ak›m de¤erlerini<br />
çekmesini sa¤lar. Eviriciler bu flekilde elde ettikleri<br />
gücü alternatif ak›ma (AC) çevirerek minimum<br />
harmonik bozulma ve faz kaymas› ile AC<br />
flebekeye aktar›r. fiebekeye aktar›lan ak›m›n<br />
harmonik bozulumunun düflük olmas› ve faz<br />
kaymas› olmamas›n›n göstergesi, eviricinin ç›k›fl<br />
güç faktörünün 0,99 de¤erine yak›n bir de¤erde<br />
bulunmas›d›r.<br />
Modern bir flebeke ba¤lant›l› evirici afla¤›daki<br />
niteliklere sahiptir:<br />
• Do¤ru ak›m panel gücünün alternatif ak›ma<br />
çevrilerek flebekeye aktar›lmas›.<br />
• Evirici çal›flma noktas›n›n panel dizisinin MPP<br />
noktas›na ayarlanmas›.<br />
• Afl›r› gerilim, ters gerilim, afl›r› ak›m gibi koruma<br />
ifllevleri.<br />
• fiebeke kesintisi durumunda eviricinin çal›flmay›<br />
durdurarak flebekeden yal›t›lmas›.<br />
• Veri kayd›, verilerin uzaktan ve cihaz üzerindeki<br />
göstergeden sorgulanabilmesi.<br />
fiebeke Ba¤lant›l› Evirici Yap›lar›<br />
50 Hz Trafolu Eviriciler<br />
Bu çeflit eviricilerde panel dizisi gerilimi bir tam<br />
köprü MOSFET ya da IGBT devresini takip eden<br />
trafo üzerinden flebekeye ba¤lan›r. Trafo panel<br />
10 kW’l›k akü destekli bir PV sisteminin kWh bafl›na enerji maliyeti 0,22 Euro’dur.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Sistemler<br />
dizisi gerilimini flebeke gerilimine uydurmak ve<br />
flebekeden galvanik yal›t›m sa¤lamak amac›yla<br />
kullan›l›r. Özellikle panel dizisi geriliminin elle<br />
dokunulabilecek kadar düflük (120 Volt alt›)<br />
oldu¤u uygulamalarda tercih edilir. Di¤er yandan<br />
trafolar›n manyetik ve iletim kay›plar›<br />
verimi düflürür. Eviricinin a¤›rl›¤›n›, hacmini ve<br />
maliyetini art›r›r.<br />
Yüksek Frekans Trafolu Eviriciler<br />
Bu çeflit eviricilerde PV panel dizisi gerilimi bir tam<br />
köprü MOSFET ya da IGBT devresini takip eden,<br />
yüksek frekansl› trafo ve do¤rultma devresi<br />
üzerinden geçirilerek DC ara gerilim elde edilir.<br />
Elde edilen DC ara gerilim bir baflka MOSFET ya da<br />
IGBT köprüsü üzerinden AC’ye çevrilerek flebekeye<br />
aktar›l›r.<br />
Buradaki trafo 50 Hz trafoya oranla daha yüksek<br />
frekansta (10 kHz-100 kHz) çal›flt›¤› için boyutlar›,<br />
a¤›rl›¤› ve maliyeti daha düflüktür. Buna karfl›l›k<br />
eklenen tam köprü devresinin maliyeti ço¤u<br />
durumda trafo maliyetindeki tasarrufu ortadan<br />
kald›r›r. Ayn› flekilde panel dizisi geriliminin elle<br />
dokunulabilecek kadar düflük (120 Volt alt›)<br />
oldu¤u uygulamalarda tercih edilir. Di¤er yandan<br />
trafonun ve ekstra köprü devresinin yüksek<br />
frekans ve iletim kay›plar› verimi düflürür. Eviricinin<br />
a¤›rl›¤› ve hacmi 50 Hz trafolu eviriciden daha<br />
düflüktür.<br />
Tek Çevrimli Trafosuz Eviriciler<br />
Bu çeflit eviricilerde panel dizisi gerilimi bir tam<br />
köprü MOSFET ya da IGBT devresi üzerinden<br />
flebekeye ba¤lan›r. Trafo kullan›lmad›¤› için<br />
eviricinin kay›plar›, a¤›rl›¤›, boyutlar› ve maliyeti<br />
azal›r. Buna karfl›l›k sistemin sa¤l›kl› çal›flmas› için,<br />
panel dizisi geriliminin flebekenin tepe<br />
geriliminden daha yüksek olmas› gereklidir. fiebeke<br />
ile panel dizisi aras›nda yal›t›m olmad›¤› için<br />
emniyet ile ilgili ekstra tedbirler al›nmal›, hiçbir<br />
canl› iletkene elle dokunulmamal›d›r.<br />
10 kW’l›k flebeke ba¤lant›l› bir sistemin kWh bafl›na enerji maliyeti 0,11 Euro’dur.<br />
Çifte Çevrimli Trafosuz Eviriciler<br />
Bu çeflit eviricilerde yukar›da anlat›lan tek çevrimli<br />
trafosuz evirici devresinin girifline gerilimi<br />
yükselten tipte bir DC-DC çevirici eklenerek daha<br />
düflük panel dizisi gerilimlerinin yükseltilerek<br />
flebekeye aktar›labilmesi sa¤lan›r. Böylece tek<br />
çevrimli trafosuz eviricilerde söz konusu olan<br />
flebeke tepe geriliminden daha yüksek PV panel<br />
dizisi gerilimi flart› ortadan kalkar. Buna karfl›l›k<br />
eklenen DC-DC çevirici devresinin yol açt›¤› güç<br />
kay›plar› ve maliyet dezavantajlar› ortaya ç›kar.<br />
Çifte çevrimli trafosuz eviriciler, trafolu eviricilerden<br />
daha hafiftir ve az yer kaplamaktad›r. Ayr›ca daha<br />
yüksek verim de¤erlerine ulafl›rlar. fiebeke ile panel<br />
dizisi aras›nda yal›t›m olmad›¤› için emniyet ile ilgili<br />
ekstra tedbirler al›nmal›, hiçbir canl› iletkene elle<br />
dokunulmamal›d›r.<br />
fiebeke Ba¤lant›l› Eviricilerin Nitelikleri:<br />
Evirici Verimi:<br />
a-Çevirme Verimi:<br />
Çevirme verimi hesaplan›rken sadece DC den AC<br />
çevirme iflleminde ortaya ç›kan kay›plar göz önüne<br />
al›n›r.<br />
Çevirme Verimi = fiebekeye Aktar›lan AC Güç<br />
/ PV Panellerden Çekilen DC Güç<br />
b-MPPT Verimi:<br />
E¤er evirici ideal MPPT noktas›n› bulmada hata<br />
yap›yorsa, bu hatan›n yol açt›¤› güç kay›plar› göz<br />
önünde tutularak MPPT verimi hesaplanabilir.<br />
MPPT Verimi = PV Diziden Çekilen Güç /<br />
PV Diziden Çekilebilecek Maksimum Güç<br />
c-Toplam Verim:<br />
Toplam verim hesab›nda hem çevirme verimi hem<br />
de MPPT veriminin de¤erlendirilmesi daha<br />
gerçekçidir.<br />
Toplam Verim = Çevirme Verimi x MPPT Verimi<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 75
Fotovoltaik Sistemler<br />
d-Euro Verimi:<br />
Bir evirici düflük ›fl›n›m flartlar›nda daha az güç<br />
üretti¤i gibi, çevirme verimi de anma gücüne göre<br />
daha düflük olmaktad›r. Orta Avrupa ikliminde<br />
eviriciler ço¤unlukla anma gücünün yar› de¤eri<br />
civar›nda çal›flt›¤› için, EURO verim tan›mlamas›nda<br />
afla¤›daki a¤›rl›kl› ortalama formülü<br />
kullan›lmaktad›r.<br />
76<br />
EURO Verimi = 0,03 x Verim (% 5) + 0,06<br />
x Verim (% 10) + 0,13 x Verim (% 20)<br />
+ 0,1 x Verim (% 30) + 0,48 x Verim<br />
(% 50) + 0,2 x Verim (% 100)<br />
Halen üreticiler evirici verimlerini en uygun dizi<br />
geriliminde bildirmektedir. En verimli gerilimden<br />
farkl› dizi gerilimlerinde beyan edilen verim<br />
de¤erlerinden daha düflük verim de¤erlerinin<br />
geçerli olaca¤› göz önünde tutulmal›d›r.<br />
Afl›r› Yüklenme (Overload) Davran›fl›:<br />
Panel dizi gücü standart test koflullar›nda<br />
tan›mlanmaktad›r. Gerçek çal›flma koflullar›nda<br />
panel dizi gücünün daha düflük oldu¤u<br />
varsay›lmaktad›r. Bu nedenle pek çok flebeke<br />
ba¤lant›l› fotovoltaik elektrik üretim sisteminde<br />
panel gücü evirici gücünden daha büyük<br />
seçilmektedir. Bu durum baz› özel koflullarda<br />
eviricinin afl›r› yüklenmesine yol açabilmektedir.<br />
Afl›r› yüklenme durumunda eviriciden beklenen<br />
davran›fl MPPT modunu terkederek PV panel<br />
dizisini maksimum noktadan daha düflük güç elde<br />
etti¤i düzeyde çal›flt›rmas›d›r. Böylece afl›r›<br />
yüklenmenin yol açabilece¤i h›zl› yafllanma ve<br />
güvenilirlik azalmas› sorunlar› ortadan kald›r›labilir.<br />
Afl›r› S›cakl›k Davran›fl›:<br />
Afl›r› s›cakl›klarda evirici ayn› flekilde MPPT modunu<br />
terkederek panel dizisini maksimumdan daha<br />
düflük güç elde etti¤i bir noktada çal›flt›rmal›d›r.<br />
Artan s›cakl›kla birlikte üretilen güç k›s›larak afl›r›<br />
s›cakl›¤›n yol açabilece¤i h›zl› yafllanma ve termal<br />
stres ortadan kald›r›lmal›d›r.<br />
Veri Kayd›:<br />
Veri kayd› genellikle PV gerilimi, PV gücü, flebeke<br />
gerilimi, flebeke gücü, DC ya da AC enerji miktar›,<br />
engellenen CO 2 sal›m› miktar›, cihaz durumu ve<br />
alarmlar› kapsamaktad›r. Enerji miktarlar› genellikle<br />
günlük, haftal›k, ayl›k ve y›ll›k olarak kaydedilir.<br />
Veri kayd› eviricinin üzerinde, harici bir veri kay›t<br />
cihaz›nda ya da harici bir bilgisayar üzerinde<br />
tutulabilir.<br />
Eviricinin Güvenilirli¤i:<br />
Eviricinin sahip oldu¤u CE sertifikas›<br />
elektromanyetik yay›n›m ve emniyet konular›nda<br />
ilgili standartlara uygunlu¤u ispatlasa da, saha<br />
deneyimleri sistem ar›zalar›n›n % 60 gibi yüksek<br />
bir oran›n›n evirici ar›zalar›ndan olufltu¤unu ve<br />
eviricilerin sorunsuz çal›flma periyodunun sekiz<br />
y›ldan daha k›sa oldu¤unu göstermektedir.<br />
Genellikle 10 y›ll›k çal›flma periyodunun ard›ndan<br />
eviricinin de¤ifltirilmesi gerekmektedir. Ar›zalar<br />
genellikle evirici boyutunun daha küçük seçilmesi<br />
ya da afl›r› yüksek ortam s›cakl›klar› nedeniyle<br />
elektronik bileflenlerin yo¤un stres alt›nda<br />
çal›flmas›, flebeke dalgalanmalar› ya da y›ld›r›m<br />
düflmesi nedeniyle y›ld›r›m koruma ve afl›r› gerilim<br />
koruma devrelerinin hasar görmesi, sigortalar›n<br />
atmas›, elektrolitik kondansatör ve fanlar›n<br />
ömrünün tükenmesi fleklinde ortaya ç›kmaktad›r.<br />
Ortam koflullar›n›n, evirici daha düflük s›cakl›klarda<br />
çal›flacak flekilde uygun hale getirilmesi güvenilirli¤i<br />
oldukca yükseltmektedir.<br />
fiebeke Ba¤lant›l› Eviriciler<br />
Almanya PV pazar›n›n 2012’de 2400 MW’l›k bir kurulu güce sahip olaca¤› beklenmektedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Bir Konutta Ada Sistemi<br />
fiebekeye ba¤l› olmayan bir temiz enerji<br />
sistemi temelde iki elemandan oluflur:<br />
Birincil kaynaktan elektri¤i üreten rüzgâr<br />
türbini veya günefl paneli ve bu enerjiyi<br />
depolamaya yarayan akü bankas›. Müstakil bir<br />
konutta veya çiftlik evinde temiz enerji sistemi<br />
kurman›n ekonomik olup olmad›¤›n› anlamak için<br />
öncelikle evin elektrik hatt›na uzakl›¤›n› bilmeliyiz.<br />
Zira temiz enerji sisteminin ekonomik olmas› için<br />
en yak›n flebeke hatt›ndan en az ortalama 800m<br />
uzak bir bölgede kurulmas› iyi olur. Bu flartlarda<br />
flebeke elektri¤i tafl›mak için kurulacak trafo, direk<br />
ve kablolama masraflar› göz önünde tutulursa<br />
temiz enerji sistemi kurmak maliyet, kurulum<br />
süresi ve güvenilirlik aç›s›ndan çok daha<br />
avantajl›d›r. Temiz enerji sistemi tasar›m›nda ikinci<br />
önemli faktör de beslenecek yükün, yani evde<br />
kullan›lacak elektrikli cihazlar›n kurulu gücü ve<br />
günlük kullan›m sürelerinin belirlenmesidir.<br />
Montajda Dikkat Edilmesi Gerekenler:<br />
• Rüzgâr türbini montaj›ndan önce saha fizibilitesi<br />
yap›lmal›, türbinin monte edilece¤i alan›n uygun<br />
olup olmad›¤› araflt›r›lmal›d›r.<br />
• Türbin ve sistem montaj›ndan yaklafl›k bir hafta<br />
önce türbin dire¤i için beton çal›flmas›<br />
yap›lmal›d›r. Bu ifllem bir inflaat ustas›<br />
taraf›ndan, belli kurallar ve basit bir proje<br />
do¤rultusunda kolayl›kla yap›labilir.<br />
• Günefl panelleri iste¤e ba¤l› olarak çat›ya veya<br />
bahçeye monte edilebilir. Ancak panellerden<br />
yüksek verim alabilmek için yaz ve k›fl aç›lar›<br />
78<br />
Fore Enerji, Assos<br />
ayarlanabilir bir konstrüksiyonda montaj yap›lmas›<br />
en uygunudur. Paneller genellikle güney cepheye<br />
bakacak flekilde monte edilir.<br />
• Günefl panellerinin montaj sahas› seçilirken<br />
çevrede gün boyu gölge yapacak cisim veya<br />
binalar olmamas›na dikkat edilmelidir.<br />
• Temiz enerji sistemlerinde DC ak›m› (voltaja ba¤l›<br />
olarak) yaklafl›k 10 metreden uza¤a tafl›mak<br />
verimi büyük oranda düflürmektedir. Bu yüzden<br />
akü bankas›, flarj kontrol cihazlar› ve eviricinin<br />
(invertörün) monte edilece¤i mekân, türbin veya<br />
panellere uzak olmamal›d›r. Rüzgâr türbini ile ev<br />
aras›ndaki mesafe çok ise arada küçük bir kulübe<br />
yap›larak elektri¤in kay›ps›z flekilde 220 V AC<br />
gerilime ve eve iletilmesi sa¤lanabilir.<br />
• Akü bankas›n›n, flarj kontrol ünitelerinin ve<br />
invertörlerin monte edilece¤i mekân iyi<br />
havaland›r›lmal›, gün içinde çok büyük s›cakl›k<br />
de¤iflimlerine u¤ramamal›d›r. Aksi takdirde<br />
akülerin ömrü k›sal›r ve performanslar› düfler.<br />
Fore Enerji A.fi’nin yapt›¤› uygulamalar ile ilgili detayl› bilgilere www.foresolar.com adresinden ulafl›labilir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Günefl Enerjisi Santralleri<br />
Günefl enerjisinin en önemli özelli¤i,<br />
sistemlerin istenilen büyüklükte tasarlan›p<br />
kurulabilmesine olanak tan›mas›d›r. ‹ster<br />
bir evin çat›s›, isterse dönümlerce bir tarla olsun,<br />
bu alanlar panellerle tamamen kaplanabilir.<br />
Daha önceden ev tipi uygulamalardan<br />
bahsedilmiflti. Bu bölümde ise çok büyük günefl<br />
enerjisi sistemlerini inceleyece¤iz. Asl›nda kurulan<br />
büyük ölçekli bu sistemlerle, evlerde kurulan küçük<br />
sistemler aras›nda çok büyük fark yoktur. Örne¤in<br />
1 kW’l›k bir çat› uygulamas› ile 1 MW’l›k bir<br />
PV Modül Dizileri<br />
DC<br />
GES Evirici<br />
PV Modül Dizileri<br />
PV Modül Dizileri<br />
DC AC<br />
DC<br />
GES Evirici<br />
GES Evirici<br />
AC Da¤›t›m<br />
Tipik Günefl Elektri¤i Santrali Uygulamas›<br />
Transformatör<br />
Orta Gerilim<br />
fiebekesi<br />
santral uygulamas›n› karfl›laflt›ral›m. Kullan›lacak<br />
temel ekipmanlar her ikisinde de günefl panelleri<br />
ve evirici (invertör) lerdir. Bir ev uygulamas›nda 8<br />
adet 120 W p gücünde günefl paneli kullan›l›rken,<br />
santral uygulamas›nda ayn› panelden 8.000 adet<br />
kullan›l›r. Ba¤lant› flekillerinde de hiçbir fark<br />
yoktur. Ayn› flekilde evirici için de bu geçerlidir.<br />
1 kW’l›k bir sisteme 1 kW’l›k evirici yerlefltiriliyorsa;<br />
1 MW (1000 kW)’l›k sisteme de 1 MW’l›k evirici<br />
yerlefltirilecektir. Büyük sistemlerin tek fark› enerji<br />
arz güvenli¤ini sa¤lamak aç›s›ndan evirici say›s›n›n<br />
daha çok olmas›d›r.<br />
1 MW kurulu gücünde bir PV sistemi için, 1 adet<br />
1000 kW’l›k evirici (invertör) kullanmak yerine,<br />
10 adet 100 kW p’l›k evirici (invertör) kullanmak bu<br />
aç›dan daha uygun olur. Böylece eviricinin<br />
ar›zalanmas› ya da PV ba¤lant›lar›nda bir sorun<br />
olmas› durumunda, sadece o eviriciye ba¤l›<br />
panellerden üretilen enerji flebekeye aktar›lamaz.<br />
Yani 900 kW’l›k enerji flebekeyi beslemeye devam<br />
eder. Bu da toplam sistem % 90 verimle çal›fl›yor<br />
anlam›na gelir. Di¤er durumda ise yani tek bir<br />
evirici kullan›ld›¤›nda ise, sistem tamamen<br />
çal›flmaz hale gelir.<br />
Dünyada büyük ölçekli PV uygulamalar› giderek<br />
artmaktad›r. 2007 y›l› sonu itibar›yla dünya<br />
çap›nda büyük ölçekli PV sistemlerinin<br />
kurulu gücü 955 MW p’› bulmufltur. Ortalama<br />
santral kurulu gücü ise 1,24 MW p civar›ndad›r.<br />
Bu konuda bafl› çeken ülkeler Almanya, Amerika<br />
ve ‹spanya’d›r.<br />
Günefl enerjisi santralleri uygulaman›n yap›ld›¤›<br />
yere göre çeflitli tiplere ayr›lmaktad›r. 2007 sonuna<br />
kadar yap›lan büyük ölçekli uygulamalar›n % 70’i<br />
60 MW’l›k kurulu gücüyle en büyük fotovoltaik santral olan Parque Fotovoltaico Olmedilla de Alarcon ‹spanya’dad›r ve 2008’de tamamlanm›flt›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 79
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
80<br />
Beneixama Power Plant<br />
Dünyan›n en büyük<br />
fotovoltaik enerji<br />
santrallerinden birisi de<br />
‹spanya’n›n Beneixama<br />
kasabas›nda kurulmufltur.<br />
Alicante eyaletinin iç<br />
kesimlerinde yer alan<br />
kasabadaki her biri 100 kW p gücünde<br />
200 ba¤›ms›z fotovoltaik sistemden oluflan<br />
bu santralin yap›m›na A¤ustos 2006’da<br />
bafllanm›flt›r ve 2007 y›l›n›n yaz aylar›<br />
sonunda santral kurulumu gerçekleflmifltir.<br />
500.000 metrekarelik bir alan üzerine<br />
kurulan bu santral, 71 futbol sahas›<br />
büyüklü¤ünde yer kaplamaktad›r.<br />
Santralde 200 W p gücündeki City-Solar<br />
polikristal günefl panellerinden 100.000<br />
adet kullan›lm›flt›r. Santralde üretilen enerji<br />
(30 GWh / y›l), 12.000 ailenin enerji<br />
ihtiyac›n› karfl›layacak miktardad›r.<br />
Panellerin kurulmufl oldu¤u alanda birim<br />
panel bafl›na düflen yaklafl›k y›ll›k radyasyon<br />
miktar› 1.934 kWh / m 2 ’dir. Toplam modül<br />
yüzey alan› 160.000 m 2 ’dir. Senelik<br />
engellenen CO 2 sal›m de¤eri ise 30.000<br />
ton civar›ndad›r.<br />
Beneixama Power Plant, ‹spanya<br />
yere monte edilmifl uygulamalard›r. Geriye<br />
kalanlar›n % 29’u çat› uygulamas› iken % 1’lik<br />
k›s›m ise binaya entegre sistemler, ses bariyerleri<br />
olarak kurulan sistemler gibi uygulamalardan<br />
oluflmaktad›r.<br />
Büyük ölçekli günefl enerjisi sistemleri panellerin<br />
yerlefltirildi¤i konstrüksiyonlar aç›s›ndan, tek ya da<br />
çift eksenli günefli takip eden sistemler ve sabit<br />
aç›l› sistemler olarak ikiye ayr›l›r. Tek eksenli<br />
sistemler günefli sadece do¤u-bat› yönünde takip<br />
ederken çift eksenli sistemler ise do¤u-bat› ve<br />
kuzey-güney do¤rultusunda takip özelli¤ine<br />
sahiptir. Bu sistemlerin % 73’ü sabit sistemlerden<br />
oluflurken; % 27’si ise günefl takip etme özelli¤ine<br />
sahiptir.<br />
Yap›lan santrallerin kuruldu¤u alanlara<br />
bak›ld›¤›nda, sistemlerin % 81’inin Avrupa’da<br />
oldu¤u gözlenmektedir. Avrupa’daki toplam<br />
kurulu güç 770 MW p ’d›r. Avrupa’y› % 14 ile<br />
Amerika (148 MW p ) ve % 4’den az bir de¤er ile<br />
Asya (34 MW p ) izlemektedir.<br />
Ülkeler baz›nda kurulu güçler göz önüne al›n›nca<br />
hemen hemen dünyadaki günefl enerjisi<br />
santrallerinin yar›s› Almanya’da kurulmufltur.<br />
‹spanya ise en dinamik pazar özelli¤i tafl›maktad›r.<br />
Amerika ve Almanya pazarlar› son on y›l içerisinde<br />
her sene sabit de¤erlerde bir art›fl gösterirken,<br />
‹spanya pazar› son üç sene içerisinde afl›r› h›zl› bir<br />
flekilde büyümüfltür.<br />
2008 y›l› bafl› itibar›yla Avrupa’da kurulu olan<br />
büyük ölçekli günefl enerjisi santrali<br />
uygulamalar›n›n hemen hemen % 60’›<br />
Almanya’dad›r. 451 MW p ’l›k Almanya kurulu<br />
gücünü % 35 ile ‹spanya (266 MW p ) ve % 2,3 ile<br />
‹talya (18 MW p ) izlemektedir. Ayn› h›zl› büyümenin<br />
‹talya, Fransa, Yunanistan ve Kore’de de yaflanaca¤›<br />
beklenir. Yukar›da bahsedilen ülkeler haricinde<br />
kalan yerler (Afrika, Güney Amerika, Avustralya)<br />
ise kurulu güç olarak % 1’lik bir paya sahiptir.<br />
Bir invertör için verimlilik de¤eri kadar, bekleme modunda tüketti¤i enerji miktar› da çok önemlidir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Çat› ve Cephe Kaplama<br />
Günefl enerjisi ile ilgili elefltirilerden biri de,<br />
panellerin kaplad›¤› alandan kaynaklanan<br />
arazi veya yer problemi olmufltur. Geliflen<br />
teknolojilerle beraber yap›lar›n çat›lar›na ve<br />
cephelerine uygulanan çeflitli entegre ya da<br />
portatif PV modülleri sayesinde, bu sorun da uzun<br />
vadede çözüme kavuflmufltur. Merkezî olmayan bu<br />
sistemler uzun mesafeli iletimlerde ortaya ç›kan<br />
enerji kay›plar›n› en aza indirerek önemli avantaj<br />
sa¤lar.<br />
Avrupa’da binaya entegre fotovoltaik sistemlerin<br />
(BIPV) popülaritesi gittikçe artmaktad›r. Bu<br />
sistemler ayn› zamanda daha yarat›c› tasar›mlara<br />
da olanak sa¤lamaktad›r. Birçok mimar, entegre<br />
cephe sistemlerini tasarlad›klar› yap›larda<br />
kullanmaya bafllam›flt›r. Halihaz›rda bireysel<br />
uygulamalarda ve hatta kamusal alanda bu<br />
sisteme örnek gösterilecek pek çok yarat›c› tasar›m<br />
öne ç›kmaktad›r.<br />
Mimari cephe tasar›mlar›nda kullan›lan saydam<br />
modüller ve çeflitli teknolojiler kendi pazar›n›<br />
flimdiden yaratt›. fieffaf kristal hücreler ve siyah<br />
yüzeyli standart kristal modüller cephelerde yayg›n<br />
olarak kullan›lmaya bafllad›. Di¤er ilginç bir çözüm<br />
ise fleffaf ince film modülleriyle yap›lan<br />
uygulamalard›r. Saydam modüller pencerelere,<br />
cam bölmelere, günefl gören alanlara ve çat›, yan<br />
cephe gibi yüzeylere kaplanmaktad›r. Ayn›<br />
zamanda “shadow-voltaic” olarak adland›r›lan bu<br />
CIS Tower, Manchester<br />
Bu yaz› www.epia.org adresinde Publications- Yay›nlar bölümünde yeralan BIPV broflüründen derlenmifltir.<br />
gölgeleme sistemleri sayesinde, kullan›c›lar hem<br />
güneflin rahats›z edici etkilerinden korunur, hem<br />
de kendi enerjilerini üreterek yapt›klar› yat›r›m›n<br />
geri dönüflünü h›zl› bir flekilde sa¤lar.<br />
Renkli arka yüzeylerle yap›lan çözümler, ayn›<br />
zamanda tarihi ve kültürel miraslar›n korunmas›na<br />
da olanak tan›yan ilginç görsel mimari ö¤elerdir.<br />
Bu yap›larda fotovoltaikler, çat› ve yüzey kaplama<br />
malzemesi olarak kullan›labilmekte, hatta ince film<br />
modüller çeflitli form ve ölçülerde tasarlanarak<br />
yap›n›n özgünlü¤ünü bozmayacak flekilde yap›yla<br />
bütünleflebilmektedir.<br />
Bu amaçla üretilen 1500 Watt’l›k güce sahip bir<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 81
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
modül 2005 Haziran ay›nda düzenlenen<br />
Uluslararas› ‹ntersolar Fuar›’nda görücüye<br />
ç›kar›lm›flt›r. Avusturyal› Ertex Solar GmbH firmas›<br />
taraf›ndan üretilen üst üste yerleflmifl cam plakalar<br />
fleklindeki bu entegre cephe modülü, gölgelik ve<br />
avlularda kullan›ma uygun olarak tasarlanm›flt›r.<br />
Gölgeleme sistemleri karma ve portatif olarak<br />
kurgulanabilir. Gölge amaçl› günefl panelleri,<br />
kullan›c›n›n iste¤ine göre manüel ya da otomatik<br />
82<br />
TOYOTA Türkiye<br />
Toyota Türkiye Sakarya Fabrikas› giriflinde<br />
kurulan 14 kW flebeke ba¤lant›l› sistemde<br />
176 adet 80 W yüksek verimli günefl<br />
paneli kullan›ld›. fiebeke ile paralel<br />
çal›flan sistemde özel cephe entegrasyonu<br />
yap›larak bina estetik bir görünüme de<br />
kavufltu. Özel bir Türkçe yaz›l›m ile<br />
internete ba¤lant› sa¤land› ve anl›k üretim<br />
de¤erleri, engellenen CO 2 miktar› gibi<br />
veriler LCD ekranlara aktar›ld›.<br />
Ayn› zamanda yine 80 W günefl panelleri<br />
ve özel regülatörler kullan›larak, binan›n<br />
önündeki otopark alan›n›n günefl enerjili<br />
ayd›nlatma direkleri ile gece ayd›nlat›lmas›<br />
sa¤land›.<br />
Fore Enerji, Adapazar›<br />
takip sistemleri sayesinde kullan›m özgürlü¤ü<br />
sa¤lar. Ayn› zamanda yatay ve dikey olarak<br />
güneflliklerde, panjur ve storlarda da pratik<br />
biçimde kullan›l›r.<br />
Tekli veya çiftli (düflük U de¤erli) kristal yal›t›m<br />
camlar›n›n yan›s›ra, çeflitli saydam modüller de<br />
yap›larda tercih edilmektedir. Saydam entegre<br />
modüller ve birlefltirilmifl cam fleklindeki tasar›mlar<br />
ayn› zamanda çerçevesiz kullan›m imkân›n› da<br />
beraberinde getirir. "Makrolon®" gibi özel<br />
malzemelerden haz›rlanm›fl e¤imli plastik<br />
camdan tasar›mlar kullan›c›lara farkl› seçenekler<br />
sunmaktad›r.<br />
Türkiye’de silikon kristal panel cephe<br />
tasar›mlar›yla bu alanda hizmet veren birçok firma<br />
bulunmaktad›r. ‘Sinerji cephe ve çat›’ olarak<br />
adland›r›lan bu uygulamalarda ilk olarak evin<br />
elektrik ihtiyac› ilgili firma taraf›ndan hesaplan›r.<br />
Daha sonra konutun özgün tasar›m›n› bozmayacak<br />
biçimde özel konstrüksiyon ve c›vatalarla cephe<br />
sistemi montaj› gerçeklefltirilir.<br />
E¤imli çat›larda da rahatça uygulanabilen montaj,<br />
çat› üzeri sistemi ve çat› içi entegre sistemler<br />
fleklinde iki farkl› kategoriye ayr›lmaktad›r.<br />
Çat› üzeri sistemler, alüminyum gibi güçlü<br />
malzemelerden yap›lm›flt›r ve her türlü çat›<br />
kaplama malzemesinin üzerine monte<br />
edilebilmektedir. Çat› içi entegre sistemler ise,<br />
çeflitli çat› yüzeylerine estetik bir biçimde<br />
rahatl›kla uygulanabilen sistemlerdir.<br />
Bu sistemler, çat› ve cephe kaplaman›n d›fl›nda<br />
teras çat›lara da kolayca yerlefltirilebilir. Teras gibi<br />
düz yüzeylerde panel montaj› çelikten veya<br />
alüminyumdan yap›lan e¤imli tafl›y›c› sehpalarla<br />
yap›lmaktad›r ve çeflitli s›zd›rmazl›k uygulamalar›yla<br />
birlefltirilmektedir. Firmalar, günefl kolektörleri ile<br />
bütünleflik ve ayn› zamanda bir konutun ›s›nma ile<br />
elektrik ihtiyac›n›n tamam›n› karfl›layacak hibrit<br />
Farkl› hücre ve modülleri test edebilmek ve karfl›laflt›rmak için IEC 60904 / DIN EN 60904 standartlar› kullan›l›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Mu¤la Üniversitesi’nde Günefl Enerjisi<br />
Türkiye’nin günefl enerjisinden elektrik üreten binaya entegre ilk fotovoltaik cephe<br />
kaplamas› olma özelli¤ini tafl›yan uygulama Mu¤la Üniversitesi Rektörlü¤ü Bilimsel<br />
Araflt›rma Projeleri Birimi ve Sunset Energietechnik GmbH Innovative Energy System<br />
ortakl›¤›nda hayata geçirildi.<br />
Toplam 40 kW p gücündeki sistemde binan›n iki yan›ndaki kulelerde toplam 136 m 2 .<br />
alanda, 160 adet amorf silisyum panel ile bina cephesinde 541 m 2 . alanda 220 adet 3<br />
eklemli amorf silisyum panel kullan›ld›. Bina cephesinde kullan›lan panellerin 210 adeti<br />
140 W p, 10 adeti ise 75 W p güce sahip ve 4 adet 6 kW kapasiteli invertör ile flebekeye<br />
entegre edildi. Kulelerde kullan›lan paneller ise 64 W p gücünde ve 2 adet 5 kW kapasiteli<br />
invertörle flebeke entegrasyonu sa¤land›. Sistemin 48 bin KW/h elektrik enerjisi üretmesi<br />
bekleniyor.<br />
Türkiye’de binaya entegre en büyük flebeke<br />
ba¤lant›l› PV sistem uygulamas› olan bu çal›flma<br />
Mu¤la Üniversitesi Rektörlük binas› cephe kaplamas›<br />
olarak gerçeklefltirildi. Mu¤la Üniversitesi Yerleflkesi<br />
toplam 94 kWp fotovoltaik enerjisi gücüyle<br />
Türkiye’deki en büyük fotovoltaik park durumundad›r<br />
ve elektrik enerjisi ihtiyac›n›n % 3,5’luk k›sm›n›<br />
fotovoltaik sistemlerden karfl›lamaktad›r.<br />
Mu¤la Üniversitesi Rektörlük Binas›<br />
çözümler de sunar. Çat› uygulamalar› bir yandan<br />
›s› izolasyonu sa¤larken, di¤er yandan da her y›l<br />
bak›m gerektiren çat› sistemlerine s›f›r bak›m<br />
avantaj› getiren uygun bir alternatiftir.<br />
Mimaride estetik çözümler sunan PV sistemleri,<br />
dünyan›n çeflitli yerlerindeki birçok ifl merkezinde<br />
yan yüzeylerde kaplama malzemesi olarak<br />
kullan›lmaktad›r. Bu uygulaman›n ilk örneklerinden<br />
biri de ‹ngiltere Manchester’daki CIS Tower<br />
binas›d›r. Yan üç yüzeyinde bulunan 7244 günefl<br />
paneliyle yap›, ayn› zamanda Avrupa’n›n en uzun<br />
dikey fotovoltaik sistemi olma özelli¤ini<br />
kazanm›flt›r.<br />
Türkiye’de bu konudaki çal›flmalar Mu¤la<br />
Mu¤la Üniversitesi’ndeki uygulamalarla ilgili daha detayl› bilgilere http://mutek.mu.edu.tr adresinden ulafl›labilir.<br />
Üniversitesi Temiz Enerji Kaynaklar› AR&GE<br />
Merkezi ile Ege Üniversitesi Günefl Enerjisi<br />
Enstitüsü liderli¤inde sürdürülmektedir. Ege<br />
Üniversitesi Günefl Enerjisi Enstitüsü’nde<br />
55.000TL’lik elektrik faturas›n› çok bulan bilim<br />
adamlar› halihaz›rda varolan fotovoltaik<br />
çal›flmalar›n› daha da geniflleterek binalar›n›n<br />
günefl alan her cephesinden elektrik üretebilmek<br />
amac›yla yola koyuldu. Enstitü, organik günefl<br />
hücrelerinden yap›lacak olan ve gelecekte<br />
gökdelenlerin yüzey kaplamas›nda kullan›lmas›<br />
beklenen cam›n üretimi için, cam üreticileri ile<br />
protokol imzalayarak rasyonel çal›flmalar› bafllatm›fl<br />
oldu. Üretilmesi planlanan 50 ve 100 cm’lik<br />
organik plakalarla befl y›l içerisinde seri üretime<br />
geçilmesi planlanmakta.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 83
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Su Pompalama<br />
Günefl enerjili su pompalama sistemleri,<br />
günefl enerjisinin en verimli ve anlaml›<br />
kullan›ld›¤› alanlardan biridir. Kuyu ve<br />
di¤er su kaynaklar›n›n merkeze uzak, k›rsal<br />
bölgelerde bulunduklar› düflünülürse, geleneksel<br />
enerji kaynaklar›n› kullanman›n ya oldukça uzun<br />
kablolama ya da sahada benzinli jeneratör<br />
kullan›m› gerektirece¤i bilinmektedir. Bu metotlar<br />
hem pahal› ekipman ve bak›m, hem de sürekli artan<br />
yak›t maliyetleri içerir. Günefl enerjisi ise<br />
genellikle hem daha ekonomik hem de daha<br />
verimli sonuçlar vermektedir.<br />
Solar su pompalar› pek çok tar›msal amaçla<br />
kullan›labilir: Örne¤in Amerika, Avustralya ve<br />
Güney Afrika’daki pek çok besici, kablolaman›n<br />
zor ve maliyetli oldu¤u arazilerde hem kolayca<br />
tafl›nabilir hem de kendi enerjisini üreten bu<br />
sistemleri hayvanlar›na su temini amac›yla<br />
kullanmaktad›r. Küçük çiftliklerde, seralarda,<br />
bahçelerde sulama amaçl› olarak, yine çiftlik<br />
evlerinde su temini için son derece uygunlard›r.<br />
Bu sistemde kullan›lan pompalar, normal dalg›ç<br />
pompalama sistemleridir. Farklar› ise motor için<br />
gereken enerjinin, paneller taraf›ndan do¤ru ak›m<br />
(DC) olarak sa¤lanmas›d›r. Dolay›s›yla da bu<br />
pompalar›n do¤ru ak›mla çal›flmalar› gerekmektedir.<br />
AC motorlu pompalarda DC’yi AC’ye çevirmek için<br />
bir evirici (invertör) gerekir. Bu ekstra maliyet ve<br />
dönüflümden kaynakl› güç kayb› demektir. Bu<br />
1974 petrol krizinin ard›ndan kurulan Uluslararas› Enerji Ajans›, Fotovolatik Güç Sistemleri Program›yla (IEA-PVPS) araflt›rma ve gelifltirme çal›flmalar›na bafllam›flt›r.<br />
84<br />
yüzden günefl enerjili pompalama sistemlerinde<br />
DC motorlu pompalar kullan›l›r.<br />
Bir solar su pompalama sistemi 4 ana parçadan<br />
oluflur: Pompa, pompa konrol ünitesi, solar<br />
paneller ve (iste¤e ba¤l› olarak) depolama ünitesi,<br />
yani akü. Sistem, su kayna¤›n›n (depo ya da kuyu)<br />
derinli¤ine ve gereken su miktar›na ba¤l› olarak<br />
tasarlan›r. Pompa, gücünü günefl panellerinden<br />
elde edilen enerjiyle sa¤lar. Kullan›lacak günefl<br />
paneli say›s› gereken güce (yani yüksekli¤e) ba¤l›<br />
olarak de¤iflmektedir. Örne¤in, basit bir sistem ile,<br />
2 adet 12 Watt’l›k günefl paneli sayesinde 20 m’ye<br />
kadar olan yüksekliklerde (çekilecek olan suyun<br />
derinli¤iyle depo yüksekli¤i toplam›), derinli¤e<br />
ba¤l› olarak saatte 44 ila 106 m 3 debi elde etmek<br />
mümkündür. Daha güçlü bir sistem ile, 70 m’ye<br />
kadar olan yüksekliklerde saatte 310 ila 445 m 3<br />
debi elde etmek mümkündür. Baz› günefl enerjili<br />
dalg›ç pompalar› ise 240 metreye varan<br />
derinliklerden bile su çekebilmektedir.<br />
Paneller ve pompa aras›ndaki ak›m bir “kontrol<br />
ünitesi” arac›l›¤›yla kontrol edilir. Kontrol ünitesi,<br />
kuyuda/depoda su kalmad›¤› zaman pompay›<br />
kapatarak yanmas›n› engeller.<br />
Peki hava kapal›ysa ne olur? Tüm günefl enerjisi<br />
sistemleri en iyi sonucu elbette güneflli havalarda<br />
verir. Kapal› havalarda sistem çal›flmaya devam<br />
etmekle beraber, çekilen su verimi azalacakt›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
PV Modüller<br />
‹nvertör<br />
Kablo Uzunlu¤u<br />
Su Çekim Boru Çap›<br />
Su pompalama sistemi<br />
Tank Yüksekli¤i<br />
Kuyu A¤z›ndan<br />
Depo Taban›na<br />
Statik<br />
Seviye<br />
Transfer Boru Çap›<br />
Eksiltme<br />
Pompa Çekme<br />
Derinli¤i<br />
Kuyu Çap› Kuyu Derinli¤i<br />
Bu nedenle de günefl enerjili pompalama<br />
sistemlerinde iki farkl› aç›dan depolama yap›labilir.<br />
En ekonomik ve güvenilir metot, rezervuar görevi<br />
yapacak olan genifl bir su deposu kurmakt›r.<br />
Gündüz depoya dolacak olan ihtiyaç fazlas› su,<br />
geceleri yahut günefl ›fl›¤›n›n az oldu¤u günlerde<br />
su temininde s›k›nt› çekilmemesini sa¤layacakt›r.<br />
Bu yüzden de depolu bir sistem kuracaksan›z,<br />
deponuz günlük ihtiyac›n›zdan biraz fazlas›n›<br />
karfl›layacak büyüklükte olmal›d›r. Di¤er bir<br />
alternatif ise, günefl panellerinin gündüz üretti¤i<br />
enerjiyi akülerde depolayarak, gece veya havan›n<br />
kapal› oldu¤u günlerde suyu çekmek için rezerv<br />
olarak kullanmakt›r. Bu sistem güvenilir olmakla<br />
birlikte fazladan maliyet ve bak›m gerektirecektir.<br />
Transfer Boru Uzunlu¤u<br />
Solar su pompalama sistemlerinin en önemli<br />
avantajlar›ndan biri de kullan›m› basit ve dayan›kl›<br />
olmalar›d›r. Buradaki hareketli tek parça olan<br />
pompalar, (günefl panellerine göre) toplam<br />
maliyetin daha küçük bir k›sm›n› oluflturur. Sistem<br />
çok tozlu bir bölgede kurulmad›¤› sürece,<br />
kablolar›n ve ba¤lant›lar›n ara s›ra kontrol edilmesi ve<br />
panellerin tozunun al›nmas› yetecektir.<br />
Bu sayfadaki foto¤raflar Lange Twins Ba¤lar› ve IEA Fotovoltaik Enerji Sistemleri Program› web sitelerinden al›nm›flt›r.<br />
Kurulumlar› kolay olan bu<br />
sistemler, kullan›c› taraf›ndan<br />
da rahatça monte edilebilir.<br />
Bununla birlikte sat›n ald›¤›n›z<br />
ürünün, sistemin çal›flmas› için<br />
gereken tüm parçalar› ve<br />
ba¤lant› flemalar›n›, kurulum ve<br />
çal›flt›rma k›lavuzlar›n›<br />
içerdi¤inden emin olmakta<br />
yarar vard›r. Sat›n ald›¤›n›z<br />
paneller için kuvvetli rüzgârlara<br />
dayan›kl› montaj ayaklar›<br />
gerekecektir, çünkü bu paneller<br />
güneflten en iyi verimi almalar›<br />
için belirli bir aç›yla ve güneye<br />
bakar flekilde kurulur. “Solar<br />
tracker” denen sistemler kullanarak panellerin gün<br />
boyunca günefli takip etmelerini sa¤lamak, böylece<br />
% 15–20 daha fazla verim elde etmek<br />
mümkündür. Ancak elbette bu da ekstra maliyet<br />
anlam›na gelir.<br />
Su Depolama<br />
Tank›<br />
Türkiye’de günefl enerjili su pompalama sistemi<br />
kullan›m› Akdeniz Bölgesi’nde yayg›nlaflmakta,<br />
Ege Bölgesi’nden gelen taleplerse<br />
yo¤unlaflmaktad›r. Bu sistemin ilk<br />
uygulamalar›ndan biri de Ankara Elmada¤’da<br />
yap›lm›fl, bir köyün ortak su deposuna kaynaktan<br />
su getirilmesi sa¤lanm›flt›r. Di¤er bir proje ise<br />
Diyarbak›r’da Dicle Üniversitesi Kampüsü’nde<br />
damla sulama sistemine destek amaçl› olarak<br />
hayata geçirilmifltir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 85
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
86<br />
Emirler Köyü’nde Sulama<br />
Mersin’in Emirler Köyü’nde 25 dönüm<br />
zeytinli¤i sulamak için, 90 metre<br />
derinlikteki kuyuda 70 metreye indirilen<br />
solar pompa ve 4 adet 180 W p gücünde<br />
24 V’luk panel kullan›lm›flt›r. Bu projedeki<br />
dinamik su seviyesi 46 metredir. Ç›kar›lan<br />
su 135 metre yatayda tafl›narak 85 ton<br />
kapasitesindeki su deposunda toplanm›flt›r.<br />
Bu projede elektri¤i akülerde depolamak<br />
yerine su depolamas› yapmak tercih<br />
edilmifltir. Günlük sulama için yaklafl›k<br />
18-20 ton su kullan›lmaktad›r. Bu tarlan›n<br />
sahibi alana elektrik enerjisi getirmek için<br />
da¤›t›m flirketinin 70.000 TL civar›nda katk›<br />
pay› istemesi üzerine jeneratör de dahil<br />
olmak üzere tüm alternatifleri incelemifltir.<br />
Bu karfl›laflt›rma sonras›nda her ay<br />
ödenecek fatura ile hatlar ve trafoda<br />
yaflanacak kay›plar› da hesaba kat›nca,<br />
günefl enerjisinin en uygunu olaca¤›na<br />
karar vermifltir. Sistem yaklafl›k 7500<br />
Euro’luk maliyetle tamamlanm›flt›r.<br />
Öztunç Mühendislik, Mersin<br />
Diyarbak›r’da Damla Sulama<br />
Yurdumuzdaki ilk “Günefl Enerjisi ile<br />
Damla Sulama Projesi” Diyarbak›r’da<br />
Dicle Üniversitesi Ziraat Fakültesi’nde<br />
uygulanm›flt›r.<br />
10 dekarl›k bir alan›n damla sulama sistemi<br />
için 12 adet 80 W p gücünde polikristal<br />
günefl paneli, bir adet günefl enerjisi ile<br />
çal›flan pompa sistemi, flarj regülatörü ve<br />
bir adet otomatik damla sulama sistemi ile<br />
boru a¤lar› kullan›lm›flt›r.<br />
Bu sistem 6 metre dikey ve 150 metre<br />
yatay mesafeden günde 45 m 3 su<br />
pompalamakta olup, sadece panel gücü<br />
art›r›ld›¤›nda günlük debinin 60 m 3<br />
mertebesine kadar ç›kmas› mümkündür.<br />
Tarlaya ilk olarak ekilen m›s›rda çok verimli<br />
bir ürün al›nm›flt›r. Almanya Federal<br />
Cumhuriyeti Büyükelçisi, Dicle Üniversitesi<br />
Rektörü ve çok say›da davetlinin kat›l›m›yla<br />
21 Ekim 2008 tarihinde gerçeklefltirilen<br />
aç›l›fl töreninde, bu tarlan›n ürünü olan<br />
m›s›rlar “günefl oca¤›nda” hafllanarak<br />
davetlilere sunulmufltur.<br />
TEMEV ve Ekosolar, Diyarbak›r<br />
UEA’na üye ülkeler: Avustralya, Avuturya, Kanada, Danimarka, Fransa, Almanya, ‹srail, ‹talya, Japonya, Kore, Meksika<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Günefl Enerjisiyle Ayd›nlatma<br />
Genel olarak kullan›lan elektri¤in % 20’si<br />
ayd›nlatma için harcanmaktad›r ve<br />
ayd›nlatman›n toplam elektrik tüketimi<br />
içindeki oran› da her y›l artmaktad›r. Günefl enerjili<br />
ayd›nlatma sistemleri günefl panellerinin en çok<br />
kullan›ld›¤› alanlardan biridir. Günefl enerjili<br />
ayd›nlatma uygulamalar›n›n dünya üzerinde on<br />
binlerce örne¤i bulunmakta ve her geçen gün de<br />
bunlar yayg›nlaflmaktad›r.<br />
Günefl enerjili sistem ilke olarak hayat›m›z›n en<br />
önemli enerji kullan›m alanlar›ndan olan<br />
ayd›nlatma ihtiyaçlar›m›z için temiz, sürekli, verimli<br />
ve sonsuz bir çözümdür. Elektrik flebekesinin uzak<br />
oldu¤u bölgelerde vazgeçilmez olmas›n›n yan› s›ra,<br />
yüksek elektrik maliyeti getiren flebekeye ba¤l›<br />
sistemler yerine, s›f›r tüketim harcamas› olan bir<br />
sistem olarak tercih edilmektedir. Bu sistemlerde<br />
gündüz günefl enerjisi ile flarj olan aküler gece<br />
otomatik olarak 12 Volt’luk özel kompakt<br />
flüoresan günefl ampüllerini veya LED’li ampülleri<br />
çal›flt›rarak ayd›nlatma sa¤lamaktad›r. Bu basit<br />
ama etkili sistemler enerjinin oldu¤u yerlerde kaz›<br />
ve kablo hatt› gerektirmedi¤i için, enerjinin<br />
olmad›¤› yerlerde ise en acil, uygun ve kesin<br />
çözüm olmalar› nedeniyle tercih edilmektedir.<br />
Sistemin ayd›nlatma de¤erleri park, bahçe ve<br />
sokak ayd›nlatmas›nda gerekli olan uluslararas›<br />
standart lüks de¤erlerini sa¤lad›¤›ndan bu<br />
alanlarda da kullan›ma uygundur. fiebekeye<br />
ba¤lant› içermedi¤inden kablo çürümesi, kablo<br />
UEA’na üye ülkeler: Hollanda, Norveç, Portekiz, ‹spanya ‹sveç, ‹sviçre, ‹ngiltere ve Amerika Birleflik Devletleri<br />
ar›zalar›, elektrik kesintisi gibi sorunlar oluflmaz.<br />
Portatif günefl enerjili ayd›nlatma ünitelerinde<br />
üniteye ba¤l› günefl panelleri kullan›lmaktad›r.<br />
Merkezî günefl enerjili ayd›nlatma sisteminde ise<br />
oluflturulan merkezî bir sistemden çok say›da<br />
ayd›nlatma dire¤inin elektrik ihtiyac›<br />
karfl›lanmaktad›r.<br />
Daha özel projelerde ise günefl ve rüzgâr enerjisi<br />
(hibrit sistemler) birlikte kullan›lmaktad›r. Günefl<br />
enerjili güvenlik ayd›nlatmas› da son zamanlarda<br />
çok ra¤bet görmektedir. Genelde ayd›nlatma<br />
sistemleri ile kompakt bir flekilde tasarlanan bu<br />
cihazlar iflletmeye haz›r flekilde pazarlanmaktad›r.<br />
Gündüz günefl panelinin üretti¤i elektrik özel<br />
akülerde bir flarj kontrol ünitesi (regülatör)<br />
sayesinde depolanmakta, akflam oldu¤unda ise<br />
özel otomasyon sistemiyle sokak lambas› istenilen<br />
saatte aç›l›p, istenilen saatte kapat›labilmektedir.<br />
Türkiye’de çeflitli ölçekte yap›lm›fl olan günefl<br />
enerjili ayd›nlatma örneklerine Toyota, Kent, ve<br />
fiiflecam fabrikalar›nda, Isparta, Etimesgut, Esenler<br />
ve Avc›lar Belediyelerinde tasarlanan ve kullan›lan<br />
uygulamalar verilebilir.<br />
Bafll›ca Uygulama Alanlar›<br />
• Belediye park ve bahçe ayd›nlatmalar›,<br />
• Tatil köyleri ve otellerin d›fl mekân<br />
ayd›nlatmalar›,<br />
• Site çevre ayd›nlatmalar›,<br />
• Organize sanayi bölgeleri d›fl ayd›nlatmalar›,<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 87
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
• Üniversitelere ait çevre ayd›nlatmalar›,<br />
• Genifl arazi ayd›nlatmas›,<br />
• Benzin istasyonlar› ayd›nlatmas›,<br />
• Fabrika ve iflyeri çevre ayd›nlatmas›,<br />
• Totem, reklam panolar› ve flantiye ayd›nlatmas›<br />
• Sinyalizasyon, güvenlik sistemleri v.b.<br />
uygulamalar›.<br />
Sistemi Oluflturan Temel Cihazlar<br />
Günefl paneli (PV=fotovoltaik modül)<br />
Ayd›nlatma direklerinde elektrik ihtiyac›n›<br />
karfl›layacak 20-120 Watt’l›k paneller<br />
kullan›lmaktad›r.<br />
fiarj kontrol ünitesi<br />
Günefl panelinin üretti¤i elektrikle aküleri kontrollü<br />
bir flekilde flarj eden ve akülerin deflarj durumunu<br />
kontrol eden cihazd›r.<br />
Armatür<br />
‹stenen ›fl›k de¤erinde ayd›nlatma veren ürünlerdir.<br />
Armatürler istenen peyzaja göre özel çözümler<br />
olabilir. Dire¤in yüksekli¤ine ve istenen ›fl›k<br />
de¤erine göre üretilmektedir.<br />
Akümülatör<br />
Üretilen enerjiyi depolayan ve ihtiyaç<br />
duyuldu¤unda sisteme veren cihazd›r. ‹htiyaca<br />
göre 12-24 Volt, 24-125 Amper aras›nda aküler<br />
kullan›lmaktad›r.<br />
Evirici (‹nvertör)<br />
Alternatif ak›mla çal›flan armatürler kullan›ld›¤›nda<br />
Do¤ru Ak›m› (DC) Alternatif Ak›ma (AC) çeviren<br />
elektronik devredir.<br />
Ampuller<br />
Özel tip AC ampuller, solar sisteme uygun DC<br />
ampuller ve uzun ömürlü LED ampuller<br />
kullan›lmaktad›r.<br />
88<br />
Avantajlar›<br />
• Montaj ve tafl›ma kolayl›¤› sa¤lar.<br />
• Panel ömrü yaklafl›k 25 y›ld›r.<br />
• ‹flletme maliyeti di¤er sistemlerle<br />
karfl›laflt›r›ld›¤›nda neredeyse s›f›rd›r.<br />
• ‹flletme aç›s›ndan fosil kaynaklara göre d›fla<br />
ba¤›ml›l›k yoktur.<br />
• Mobilize olabilir, ba¤lant›s›zd›r.<br />
• En uzun ömürlü kaynaktan beslenir.<br />
• Çevreye, atmosfere ve insana zararl› etkisi yoktur.<br />
• Faturas›zd›r.<br />
• 220 Volt 50 Hz tam sinüs ç›k›fl stabilizasyon<br />
sa¤lar.<br />
Bahçeflehir Üniversitesi’nde günefl<br />
enerjili ayd›nlatma<br />
TemizDünya Ekoloji<br />
Derne¤i’nin temiz enerji<br />
odakl› projelerinden biri de<br />
‘Günefl Enerjili Ayd›nlatma<br />
Dire¤i’dir. Bu dire¤in<br />
üzerinde, nas›l çal›flt›¤›na ve<br />
enerjiyi nereden elde etti¤ine<br />
dair aç›klay›c› bir afifl ve plaket<br />
bulunur. Bunlar sayesinde<br />
direk, kamuoyunu bilinçlendirme amac›n› yerine<br />
getirir. Tasar›m› Bahçeflehir Üniversitesi Mimarl›k ve<br />
Tasar›m Fakültesi ö¤retim üyesi Yrd. Doç. Dr.<br />
Mehmet Bengü Uluengin taraf›ndan derne¤imiz<br />
ad›na yap›lan ayd›nlatma dire¤i malzeme kullan›m›yla<br />
oldukça dikkat çekicidir. Ayr›ca gövdesinde 50 x 70<br />
cm boyutlar›nda tan›t›c› bir pano içermektedir.<br />
Direkte kullan›lan ana malzemeler, gövdede sertifikal›<br />
ahflap ve paslanmaz çelik, panoda ise pleksiglas<br />
olarak say›labilir. Boyu 380 cm olan direk 25 cm x 25<br />
cm’lik bir taban alan›na oturtulmufltur. Enerjisini<br />
80 W gücünde bir fotovoltaik günefl panelinden alan<br />
direk, 14 W yüksek verimli LED ayd›nlatma eleman›n›<br />
kullan›r. Üretilen enerji 75 Ah bak›ms›z aküde<br />
depolan›r.<br />
Türkiye’deki toplam kurulu fotovoltaik sistem gücü 2007 y›l› itibar›yla 3 MWp civar›ndayd›.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Telekom Uygulamalar›<br />
Günefl enerjisi, uzak ve eriflilmesi zor<br />
alanlarda güvenilirli¤i, az bak›m ihtiyac› ve<br />
rüzgâr enerjisiyle birlikte kesintisiz enerji<br />
sa¤layabilme potansiyeli sayesinde her tip ve<br />
büyüklükteki telekomünikasyon sistemi için<br />
vazgeçilmez bir kaynakt›r. Elektrik hatt›n›n<br />
olmad›¤› yerlerde, elektrik flebekesine ba¤l›<br />
vericilere alternatif olarak do¤ru konumda kurulan<br />
bir verici sistemi, ço¤unlukla daha düflük bir<br />
maliyet ve daha genifl bir kapsama alan›<br />
sa¤lamaktad›r. Ülkemizde de elektrik flebekesinden<br />
uzak ücra bölgelerde, telekomünikasyon<br />
firmalar›na ait pek çok GSM baz istasyonu ya da<br />
verici istasyon bulunmaktad›r.<br />
Telekomünikasyon sistemlerinin, günümüzde<br />
günefl panellerinin en s›k kullan›ld›¤› alanlardan biri<br />
olmas›n›n nedenleri afla¤›daki gibidir:<br />
Türkiye’de flebekeye ba¤l› en büyük sistem, Mu¤la Üniversitesi’ndedir ve 54 kW p kurulu güce sahiptir.<br />
• Fotovoltaik sistemler tam bak›ms›zd›r. Y›ll›k rutin<br />
bak›m d›fl›nda hiçbir bak›m ihtiyaçlar› yoktur.<br />
• Fotovoltaik sistemler modülerdir. ‹htiyaca göre<br />
ekleme veya eksiltme yap›l›r.<br />
• Fotovoltaik sistemlerde inflaat süresi k›sad›r.<br />
2-3 hafta içinde elektrik üretimine bafllanabilir.<br />
• Fotovoltaik sistemleri tercih etmek, elektrik hatt›<br />
çekmekten çok daha ekonomiktir ve süreci<br />
h›zland›r›r.<br />
• Fotovoltaik sistemler çok uzun ömürlüdür.<br />
• Fotovoltaik sistemlerin mazot, benzin gibi hiçbir<br />
hammadde ihtiyac› yoktur.<br />
• Fotovoltaik sistemler kullan›ld›¤›nda devlet<br />
bürokrasisi ile u¤raflmak zorunda kal›nmaz.<br />
• Fotovoltaik sistemler, telekom vericilerine giden<br />
elektrik hatt›ndaki k›sa devrelerden kaynaklanan<br />
orman yang›n› ihtimalini ortadan kald›r›r.<br />
Genelde telekom enerji sistemleri ‘Yedekleme<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 89
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Gerektirmeyen Fotovoltaik Sistemler’ ve ‘Dizel<br />
Jeneratör ve/veya Rüzgâr Türbin Destekli<br />
Fotovoltaik Sistemler’ olarak ikiye ayr›lmaktad›r.<br />
Yaln›zca panellerden oluflan sistemlerde enerji<br />
üreten baflka bir kaynak yoktur. Gündüz vericilerin<br />
elektrik ihtiyac› günefl panellerinden sa¤lan›rken,<br />
kapal› havalarda ve akflamlar› günefl panellerinin<br />
flarj etti¤i aküler üzerinden karfl›lan›r. Enerjinin<br />
depolanmas› için bu sistemlere uygun olarak<br />
seçilmifl aküler kullan›l›r. Akü dizisinin gerilim<br />
de¤eri telekomünikasyon sektöründeki standart<br />
olan 24 veya 48 Volt’tur.<br />
En az günefl alan ay›n meteorolojik verilerine göre<br />
tasarlanan sistemlerde yaz›n üretim fazlas› oluflur.<br />
Buna ra¤men bu sistemler, kullan›m süreci<br />
boyunca tüm di¤er fosil yak›t çözümlerinden daha<br />
ucuza gelir. Üretim, benzer güce sahip termal<br />
elektrik sistemlerinden daha ekonomiktir. Ayr›ca<br />
konvansiyonel elektrik sistemleri devaml› olarak<br />
yak›t tüketmektedir ve afl›nan birçok mekanik<br />
aksam› oldu¤u için sürekli bak›m masraf›<br />
ç›karmaktad›r.<br />
Günlük tüketimin fazla oldu¤u verici sistemlerinde<br />
ve k›fll›k günefllenme süresinin k›sa oldu¤u<br />
bölgelerde sadece günefl panelleri, enerji kayna¤›<br />
olarak çok pahal›ya gelebilir. Bu flartlar alt›nda<br />
sisteme entegre edilecek ek enerji kaynaklar›yla<br />
oluflturulan hibrit sistemlerin hem maliyeti azalacak<br />
hem de iflletme masraf›n›n düflük olmas›na paralel<br />
teknik güvenilirlik katsay›s› da artacakt›r.<br />
Günefl panellerinin kapasitesi, bir dizel jeneratörün<br />
veya rüzgâr türbininin sisteme entegrasyonu<br />
durumunda, genelde k›fl›n bir bölümünde, di¤er<br />
mevsimlerin ise hemen hemen tamam›nda tüm<br />
elektrik ihtiyac›n› sa¤layacak flekilde boyutland›r›l›r.<br />
Uzun süren bulutlu günlerin ard›ndan fotovoltaik<br />
sistemlerin yetersiz gelmesi durumunda, dizel<br />
jeneratör/rüzgâr türbini gerekli elektri¤i üreterek,<br />
90<br />
aküleri flarj edecektir. Havan›n açmas› ve akülerin<br />
dolmas› ile birlikte dizel jeneratör tekrar otomatik<br />
olarak kapan›r. Bu sayede hibrit sistemin içinde,<br />
rüzgâr türbini ve günefl panellerinin optimum<br />
kullan›m› sa¤lanabilir. Telekom sistemlerinde son<br />
geliflmeler, dizel jeneratörlerin ve özellikle de<br />
rüzgâr enerjisi gibi di¤er yenilenebilir kaynaklar›n<br />
optimum kullan›m›, uzaktan kontrolü, otomasyonu<br />
ve sistem optimizasyonu üzerinde yo¤unlafl›r.<br />
Bu tip teknolojik geliflmelerin adapte edildi¤i hibrit<br />
sistemlerde günefl panellerinin say›s› ve gerekli akü<br />
bankas› büyüklü¤ü de minimumda tutularak<br />
ekonomik avantaj sa¤lan›r. ‹yi tasarlanm›fl bir hibrit<br />
sistemde dizel jeneratör günde ortalama bir<br />
saatten fazla çal›flmamal›d›r. Bu kadar az bir<br />
çal›flma yükü alt›nda kaliteli bir dizel jeneratör<br />
ancak y›lda bir kez yak›t eklemesi ve bak›m ihtiyac›<br />
duyacakt›r. Böyle bir sistemin çal›flma ömrü ise<br />
10-20 y›l aras›ndad›r. Ek günefl panelleri sisteme<br />
her zaman rahatl›kla ilave edilebilir ve böylece dizel<br />
jeneratörün çal›flma süresi daha da azalt›labilir.<br />
Türkiye’de toplam 300 kW gücündeki günefl<br />
enerjili sistemler, 28 de¤iflik ildeki, 324 ayr› SDH<br />
merkezine Türk Telekom için kurulmufltur. Bu<br />
sistemler flebekeye ba¤l› olup, güneflin oldu¤u<br />
durumlarda yükü beslemektedir ve aküleri<br />
doldurmaktad›r. fiebekenin kesildi¤i durumlarda<br />
da yük aküden beslenir.<br />
Dünya üzerindeki örneklerden biri ise Arjantin<br />
Telecom’un Tucuman Eyaleti’nde kurdu¤u günefl<br />
enerjili verici istasyonudur. ‹stasyonun<br />
yüksekli¤i deniz seviyesine göre 4200 m’dir ve San<br />
Miguel flehrine 140 km. uzakl›kta bulunmaktad›r.<br />
Bölgede s›cakl›k -20 ºC'nin alt›ndad›r ve rüzgâr h›z›<br />
120 km/saate ulaflmaktad›r. Sistem 188 adet<br />
50 W’l›k günefl paneli ve uzun süreli güneflsiz<br />
havalara karfl› tedbir olarak yerlefltirilmifl 3 adet<br />
dizel jeneratörü ile Calchaquies vadisindeki 10’dan<br />
Ege Üniversitesi Günefl Enstitüsü, üniversite bünyesindeki 22,4 kWp kurulu gücünde flebekeye ba¤l› sistemi 2005 y›l›nda kurmufltur.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
fazla yerleflim biriminin iletiflimini sa¤lamakta ve<br />
Salto Eyaleti’nden Tucuman Eyaleti’ne kadar tüm<br />
iletiflim trafi¤ini tafl›maktad›r.<br />
Network Planlama Avantajlar›<br />
Günefl ve rüzgâr enerjili telekom sistemlerinin en<br />
büyük avantajlar›ndan biri de, verici sistemlerini,<br />
elektrik kayna¤›n›n (flebekenin) fiziksel veya<br />
ekonomik olarak ulafl›labilir olup olmad›¤›n›<br />
düflünmeksizin en uygun yere kurma özgürlü¤ünü<br />
getirmesidir.<br />
Rüzgâr› kesen özel bir engel veya gölgeleme<br />
yaratacak çok a¤açl› bir ortam olmad›¤› takdirde<br />
optimum flekillerde tasarlanacak rüzgâr/günefl<br />
Çeflme’de GSM ‹stasyonu<br />
hibrit sistemi her güçteki vericiye kesintisiz<br />
elektrik sa¤layacakt›r.<br />
Böylece da¤l›k bölgelerde veya çok girintili ç›k›nt›l›<br />
deniz kenarlar›nda, koyluk mevkilerde flebekeye<br />
ba¤l› birçok verici yerine günefl ve rüzgâr<br />
enerjisinden elektri¤ini üreten tek ve daha büyük<br />
kapasitede bir verici ile söz konusu bölgeyi<br />
kapsama alan› içine almak mümkün olur. Ayr›ca<br />
bahsi geçen yerler genelde ormanl›k alanlar<br />
oldu¤u için, telekom vericilerine flebeke hatt›ndan<br />
çekilen elektrik kablolar›nda veya ba¤lant›<br />
noktalar›nda meydana gelen k›sa devreler<br />
nedeniyle ortaya ç›kan orman yang›n› riski de s›f›ra<br />
indirilmifl olacakt›r.<br />
Çeflme Özpamir Sitesi, Çeflme Yar›madas›’nda, dolay›s›yla hem rüzgâr hem de günefl bak›m›ndan<br />
oldukça flansl› bir co¤rafyada yer almaktad›r. Önde gelen bir mobil operatör firmas› burada bir<br />
GSM baz istasyonu kurmak istedi. Bu istek üzerine bölgenin günefllenme süreleri, rüzgâr h›zlar›<br />
ve sistemin güç ihtiyac› belirlenerek projelendirme safhas›na geçildi<br />
Yukar›daki veriler ›fl›¤›nda hibrit sistemin kurulu gücü, 6400 W p ’l›k k›sm› PV sistemden ve<br />
2000 W rüzgâr türbininden karfl›lanmak üzere toplam 8400 W olarak hesapland›. Bu de¤erleri<br />
sa¤layabilmek için 32 adet 200 W p monokristal tip panel ile 2 adet 1 kW güçte 7 metre direk<br />
üzerine kurulu, donmaya karfl› korumal› bir türbin seçildi. 180 cm çaptaki bu türbin,<br />
17,5 kg a¤›rl›¤a ve özel kanat yap›s›na sahip. Enerji depolama çözümü olarak özellikle günefl<br />
enerjisinden elektrik üreten sistemlerde kullan›lan OPzS tipi 2400 Ah ak›ma sahip aküler ve<br />
akülerin flarj›nda verimi art›rmak amac›yla MPPT’li flarj kontrol üniteleri tercih edildi.<br />
Aneltech,<br />
Çeflme<br />
Ege Üniversitesi Günefl Enstitüsü, Türkiye’de üniversiteler aras›nda türünün tek örne¤i olan Fotovoltaik Panel Üretim Laboratuvar›’n› 2006 y›l›nda kurmufltur.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 91
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
Su Ar›tma<br />
Amerika’n›n baz› eyaletleri ve ‹srail,<br />
Hindistan, ‹spanya gibi kurak iklime sahip<br />
ve su s›k›nt›s› çeken birçok ülkede bugün<br />
günefl enerjisinden yararlan›larak, deniz suyundan<br />
kullanma suyu elde edilmektedir. % 60’› körfez<br />
ülkelerinde, % 30’u Suudi Arabistan’da olmak<br />
üzere Ortado¤u ülkelerinde bu amaçla iflletilen<br />
toplam 7500’den fazla tesis bulunmakta ve 48<br />
milyar m 3 ’lük dönüflüm sa¤lanmaktad›r.<br />
Deniz suyundan kullan›m suyu elde etmek için<br />
esas olarak iki yöntem kullan›l›r. Bunlardan<br />
geleneksel olan›nda, tuzlu su aç›k havuzlarda<br />
günefl enerjisiyle buharlaflt›r›l›r, sonra da rüzgâr<br />
enerjisiyle suyun dam›t›lmas› sa¤lan›r. Bu sisteme<br />
alternatif olan di¤er yöntem, kullan›m suyunu<br />
tuzlu su çözeltisinden elektrodiyaliz, ekstraksiyon<br />
ve iyon de¤iflimi gibi kimyasal ifllemlerle ay›ran<br />
sistemleri kullanmakt›r. Sera prensibiyle çal›flan<br />
geleneksel sistemlerden uzun y›llard›r<br />
yararlan›lmaktad›r. Fakat fazla alana ihtiyaç<br />
duymalar› ve pratik olmamalar› nedeniyle daha az<br />
yer kaplayan alternatif modeller gelifltirilmektedir.<br />
Yeni gelifltirilen bu modellerin en büyük<br />
dezavantaj› ise dönüflümün sa¤lanabilmesi için<br />
çok fazla enerjiye ihtiyaç duyulmas›d›r. Temiz su<br />
kaynaklar› bak›m›ndan yeterli olmayan, fakat<br />
zengin petrol kaynaklar›na sahip Arap ülkelerinde<br />
enerji ihtiyac› petrolden karfl›lanabilmektedir.<br />
Yeterli enerji kayna¤›na sahip olmayan ülkeler için<br />
ekonomik bir model olmamas› nedeniyle,<br />
bu sistemin yap›lanmas›nda günefl enerjisinden<br />
92<br />
yararlan›lmaya bafllam›flt›r.<br />
Asl›na bak›ld›¤›nda günefl enerjisi ile tatl› su elde<br />
etme sistemleri do¤ada var olan döngülerden<br />
esinlenerek oluflturulmufltur. Çeflitli yöntemlerle<br />
dam›t›lan su ters ozmoz yöntemiyle kullan›labilir<br />
duruma getirilir. Ters ozmoz yöntemi, 60 bar<br />
bas›nç alt›nda dam›t›lm›fl deniz suyunun, içindeki<br />
istenmeyen maddelerden ar›nd›r›lmas›n› sa¤layan<br />
membran filtrasyon yöntemidir.<br />
Yeni gelifltirilen birçok uygulamada hem enerjinin<br />
temiz kaynaklardan elde edilmesini sa¤layacak,<br />
hem de arazi problemi yaratmayacak ar›tma<br />
sistemi modelleri kullan›lmaktad›r. Amerika’da<br />
gelifltirilen bir modelde su s›cakl›¤›n› yaln›zca<br />
10-15 °C art›rmak yeterli gelmektedir. Bu sayede,<br />
suyun kaynat›lmas›na gerek kalmad›¤› için, sadece<br />
günefl enerjisiyle çal›flan bir motordan ›s› ihtiyac›n›n<br />
karfl›lanmas› mümkündür.<br />
Maliyetleri nedeniyle tercih edilemeyen deniz<br />
suyundan tatl› su elde etme sistemleri, bugün<br />
maliyetlerin neredeyse tankerle su tafl›ma bedelinin<br />
alt›na inmifl olmas› nedeniyle iflletmeler taraf›ndan<br />
kullan›lmaya bafllam›flt›r. Deniz suyunun tuzluluk<br />
oran›na ba¤l› olarak 1 m 3 tatl› suyun maliyeti<br />
yaklafl›k 1 Dolar civar›ndad›r.<br />
Tahmin edilen de¤erlere göre teknolojinin<br />
ilerlemesiyle ve gereken ek maliyetlerin günefl<br />
enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklardan<br />
karfl›lanmas›yla, güncel maliyetlerin daha da<br />
düflmesi beklenmektedir. Buna karfl›l›k klasik su<br />
ar›t›m›nda kullan›lan mikrofiltrasyon,<br />
Tübitak taraf›ndan düzenlenen Üniversiteleraras› Formula-G Günefl Arabas› Yar›fllar ilk kez 2005 y›l›nda yap›lm›flt›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Fotovoltaik Uygulamalar›<br />
ultrafiltrasyon, ozonlama ile dezenfeksiyon gibi<br />
ileri ar›tma teknolojilerinin maliyetleri<br />
yükselmektedir. Böylece deniz suyu ar›t›m<br />
maliyetleri, nehirlerden su tafl›ma maliyetleri ile<br />
karfl›laflt›r›labilir seviyeye ulaflmaktad›r.<br />
Ülkemizde özellikle Ege ve Akdeniz bölgelerinde<br />
bu teknolojiye yat›r›m yapan turizm iflletmesi say›s›<br />
2008 itibar› ile 60’a ulaflm›fl durumdad›r.<br />
Türkiye’de sistemin litre maliyeti 70 Cent<br />
civar›ndad›r. Bu da tatil köylerinde sat›lan 1 litre<br />
pet flifle su maliyetine neredeyse eflde¤erdir. Ters<br />
Fethiye Hillside Uygulamas›<br />
ozmoz teknolojisi ile 1 m 3 su ar›t›m› için gerekli<br />
olan enerji miktar› ise 22,4 kWh seviyesindedir.<br />
Denizin tuzluluk oran›na göre maliyetlerin de¤iflti¤i<br />
sistemler yak›n gelecekte önemli bir hacme sahip<br />
olacak. Fakat var olan teknolojilerle 45 ton temiz<br />
su elde etmek için 100 ton deniz suyu<br />
kullan›lmaktad›r. Bu nedenle büyük yerleflim yerleri<br />
yerine, yüklü debisi olmayan 100.000-500.000<br />
kiflilik yerleflim alanlar›nda ihtiyac› karfl›layacak<br />
sistemlerin kurulmas› uzmanlar taraf›ndan<br />
önerilmektedir.<br />
Türkiye’de bu uygulaman›n ilk örneklerinden biri olan ve 2006 y›l›nda Fethiye Hillside<br />
Tatil Köyü’nde yap›lan model, 5,6 kilowatt’l›k PV sistemi sayesinde, ters ozmoz<br />
yöntemiyle deniz suyundan kullan›m suyu elde etmektedir. Bu sistem günde 2 m 3 temiz<br />
su üretecek flekilde tasarlanm›flt›r. Sistem, bölgede plaj yak›n›ndan çekilen ac› suyu<br />
kullanmaktad›r.<br />
Ac› su, ön ar›tmadan sonra ters ozmoz sistemiyle tuzdan ar›nd›r›l›r ve dezenfekte edilir.<br />
Sistemde üretilen temiz su, WHO sa¤l›k<br />
örgütünün içme suyu standartlar›na<br />
uygundur.<br />
Fore Enerji, Fethiye<br />
PV sistemi 72 adet 80 W p gücünde<br />
polikristal PV paneli, flarj kontrol ünitesi,<br />
evirici (invertör), aküler ve flebeke<br />
sigortalar› içermektedir. Bütün ar›tma<br />
sistemi PLC taraf›ndan kontrol edilmektedir.<br />
Kontrol ünitesinden toplanan veriler<br />
bilgisayarda görüntülenebilmekte ve<br />
kaydedilmektedir.<br />
Türkiye’nin ilk PV, rüzgar ve dizel jeneratöründen oluflan hibrit sistemi, 2007 y›l›nda Fethiye K›z›lada’da Girasolar Ltd. taraf›ndan kurulmufltur.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 93
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaikler ve Uygulamalar›<br />
Fotovoltaik (PV), iki kelimenin birlefliminden<br />
oluflur. “Foto” yani ›fl›k ve “voltaik” yani<br />
elektrik. Fotovoltaik teknolojiler, günefl<br />
enerjisini (›fl›¤›n›) elektri¤e çevirmekte<br />
kullan›l›r.<br />
ünefl ›fl›¤› alt›nda elektronlar› a盤a<br />
Gç›karmak için özel yar› iletken<br />
malzemeler kullan›l›r. En çok kullan›lan<br />
yar› iletken malzeme silikondur. Silikon,<br />
dünya üzerinde en bol bulunan ikinci<br />
malzemedir. Burada, ›fl›k kullan›larak do¤ru<br />
ak›m (DC) yarat›l›r. Genellikle, bu ak›m,<br />
invertörler yard›m›yla daha yayg›n olarak<br />
kullan›lan alternatif ak›ma (AC) çevrilir.<br />
Fotovoltaik paneller pek çok alanda kullan›labilir.<br />
Genel olarak, kullan›m alanlar›, flebekeye ba¤l› ve<br />
flebekeden ba¤›ms›z uygulamalar olarak ikiye<br />
ayr›l›r.<br />
fiebekeye ba¤l› uygulamalar, ya yaln›zca üretici<br />
taraf›ndan tüketilmeyen fazla elektrik enerjisini ya<br />
da üretilen enerjinin tümünü flebekeye besler.<br />
Tipik flebekeye ba¤l› uygulamalara örnek olarak<br />
konutlar›n çat›lar›ndaki sistemler (ortalama<br />
3 kilowatt büyüklükte) verilebilir. Bu uygulamalar<br />
birkaç megawatt büyüklükteki daha büyük<br />
tesislerde de yap›labilir.<br />
94<br />
AC yükler<br />
‹nvertör<br />
Günefl ›fl›n›m›<br />
Akü<br />
Günefl paneli<br />
fiarj kontrol<br />
ünitesi<br />
DC yükler<br />
fiebekeden ba¤›ms›z sistemlerin ise elektrik<br />
flebekesiyle ba¤lant›s› yoktur (Bkz. fiekil). Bu<br />
sistemler, geliflmekte olan ülkelerde, k›rsal<br />
bölgelerdeki elektrik üretimine katk›da bulunur.<br />
Fotovoltaikler, ayr›ca flebekeyle ba¤lant›n›n<br />
mümkün olmad›¤› pek çok endüstriyel<br />
uygulamada da (telekomünikasyon vb)<br />
kullan›lmaktad›r.<br />
Fotovoltaiklerin kullan›ld›¤› bir di¤er alan da<br />
hesap makineleri gibi tüketici ürünleridir.<br />
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler sayfalar›, Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu web sitesinden, gönüllümüz Mercan Uluengin taraf›ndan çevrilmifltir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaik Endüstrisi<br />
2006 y›l›nda, PV endüstrisi yaklafl›k 10 milyar<br />
Euro ciro yapt›. PV hücre üretiminde Japon<br />
flirketleri önde gelse de, Avrupal› flirketler de<br />
giderek pazar pay› kazanmaktad›r.<br />
V’nin ömrü boyunca, üretilen her bir<br />
Pmegawatt, 50 ifl imkân› yaratmaktad›r.<br />
Küresel PV endüstrisi bugüne kadar<br />
50.000’den fazla istihdam yaratt› bile.<br />
Endüstride beklenen büyüme göz önüne<br />
al›nd›¤›nda, potansiyel istihdam art›fl›<br />
oldukça çarp›c›d›r.<br />
Halihaz›rda farkl› formlardaki (monokristal, poli<br />
kristal, flerit) kristal silikon (c-Si) günefl<br />
hücrelerinin % 90’l›k bir pazar pay› mevcuttur.<br />
Gerisi ise ince film (TF) teknolojilerine (amorf<br />
Si, Cl(G)S, CdTe) ait. Dünyan›n dört bir taraf›nda,<br />
PV katma de¤er zincirinin her bir halkas›nda<br />
üreticiler (silikon, hücre katman›, hücre, modül)<br />
mevcuttur ve bu endüstriler, ulusal ekonomilere<br />
büyük katk› sa¤lamaktad›r.<br />
Bunlar›n aras›nda, ince film teknolojileri, en h›zl›<br />
geliflenidir. Uzun vadede de belli özelliklere sahip<br />
çeflitli PV teknolojileri farkl› uygulamalar›n ve<br />
ihtiyaçlar›n hizmetinde olacakt›r.<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 95
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaik Pazar›<br />
Fotovoltaik (PV) pazar, dünya çap›nda en<br />
dinamik sektörlerden biridir. Y›ll›k büyüme<br />
h›z›, son y›llarda % 35’in üzerindedir. 2006<br />
y›l›ndaki silikon k›tl›¤›nda bile, önceki y›ldan<br />
daha çok sistem kurulmufltur.<br />
üresel PV pazar›na bugün, her ne kadar<br />
KAlmanya, ABD ve Japonya hâkim olsa<br />
da potansiyel pazarlar geliflmektedir.<br />
‹talya, ‹spanya, Yunanistan ve Fransa,<br />
PV sektörünü büyütecek ülkelerden baz›lar›.<br />
Son on y›lda PV sektörü pek çok ülkede<br />
önemli bir endüstri haline geldi. PV<br />
endüstrisine bakt›¤›m›zda istihdam art›fl› ve<br />
endüstriyel büyüme önemli göstergelerdir.<br />
Yeterli destek mekanizmalar› oldu¤u takdirde<br />
(üretti¤i elektri¤i flebekeye besleyenlere<br />
uygulanan özel tarifeler, teflvikler) 2010’a kadar<br />
küresel olarak y›ll›k 5-6 GW’l›k bir pazara<br />
ulafl›labilir. PV sistem fiyatlar› önümüzdeki yirmi<br />
y›l boyunca y›lda en az % 5 düflecektir. Bu,<br />
günefl enerjisini daha çekici hale getirip pazar›n<br />
büyümesini teflvik ederken ayn› zamanda<br />
fiyatlardaki düflüfl, önümüzdeki on y›l içinde<br />
PV’nin farkl› sayaç tarifeleriyle rekabet<br />
edebilmesini de sa¤layacakt›r.<br />
96<br />
Di¤er yenilenebilir<br />
enerji kaynaklar›<br />
Termal günefl santralleri<br />
Fotovoltaikler<br />
Rüzgâr<br />
Biyokütle<br />
Hidroelektrik<br />
Nükleer enerji<br />
Gaz<br />
Günefl Enerjisi ve 2100’e kadar Enerji Geçifli<br />
Kömür<br />
Petrol<br />
2000 2010 2020 2030 2040 2050<br />
Kaynak: Alman Devleti Küresel Is›nma Bilimsel Dan›flma Kurulu (2003)<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi<br />
[EJ/a]<br />
1.600<br />
1.400<br />
1.000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Enerji Dengesi<br />
Kimileri PV sistemlerin enerji dengesinin<br />
negatif oldu¤unu, yani bir PV sistemi<br />
üretmenin, o sistemin ömrü boyunca<br />
üretece¤i enerjiden daha fazlas›n›<br />
harcad›¤›n› iddia ediyor.<br />
flin do¤rusu, fotovoltaik (PV) sistemler de<br />
‹ bütün ürünler gibi üretimleri s›ras›nda<br />
enerji harcamaktad›r. Ancak, PV sistemler,<br />
hücre türlerine ve yerlerine ba¤l› olarak bu<br />
enerjiyi 1 ila 3 y›l içinde amorti ediyor. Bu<br />
nedenle, PV sistemler, tahmini ömürleri<br />
olan 30 y›l içinde üretimlerinde harcanan<br />
enerjinin 10 ila 30 kat›n› üretmifl olmaktad›r.<br />
Birkaç y›l içinde uygulanabilecek yeni teknolojiler<br />
sayesinde, Güney Avrupa’da belli bafll› hücre<br />
türlerinde, bu sistemlerin üretimlerinde harcanan<br />
enerjiyi amorti etme süresi bir y›l›n alt›na<br />
düflecektir.<br />
Bu nedenle flöyle demek daha do¤ru<br />
olur: “PV panellerin enerji dengesi,<br />
bugün bile aç›kça pozitiftir ve<br />
teknoloji ilerledikçe daha da iyiye<br />
gidecektir.<br />
“Bugün kullan›lan PV sistemlerinde enerjiyi<br />
amorti etme süresinin, Güney Avrupa’daki<br />
ortalama bir kurulumda en fazla 2 y›l<br />
oldu¤unu bulduk.”<br />
Erik Alsema, K›demli Araflt›rmac›, Utrecht<br />
Üniversitesi, Hollanda<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
fiekilde, farkl› hücre teknolojilerini kullanan ve Orta<br />
veya Güney Avrupa’da kurulan PV sistemlerin<br />
üretimlerinde kullan›lan enerjiyi amorti etme süresi<br />
görülmektedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 97
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaikler ve D›fl Maliyetler<br />
Kimileri PV elektri¤in harici maliyetinin di¤er<br />
yenilenebilir kaynaklar›nkinden çok daha<br />
yüksek oldu¤unu iddia ediyor.<br />
flin do¤rusu, fotovoltaik (PV) sistemler,<br />
‹ üretimlerinde hâlâ fosil yak›tlar kullan›ld›¤›<br />
için ömürleri süresince atmosfere bir<br />
miktar sal›mda bulunuyor. Bu sal›mlar›n<br />
sa¤l›k ve çevre üzerindeki etkileri “harici<br />
maliyet” olarak adland›r›labilir. Güney<br />
Avrupa’da halihaz›rdaki sistemlerin harici<br />
maliyeti kWh bafl›na yaklafl›k 0.15 Euro<br />
Cent’tir ve salt fosil yak›t kullanan<br />
teknolojilerin harici maliyetlerinden çok<br />
daha düflüktür.<br />
Birkaç y›l içinde uygulanabilecek yeni teknolojiler<br />
sayesinde, PV teknolojilerin olumsuz etkileri daha<br />
da azalacakt›r.<br />
Bu nedenle flöyle demek daha do¤ru<br />
olur: “PV elektri¤in harici maliyeti,<br />
bugün di¤er yenilenebilir enerjilerin<br />
harici maliyetleriyle ayn› düzeydedir ve<br />
teknoloji ilerledikçe daha da<br />
düflecektir.”<br />
“Bugün kullan›lan PV sistemlerin harici<br />
maliyetinin, yerini ald›klar› teknolojilerin<br />
harici maliyetinden çok daha düflük<br />
oldu¤unu belirledik.”<br />
Prof. Vasilis Fthenakis, Yaflam Döngüsü<br />
Analiz Merkezi, Columbia Üniversitesi ve<br />
Brookhaven Ulusal Laboratuvar›, NY, ABD<br />
98<br />
fiekilde, Orta veya Güney Avrupa’da kurulan PV<br />
sistemlerin harici maliyeti ve di¤er elektrik üretim<br />
seçenekleri görülmektedir. Yüksek tahminler<br />
polikristal silikona, düflük tahminler de ince film<br />
kadmiyum tellürid PV sistemlere aittir. Fosil yak›tlarla<br />
çal›flan elektrik santrallerinin harici maliyeti ise PV<br />
elektrik santrallerininkinden 10 ila 40 kat fazlad›r.<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaiklerin Maliyeti<br />
Kimileri, PV elektri¤in maliyetinin di¤er<br />
seçeneklerle rekabet etmeye engel<br />
oldu¤unu iddia ediyor.<br />
flin do¤rusu, fotovoltaik (PV) enerji,<br />
‹ teknolojiden güç alan bir endüstridir.<br />
Fiyat e¤risi, yirmi y›ldan uzun zamand›r<br />
masraflar›n sürekli düfltü¤ünü ve daha da<br />
düflece¤ini göstermektedir. Di¤er yandan,<br />
al›fl›lagelmifl enerji masraflar› çeflitli<br />
nedenlerle sürekli artmaktad›r. Fotovoltaik<br />
enerjinin çeflitli uygulamalarda di¤er<br />
seçeneklerle rekabet etti¤ini bundan sonra<br />
daha da s›k görece¤iz.<br />
Çat›ya yay›lm›fl fotovoltaik bir sistem, enerjiyi tam<br />
ihtiyaç duyulan noktada üretir. Fotovoltaik bir<br />
sistemin üretti¤i elektrik, yaz günleri ö¤leden<br />
sonra tüketilen elektri¤in tepe noktas›yla uyumlu<br />
flekilde örtüflür. Fiyatlar› karfl›laflt›r›rken bunu<br />
dikkate almak gerekir.<br />
Bu nedenle flöyle demek daha do¤ru<br />
olur: “PV elektrik, di¤er seçeneklerle<br />
bütünüyle rekabet edebilecek<br />
duruma gelmek üzeredir.”<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
Pazar›n bugünkü büyüme h›z›yla, fotovoltaik<br />
elektrik fiyatlar›, Güney Avrupa’da 2015’e kadar<br />
di¤er seçeneklerle rekabet edebilir hale<br />
gelecektir. Orta ve Kuzey Avrupa’da ise bu 5-10<br />
y›l daha sonra olacakt›r. Al›fl›ld›k enerji<br />
kaynaklar›n›n harici maliyetlerinin hesaba<br />
kat›lmas›yla fotovoltaik elektri¤in fiyat<br />
verimlili¤i daha da artacakt›r.<br />
“PV elektrik, konvansiyonel yak›tlarla<br />
rekabet edecek hale geliyor. 2030’da elektrik<br />
ihtiyac›m›z›n büyük bir k›sm›n› PV karfl›l›yor<br />
olacak.”<br />
Dr. Winfried Hoffmann, Uygulamal›<br />
Malzemeler Bafl Teknisyeni, Avrupa<br />
Fotovoltaik Endüstri Derne¤i Baflkan›<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 99
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaiklerin Uygunlu¤u<br />
Kimilerinin güneflten elektrik üretmenin<br />
zengin ülkelerin harc› oldu¤unu, dolay›s›yla<br />
k›rsal uygulamalar için uygun olmad›¤›n›<br />
söyledi¤i kula¤›n›za gelmifltir.<br />
flin do¤rusu, 25 y›l önce fotovoltaik (PV)<br />
‹ enerji üretimine baflland›¤›nda, bu<br />
sistemler ilk olarak flebekeden ba¤›ms›z,<br />
k›rsal alanlarda konvansiyonel sistemlerle<br />
rekabet etmifltir. fiebekeden ba¤›ms›z,<br />
profesyonel ve konutsal PV sistemler dünya<br />
üzerindeki ilk uygulamalard›r.<br />
Bu nedenle flöyle demek daha do¤ru<br />
olur: “Geliflmekte olan pek çok<br />
ülkede fotovoltaikler, temel k›rsal<br />
enerji ihtiyaçlar›n› en düflük<br />
maliyetle karfl›layan seçenektir.”<br />
Japonya, ABD ve Almanya gibi geliflmifl<br />
ülkelerdeki seri üretim ve pazarlar, üretim<br />
masraflar›n›n düflmesini sa¤lamaktad›r. Bunun<br />
sonucunda, geliflmekte olan ülkeler de yak›n bir<br />
gelecekte PV sistemlerin masraflar›n›<br />
karfl›layabilecek hale gelecektir.<br />
“Biz petrol ve su için savafllar yaparken,<br />
dünya nüfusunun giderek büyüyen bir k›sm›<br />
temiz sudan ve elektrikten mahrum. Bu<br />
konudaki sorumlulu¤u üstlenmemiz laz›m.”<br />
Ord. Prof. Dr. Joachim Luther, Fraunhofer<br />
Günefl Enerjisi Sistemleri Enstitüsü (ISE),<br />
Fotovoltaik Alan›nda Üstün Baflar›lar ‹çin<br />
Verilen Becquerel Ödülü Sahibi<br />
100<br />
fiekilde, PV endüstrisi taraf›ndan beklenen, geliflmekte<br />
olan ülke pazarlar›ndaki trendler görülmektedir. Dünya<br />
nüfusunun üçte biri k›rsal alanlarda, elektriksiz,<br />
dolay›s›yla da temiz sudan yoksun ve modern hayattan<br />
kopuk yaflamaktad›r. PV elektri¤in modüler özelli¤i<br />
sayesinde bu insanlar›n kalk›nmas›, e¤itim ve iletiflim<br />
olanaklar› için temiz elektrik kullan›labilir.<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Fotovoltaik Teknolojileri<br />
Kimileri fotovoltaiklerin önemli bir<br />
teknolojik bulufl yap›lana dek laboratuvarda<br />
kalmas› gerekti¤ini savunuyor.<br />
flin do¤rusu, fotovoltaik (PV) teknolojisi,<br />
‹ hem laboratuvar araflt›rmalar› hem de<br />
pazardan elde edilen deneyimler<br />
sayesinde sürekli ilerliyor. Bu alandaki<br />
25 y›ll›k araflt›rma geçmifli, teknolojik<br />
bulufllar›n bir anda ortaya ç›kmad›¤›n›<br />
gösteriyor. Sonuçta, pek çok alanda oldu¤u<br />
gibi teknolojik ilerleme de bir süreçtir.<br />
PV teknolojisindeki ilerleme, teknolojiyle pazara<br />
dengeli bir yaklafl›mla mümkündür. Bu iki döngü<br />
aras›ndaki etkileflim, optimal teknoloji ö¤renim<br />
süreci için gereken geri beslemeyi sa¤lar.<br />
Bu nedenle flöyle demek daha do¤ru<br />
olur: “PV teknolojisinin baflar›l› bir<br />
biçimde uygulanmas›, Ar-Ge ile<br />
endüstri stratejilerini iliflkilendirmekle<br />
mümkündür.”<br />
PV modül teknolojisinde 1980’den beri süregelen<br />
geliflme, hem hücre ve malzeme teknolojisinde,<br />
hem geliflmifl üretim yöntemlerinde, hem de<br />
endüstriyel ölçekli seri uygulama alanlar›nda<br />
giderek h›zlanm›flt›r. Bu da verimlilik art›fl›n› ve<br />
fiyatlar›n düflmesini sa¤lar.<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
“Fotovoltaik teknolojilerdeki ilerleme<br />
evrimseldir, devrimsel de¤il. Sürekli Ar-Ge<br />
çal›flmalar›n›n ve uygulamalar›n sonucudur.”<br />
Dr. Jef Poortmans, IMEC SOLAR+ Stratejik<br />
Program› Yöneticisi<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 101
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
fiebeke Entegrasyonu<br />
Kimileri fotovoltaiklerin mevcut elektrik<br />
flebekesine entegre edilemeyece¤ini<br />
iddia ediyor.<br />
flin do¤rusu, Avrupa’daki yaklafl›k<br />
‹ 3 GW’l›k fotovoltaik (PV) kapasite<br />
flebekeye ba¤l›d›r. Bugüne kadar edinilen<br />
deneyimlere göre bu teknolojiyi mevcut<br />
elektrik a¤›n›n içinde kullanman›n<br />
hiç de zor olmad›¤› söylenebilir.<br />
Tüm enerji sistemlerinde, elektri¤in üretimi ile<br />
tüketimi daima örtüflmelidir. Araflt›rmalar, rüzgâr<br />
enerjisinde 0,15’lik bir korelasyon ortaya<br />
ç›karm›flt›r. Yani rüzgâr türbinlerinin, enerji<br />
talebinin ancak % 15’ini karfl›lamas› beklenebilir.<br />
Bu oran düflük olmakla birlikte, Danimarka’da<br />
rüzgâr enerjisi, talebin % 32’sini karfl›lamaktad›r.<br />
Ayn› araflt›rmaya göre, PV elektrik üretiminin<br />
korelasyonu 0,21’dir. Yani PV, elektrik talebini<br />
karfl›lamada rüzgârdan daha iyi durumdad›r.<br />
Elektrik üretimi tahminlerine bak›ld›¤›nda,<br />
flebekeli bir elektrik sisteminde veya rüzgâr<br />
enerjisinin hâkim oldu¤u bir sistemde, PV elektrik,<br />
bir güç kayna¤› olarak çekici hale gelecektir.<br />
Bu nedenle flöyle demek daha do¤ru<br />
olur: “PV’nin tan›ml› bir üretim profili<br />
vard›r ve genellikle di¤er flebeke<br />
veya merkezi elektrik kaynaklar›n›<br />
tamamlay›c› niteliktedir.”<br />
102<br />
Bir PV elektrik santrali, günün ve y›l›n elektrik<br />
talebinin en yo¤un oldu¤u saatlerinde (klimalar›n<br />
sonuna kadar aç›ld›¤› gündüz saatlerinde),<br />
üretimde tepe noktas›n› yapar.<br />
Çat› üzerine yerlefltirilen flebekeye ba¤l› PV<br />
sistemler, kullan›c›n›n gündüz elektrik ihtiyac›n›,<br />
dolay›s›yla da genel elektrik talebini azaltacakt›r.<br />
“fiebeke elektri¤i üreten bir sistem<br />
operatörü için esas sorun üretimin kendisi<br />
de¤il, üretim süreklili¤ine çözüm<br />
getirmektir.”<br />
Lise Nielson, PV Teknoloji Platformu’nun<br />
ayna grubu üyesi ForskEL program›<br />
koordinatörü, Energinet.dk<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Ba¤›ms›z Uygulamalar<br />
Kimileri flebekeden ba¤›ms›z fotovoltaik<br />
sistemlerin, ticari gereksinimlere cevap<br />
verecek yeterlilikte olmad›¤›n› iddia ediyor.<br />
flin do¤rusu, fotovoltaik (PV) sistemler<br />
‹ ço¤u zaman ba¤›ms›z uygulamalar için en<br />
uygun çözüm oluyor. Ayr›ca, günefl<br />
enerjisi, merkezden uzak noktalarda enerjiye<br />
ihtiyaç duyulan endüstriyel enerji hizmet<br />
uygulamalar› için her geçen gün daha<br />
verimli çözümler sunuyor. Büyük elektrik<br />
yükleri gerekti¤inde, fotovoltaikler baflka<br />
yenilenebilir enerji teknolojileriyle veya<br />
küçük bir dizel jeneratörle bir arada<br />
kullan›larak bir hibrit sistem oluflturulabilir.<br />
Hibrit sistemlerin parças› olan PV sistemler,<br />
merkezden uzak noktalardaki çeflitli uygulamalar<br />
için uygun çözümler sunmaktad›r. PV hibrit<br />
sistemler, konutlar ve atölyeler gibi tek tek<br />
kullan›c›lardan, MW mertebesindeki mini<br />
flebekelere kadar uygulama imkân› bulur. Buralarda<br />
PV, rüzgâr türbini, mikro-hidroelektrik ve di¤er<br />
üretim yöntemleriyle birlefltirilerek kullan›l›r. Böylece<br />
PV sistemler, çiftlik, su pompas›, dükkân, küçük<br />
iflletme ve endüstriyel tesisler ile e¤itim tesisleri gibi<br />
yerlerde gelir elde etmeye katk›da bulunabilir.<br />
Bu nedenle flöyle demek daha do¤ru<br />
olur: “Günefl enerjisi, çeflitli ticari<br />
uygulamalarda tercih edilen elektrik<br />
kayna¤›d›r. Daha büyük elektrik<br />
yükleri gerekti¤inde, PV içeren hibrit<br />
sistemler kurmak, fiyat verimlili¤i<br />
sa¤lar.”<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
Fotovoltaikler s›kl›kla, di¤er enerji üretim<br />
biçimleriyle en rekabetçi olabildikleri bir alanda,<br />
yani merkezden uzak noktalarda kullan›l›r.<br />
2005’te flebekeden ba¤›ms›z PV uygulamalar›,<br />
96 MW kurulu güçle PV pazar›n›n % 8’ini<br />
oluflturuyordu.<br />
Günefl enerjisinin ticari uygulamalar› aras›nda<br />
flunlar bulunur:<br />
• ‹letiflim sistemleri<br />
• Navigasyon sistemleri<br />
• Katodik koruma<br />
• Sokak ayd›nlatmas›<br />
• Güvenlik uygulamalar›<br />
“fiebekeden ba¤›ms›z uygulamalar pek çok<br />
durumda en rekabetçi çözümlerdir.”<br />
Prof. Jürgen Schmid, ISET-Institut für Solare<br />
Energieversorgungstechnik<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 103
E¤risiyle Do¤rusuyla Fotovoltaikler<br />
Ekonomik Etki<br />
Kimilerinin fotovoltaik enerjinin ekonomi<br />
üzerinde bir etkisinin olmad›¤›n› söyledi¤i<br />
kula¤›n›za gelmifltir.<br />
flin do¤rusu, 2006’da 50.000’den fazla<br />
‹ çal›flan›n PV endüstrisinde ifl bulmufl<br />
oldu¤u ve bu sektörde 10 milyar Euro’luk<br />
ciro yap›ld›¤›d›r. Gelece¤i parlak bu yüksek<br />
teknolojili endüstride yeni ifl imkânlar›<br />
yaratmaya devam edilmektedir.<br />
Yüksek teknolojili PV endüstrisi, halihaz›rda<br />
dünya çap›nda yeni üretim kapasitesine yat›r›m<br />
yapmaktad›r. Tesisler MW ölçe¤inden GW<br />
ölçe¤ine geçmektedir. Finans sektöründeki çeflitli<br />
analizlerin de destekledi¤i gibi PV, yat›r›mc›lar<br />
aç›s›ndan ümit vaat eden bir ifl koludur.<br />
Bu nedenle flöyle demek daha do¤ru<br />
olur: “PV elektrik, güçlü bir büyüme<br />
potansiyeli olan stratejik bir ifl<br />
alan›d›r.”<br />
10 y›ld›r y›ll›k ortalama % 35’lik büyüme oran›yla,<br />
PV en h›zl› büyüyen endüstrilerden biridir.<br />
Temkinli davran›p y›lda % 25’lik bir büyüme<br />
oran› varsayd›¤›m›zda bile, 2030’da PV ifl kolu,<br />
dünya çap›nda 175 milyar Euro’yla yar› iletken<br />
endüstrisini geçmifl olacakt›r.<br />
104<br />
“Alman EEG, PV endüstrisine yat›r›m alan›nda<br />
olumlu bir yol açt›. Bu sayede, binlerce yeni ifl<br />
yarat›ld›.”<br />
Gerhard Stryi-Hipp, Alman PV ‹flletmeler<br />
Derne¤i Yöneticisi, Bundesverband<br />
Solarwirtschaft (BSW)<br />
Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Termal Günefl Enerjisi
Termal Günefl Enerjisi<br />
Yo¤unlaflt›r›c› Sistemler<br />
Yazan: Bartu Bugatur<br />
Bugüne kadar günefl enerjisi ile elektrik<br />
üretiminde bafll›ca iki sistem kullan›lm›flt›r.<br />
Birincisi, günefl enerjisini do¤rudan elektrik<br />
enerjisine dönüfltüren fotovoltaik sistemlerdir.<br />
‹kinci sistem ise, günefl enerjisinin yo¤unlaflt›r›c›<br />
sistemler kullan›larak odaklanmas› sonucunda<br />
elde edilen k›zg›n buhardan, konvansiyonel<br />
yöntemlerle elektrik üretimidir.<br />
Termal günefl enerjisi sistemleri, birincil enerji<br />
kayna¤› olarak günefl enerjisini kullanan elektrik<br />
üretim sistemleridir. Bu sistemler temelde ayn›<br />
yöntemle çal›flmakla birlikte, günefl enerjisini<br />
toplama yöntemleri yani kullan›lan kolektörler<br />
bak›m›ndan farkl›l›k gösterir. Günefl enerjisi<br />
uygulamalar›nda, düzlemsel günefl kolektör<br />
sistemlerinin yan› s›ra, daha yüksek s›cakl›klara<br />
ulaflmak için yo¤unlaflt›r›c› kolektör sistemleri<br />
kullan›lmaktad›r. Günlük s›cak su temininde<br />
kullan›lan termal günefl enerjisi sistemlerinden<br />
elde edilen s›cakl›k göreceli olarak düflüktür.<br />
Bu sistemlerin tasarlanma amac›, 200 ºC alt›ndaki<br />
uygulamalarda en düflük fiyat/performans oran›n›<br />
yakalamakt›r. Öte yandan, proses ›s› veya<br />
genifl çapta elektrik üretimi gibi endüstriyel<br />
uygulamalar için bu s›cakl›klar›n üzerinde s›cakl›klara<br />
ulaflman›n gereklili¤i, yo¤unlaflt›r›c› günefl<br />
enerjisi sistemlerinin gelifltirilmesini sa¤lam›flt›r.<br />
Düzlemsel günefl kolektörleri için kullan›lan<br />
kavram ve tarifler, yo¤unlaflt›r›c› kolektörler için<br />
106<br />
de geçerlidir. Bununla birlikte, yo¤unlaflt›r›c›<br />
kolektör teknolojisinin daha karmafl›k olmas›<br />
nedeniyle, yeni tariflerin yap›lmas› gereklidir.<br />
Kolektörlerde günefl enerjisinin düfltü¤ü net alana<br />
“aç›kl›k alan›” ve günefl enerjisinin yutularak ›s›<br />
enerjisine dönüfltürüldü¤ü yüzeye de “al›c›<br />
yüzey” denir. Düzlemsel günefl kolektörlerinde<br />
aç›kl›k alan› ile al›c› yüzey alan› birbirine eflittir.<br />
Yo¤unlaflt›r›c› kolektörlerde ise günefl enerjisi,<br />
al›c› yüzeye gelmeden önce optik olarak<br />
yo¤unlaflt›r›ld›¤› için al›c› yüzey, aç›kl›k alan›ndan<br />
daha küçük olmaktad›r.<br />
Günefl enerjisini yo¤unlaflt›ran kolektörlerde en<br />
önemli kavramlardan biri “yo¤unlaflt›rma<br />
oran›”d›r. Yo¤unlaflt›rma oran›, aç›kl›k alan›n›n<br />
al›c› yüzey alan›na oran› fleklinde tarif edilir.<br />
Yo¤unlaflt›rma oran›, iki boyutlu yo¤unlaflt›r›c›larda<br />
(parabolik oluk) 300, üç boyutlu olanlarda ise<br />
(parabolik çanak) 40.000 mertebesindedir. Bu tür<br />
kolektörlerde günefl enerjisi, yans›t›c› veya ›fl›n<br />
k›r›c› yüzeyler yard›m› ile do¤rusal ya da noktasal<br />
olarak yo¤unlaflt›r›labilir.<br />
Bu sistemlerde günefl ›fl›¤›, tek veya iki aksl› takip<br />
sistemlerine monte edilmifl yüksek yans›tma<br />
özelli¤ine sahip yüzeyler taraf›ndan yo¤unlaflt›r›larak<br />
odaklan›r ve odaklanan enerji bir so¤urucu<br />
taraf›ndan so¤urularak verimli termal enerjiye<br />
dönüfltürülür.<br />
Avrupa’da termal günefl santralleri için en uygun ve en çok günefl ›fl›n›m›na sahip olan ülke ‹spanya’d›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Termal Günefl Enerjisi<br />
Toplama eleman› olarak parabolik oluk<br />
kolektörlerin kullan›ld›¤› güç santrallerinde,<br />
çal›flma s›v›s› kolektörlerin odaklar›na yerlefltirilmifl<br />
olan absorban boru içerisinde dolaflt›r›l›r. Daha<br />
sonra, ›s›nan bu s›v›dan eflanjörler yard›m› ile<br />
k›zg›n buhar elde edilir. Parabolik çanak<br />
kolektörler kullan›lan sistemlerde de, ya ayn›<br />
yöntem kullan›l›r ya da merkeze yerlefltirilen bir<br />
motor (Stirling) yard›m› ile do¤rudan elektrik<br />
Yans›t›c›<br />
Absorban boru<br />
Yans›t›c›<br />
Parabolik Oluk Kolektör<br />
Çanak/Stirling<br />
Al›c› / Motor<br />
Günefl tarlas›<br />
boru hatt›<br />
üretilir. Merkezî al›c›l› sistemlerde ise, günefl<br />
›fl›nlar› düzlemsel aynalar (heliostat) yard›m›yla<br />
al›c› denilen ›s› eflanjörüne yans›t›l›r. Al›c›da<br />
Heliostat<br />
Günefl Kulesi<br />
Merkezî Al›c›<br />
›s›t›lan çal›flma s›v›s›ndan konvansiyonel yollarla<br />
elektrik elde edilir. Teorik olarak, 46.211<br />
konsantrasyon ölçe¤ine ve güneflin yüzey ›s›s›<br />
olan 5500 ºC’ye ulaflmak mümkün olmakla<br />
birlikte, pratikte bu de¤erlere ulafl›lmas› ne<br />
mümkündür ne de gereklidir. Birçok uygulama<br />
250 – 1500 ºC aral›¤›nda seyretmektedir.<br />
Tipik olarak kimya, ka¤›t, tekstil, g›da iflleme,<br />
yüzey iflleme, kurutma gibi birçok endüstri<br />
80-250 ºC aral›¤›nda enerji tüketmektedir.<br />
Bu aral›kta kullan›lan en yayg›n kolektör tipi<br />
“Parabolik Oluk Kolektör (POK)”lerdir.<br />
Bu kolektörlerde yans›t›lan ›fl›n›m, odakta<br />
bulunan ve içinde termal transfer ortam› olarak<br />
su, hava veya termal ya¤ içeren, üzeri özel<br />
so¤urucu bir madde ile kapl› ve tercihen ikinci bir<br />
zarf içerisinde muhafaza edilen bir boru üzerine<br />
yo¤unlaflt›r›l›r. So¤urulan enerji ya bir ›s› eflanjörü<br />
arac›l›¤› ile do¤rudan proses taraf›ndan kullan›l›r<br />
ya da daha sonra kullan›lmak üzere depolan›r.<br />
Elektrik üretimi amac› ile kurulan termal günefl<br />
enerjisi sistemlerinden farkl› olarak, proses ›s›<br />
üretmek amac›yla kurulan POK sistemleri, ›s›<br />
kay›plar›n› minimize etmek için prosese yak›n<br />
olarak kurulmal›d›rlar. Dolay›s›yla, sadece uygun<br />
‹spanyol Ibereólica firmas›, Andalucia, Castilla-La Mancha ve Castilla y León bölgelerinde toplam 1000 MW kurulu güce sahip termal günefl santralleri infla etmektedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 107
Termal Günefl Enerjisi<br />
Parabolik Oluk Kolektör<br />
›fl›n›m fliddetlerinin ve yeterince alan›n bir arada<br />
bulunabildi¤i lokasyonlar için uygun olabilirler.<br />
1000 m 2 ve üzerindeki kurulumlarda toplam<br />
sistem yat›r›m›n›n yaklafl›k % 80’ini POK’lar ve<br />
bileflenleri oluflturmaktad›r. Proses ›s›<br />
sistemlerinde, arazi hariç toplam kurulum<br />
maliyetleri 250-1000 Euro/ kW th (kilowatttermal)<br />
aral›¤›nda de¤iflebilmektedir. Böylesi bir sistemin<br />
düflük s›cakl›k enerji üretim maliyeti 0,02-0,05<br />
Euro, orta s›cakl›k enerji üretim maliyeti ise 0,05<br />
– 0,15 Euro/ kW th aras›nda de¤iflebilmektedir.<br />
Termal günefl sistemleri yak›n gelecekte enerji<br />
üretiminde önemli bir rol oynayacakt›r. Çanak/<br />
Stirling sistemleri, 10 kW’l›k güç mertebelerinde<br />
flebekeden ba¤›ms›z ada sistemleri için çok<br />
uygunken, parabolik oluk kolektörlü santraller<br />
günümüzde bile 50-200 MW mertebelerinde ve<br />
elektrik flebekelerinde tüketimin yo¤un oldu¤u<br />
yüklerde maliyet aç›s›ndan rekabet edebilir<br />
flekilde kullan›lmaktad›r.<br />
108<br />
Ayr›ca termal günefl sistemlerinin maliyetini<br />
düflürmek amac›yla oluflturulmufl ‘Yo¤unlaflt›r›c›<br />
Günefl Enerjisi Küresel Pazar ‹nisiyatifi (GMI), bu<br />
pazar›n kapasitesini 2015 y›l›na kadar 5000 MW<br />
düzeyinde art›rmay› hedeflemektedir.<br />
Halihaz›rda, Nevada, Kaliforniya, Hindistan ve<br />
Fas’ta yeni santral projeleri planlanmaktad›r.<br />
Emerging Energy Research firmas›n›n raporuna<br />
göre, 2012 y›l›n›n sonuna kadar toplam 7010<br />
MW kurulu gücünde yeni projeler aç›klanacakt›r.<br />
Bu projelerin % 85’i, dünyadaki iki ana<br />
pazarda yani ‹spanya (% 41) ve Amerika<br />
(% 44)’da planlanm›flt›r. Geri kalanlar›n ise<br />
% 10’u M›s›r’da, % 3’ü Afrika’da ve %2’si de<br />
Asya Pasifik bölgesinde gerçeklefltirilecektir.<br />
Termal Günefl Santralleri ‹lkeleri<br />
Termal günefl güç santrallerinin tasar›m›nda<br />
dikkate al›nmas› gereken en önemli parametreler<br />
flunlard›r;<br />
• Bölge seçimi<br />
• Günefl enerjisi ve iklim de¤erlendirmesi<br />
• Parametrelerin optimizasyonu<br />
Bölge Seçimi<br />
Santralin tesis edilece¤i ideal bölge seçilirken<br />
afla¤›daki kriterler göz önünde bulundurulmal›d›r.<br />
• Y›ll›k ya¤›fl miktar›n›n düflük olmas›,<br />
• Bulutsuz ve sissiz bir atmosfere sahip olmas›,<br />
• Hava kirlili¤in olmamas›,<br />
• Ormanl›k ve a¤açl›k bölgelerden uzak olmas›,<br />
• Rüzgâr h›z›n›n düflük olmas›,<br />
Günefl Enerjisi ve ‹klim De¤erlendirmesi.<br />
Santralin tesis edilece¤i bölgenin, y›lda en az<br />
2000 saat günefllenme süresine ve metrekare<br />
bafl›na y›ll›k 1500 kWh'l›k bir günefl enerjisi<br />
de¤erine sahip olmas› gereklidir. Ayr›ca, 4 saatlik<br />
günefllenme süresine sahip gün say›s›n›n da<br />
‹spanyol Ibereólica firmas› toplam 400 MW kurulu gücündeki ilk 8 termal günefl santralini 2011 y›l›n›n ortas›nda tamamlamay› planl›yor.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Termal Günefl Enerjisi<br />
150’den az olmamas› gereklidir. Yukar›daki flartlar›<br />
sa¤layan bir bölgede santral tasar›m› için afla¤›daki<br />
çal›flmalar yap›lmal›d›r.<br />
Uzun Dönem Performans De¤erlendirmesi<br />
Yo¤unlaflt›r›c› kolektörlerin uzun dönem<br />
performans de¤erlendirmesi için saatlik do¤rudan<br />
günefl enerjisi de¤erleri kullan›l›r. Bu de¤erler,<br />
ölçümlerden elde edilemedi¤i zaman, bir model<br />
yard›m› ile günlük toplam günefl enerjisi<br />
de¤erlerinden elde edilmelidir. Co¤rafi bölge ve<br />
kolektör seçiminin yap›lmas›nda uzun dönem<br />
y›ll›k günefl enerjisi de¤erlerinden faydalan›l›r. Bu<br />
de¤erler, ayn› zamanda ekonomik analiz için de<br />
gereklidir.<br />
‹zleme Modülünün Seçimi<br />
Do¤rusal yo¤unlaflt›r›c› kolektörler, Kuzey-Güney<br />
veya Do¤u-Bat› do¤rultusunda yerlefltirilebilir.<br />
Yön seçilirken, maksimum günefl enerjisinin<br />
hangi do¤rultuda al›nd›¤› göz önünde<br />
bulundurularak yerlefltirme yap›l›r. Genelde<br />
Kuzey-Güney do¤rultusunda yerlefltirmekle en iyi<br />
sonuç elde edilir.<br />
Parametrelerin Optimizasyonu<br />
Do¤rusal yo¤unlaflt›rma yapan ve ›s› transfer<br />
ak›flkan› olarak termal ya¤ kullan›lan sistemlerde,<br />
çal›flma parametrelerinin optimizasyonu için<br />
afla¤›daki kriterler dikkate al›nmal›d›r.<br />
Is› Transfer Ya¤›n›n Seçimi: Günefl termal güç<br />
santralinin verimli çal›flmas› büyük ölçüde, uygun<br />
›s› transfer ak›flkan›n›n seçimine ba¤l›d›r. Bu<br />
ak›flkan›n dolaflt›¤› sistem parçalar›, 0 ºC ile 300<br />
ºC aras›nda de¤iflen s›cakl›k dalgalanmalar›na<br />
maruz kal›r. Bu nedenle, güç santrallerinde<br />
kullan›lan ›s› transfer ak›flkan›nda, yüksek yanma<br />
noktas› (500 °C'›n üstünde), düflük buharlaflma<br />
bas›nc›, düflük s›cakl›klarda yüksek ak›flkanl›k,<br />
yüksek yo¤unluk, yüksek s›cakl›klarda (300 °C)<br />
sürekli çal›flabilme gibi özellikler aran›r.<br />
Bu kriterlerin hepsini sa¤layan bir ya¤da ayr›ca<br />
0 °C ve 300 °C aras›nda bas›nç düflmesinin<br />
minimum olmas› gerekir.<br />
Bas›nç Düflmesi: ‹flletme bas›nc›, santralin<br />
önemli çal›flma parametrelerinden biridir. ‹flletme<br />
bas›nc›n›n maksimum ve minimum de¤erleri,<br />
iflletme s›cakl›¤›n›n maksimum ve minimum<br />
de¤erleri ile s›n›rlan›r. Bu bas›nc›n alt limiti ›s›<br />
transfer ak›flkan›n›n buharlaflmas›n› engelleyecek<br />
bir de¤erde olmal›d›r.<br />
Boru Boyutland›rmas›: Sistemdeki s›v›n›n<br />
sirkülasyonu için kullan›lan boru flebekesi,<br />
absorban borulardan ve esnek hortumlardan<br />
oluflur. Kolektörlerdeki absorban borular sabittir.<br />
Fakat kolektörler aras›ndaki ba¤lant›y› sa¤layan<br />
esnek hortumlar hareketli oldu¤u için, uygun<br />
olarak boyutland›r›lmas› önem tafl›r. Borular›n<br />
çap›n›n art›r›lmas›, ak›flkan h›z›n› ve bas›nc›n›<br />
düflürür. H›z›n düflmesi ile artan ›s› kay›plar›<br />
maliyeti olumsuz yönde etkiler. Bunun için, boru<br />
çap› belirlenirken, sistem bas›nç düflüflünün<br />
minimum olmas›na ve çal›flma bas›nc›n›n iflletme<br />
maliyetini minimum seviyeye getirmesine dikkat<br />
edilmelidir.<br />
Kapasite Seçimi: Kolektör girifl ve ç›k›fl<br />
s›cakl›klar› aras›ndaki fark maksimum olmal›d›r.<br />
Bu durumu sa¤lamak için, ›s› transfer ak›flkan›,<br />
günefl tarlas›ndan ald›¤› enerjiyi mümkün<br />
oldu¤unca buhar üretim sistemine b›rak›p,<br />
minimum s›cakl›kta geri dönmelidir. Ayr›ca ›s›<br />
eflanjörü, buhar üreteci gibi ekipmanlar›n<br />
verimlili¤i art›r›lmal›d›r.<br />
Korozyon: Sistemin ›s› kay›plar›n› minimum<br />
seviyeye getirirken prosesin oldu¤u k›s›mlar ve<br />
kolektörler korozyondan korunmal›d›r. Örne¤in,<br />
ekipman içinde yo¤unlaflmas›na izin verilen<br />
buhar›n, eflanjörde ›slak buhar korozyonuna<br />
neden olmamas› için, süper ›s›t›c›larda k›zg›n<br />
buhar haline getirilir.<br />
Bu sayfadaki termal günefl santrallerinin tasar›m ilkeleriyle ilgili bilgiler, Elektrik ‹flleri Etüt ‹daresi web sitesinden derlenmifltir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 109
Termal Günefl Enerjisi<br />
Parabolik Oluk Santralleri (POS)<br />
110<br />
‹lki, 1906 y›l›nda ABD’de gelifltirilen parabolik<br />
oluk santraller, I. ve II. Dünya Savafllar› gibi<br />
kesintiler nedeniyle 1968 petrol krizine dek<br />
yayg›nl›k göstermedi. ‹lk defa Güney Kaliforniya<br />
Edison (SCE) Elektrik Firmas›’n›n flebekeye<br />
beslenen elektri¤i sübvanse ederek sat›n almas›,<br />
POS’lar› ticari olarak ilginç hale dönüfltürdü. Ticari<br />
olarak iflletilebilen ilk santral, 1984 y›l›nda LUZ<br />
firmas› taraf›ndan kuruldu. 1984 ve 1991<br />
aras›nda Mojave Çölü’ne kurulu toplam 6 km 2 ’lik<br />
alana yay›lm›fl, 2,3 milyon m 2 ’lik yans›t›c› alan›<br />
bulunan, 354 MW kapasitede, 9 adet POS<br />
kuruldu. 800 milyon kWh y›ll›k üretimi bulunan<br />
bu santrallerde 0,26 USD / kWh ile bafllayan<br />
birim maliyet, 0,12-0,14 USD aral›¤›na kadar<br />
düflürüldü.<br />
POS’lar›n kuruluflu ve iflletimi karmafl›k olmakla<br />
birlikte iflleyifl prensipleri oldukça basittir.<br />
Parabolik biçimli yans›t›c›lar, ›fl›n›m›, odak<br />
noktas›nda bulunan ve içerisinde ›s› transfer<br />
ortam› bulunan bir tüpe yans›t›rlar. Bu tüp günefl<br />
enerjisini yüksek oranda so¤urabilen ve etraf›<br />
Kaynak:E‹E<br />
2008’de üretime bafllayan Andasol 1, ‹spanya Granada’dad›r ve 50 MW kurulu güce sahiptir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Termal Günefl Enerjisi<br />
Parabolik Oluklu Santral Çal›flma Prensibi<br />
ikinci bir cam zarf ile kapl› bir tüptür. Tüpün<br />
içerisinde yaklafl›k 400 ºC‘lere ›s›t›lan ortam<br />
(termal ya¤) enerjisi, eflanjörler arac›l›¤› ile<br />
su/buhar çevrimine aktar›l›r. Bas›nc› art›r›lan<br />
besleme suyu, ön ›s›t›c›lar taraf›ndan ›s›t›l›r,<br />
buharlaflt›r›l›r ve tüp içerisindeki yüksek<br />
s›cakl›ktaki ortam arac›l›¤› ile yüksek s›cakl›klara<br />
ulaflt›r›l›r. Yüksek bas›nç ve s›cakl›ktaki buhar,<br />
geleneksel buhar türbinlerine aktar›larak elektrik<br />
enerjisi elde edilir. Fosil yak›tlar ile birlikte de<br />
kullan›labilen POS’lar, tutarl› elektrik enerjisi<br />
üretiminde PV sistemlere bir alternatif<br />
olabilmektedir.<br />
Maliyetleri daha da düflürebilmek aç›s›ndan,<br />
“Do¤rudan Buhar Eldesi” prensipli santraller<br />
konusunda araflt›rmalar sürmektedir. Bu<br />
sistemlerde, POK’lar taraf›ndan oluflturulan<br />
yüksek bas›nç ve s›cakl›ktaki buhar, do¤rudan<br />
türbinlere aktar›lmakta ve eflanjör gibi<br />
bileflenlerde tasarrufa gidilerek birim üretim<br />
maliyetlerinin düflürülmesine çal›fl›lmaktad›r.<br />
Hedef, 0,05 Euro / kWh mertebeleridir. ‹nflas›<br />
2011 y›l›nda tamamlanacak, 7,7 km 2 ’lik alana<br />
toplam 285 MW kapasite ile kurulacak olan ve<br />
bitti¤inde bugün için bilinen münferit en büyük<br />
PO santrali olacak “Solana” santralinde bu<br />
rakamlar›n elde edilmesi mümkün olabilecektir.<br />
Yine ‹spanya’da 2008 y›l›nda tamamlanm›fl olan PS10 termal günefl santrali dünyada ticari boyuttaki ilk günefl kulesi uygulamas›d›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 111
Termal Günefl Enerjisi<br />
Günefl Kuleleri<br />
Termal günefl enerjisi sistemlerine bir<br />
alternatif de günefl kuleleridir. Bu<br />
sistemlerde yüzlerce hatta binlerce yans›t›c›<br />
günefli takip ederek, ›fl›n›m› bir kule üzerine<br />
yerlefltirilen merkezî so¤urucuya yans›t›r.<br />
1000 ºC mertebelerine kadar ›s›t›lan hava veya<br />
eriyik tuz kar›fl›m› taraf›ndan so¤urulan ›s›, gaz<br />
veya buhar türbinlerine aktar›larak elektrik elde<br />
edilir.<br />
Aç›k hacimsel al›c› sistemlerde, bir fan yard›m› ile<br />
so¤urucuya çekilen d›fl ortam havas›, seramik<br />
köpü¤ü veya pete¤i gibi yüksek s›cakl›k<br />
dayan›kl›l›¤› bulunan so¤uruculara yans›t›lan<br />
›fl›n›m taraf›ndan ›s›t›l›r. D›fl ortam havas›,<br />
so¤urucuyu ayn› zamanda so¤uturken, arka<br />
Abengoa Firmas› 2008 fiubat’›nda, Arizona’n›n önde gelen da¤›t›m flirketi APS Co. ile 280 MW’l›k Solana santralini kurmak ve iflletmek için bir anlaflma imzalad›.<br />
112<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Termal Günefl Enerjisi<br />
Günefl Kulesinin Çal›flma Prensibi<br />
bölümde oluflan yüksek s›cakl›klar nedeniyle<br />
radyasyona ba¤l› kay›plar› da minimize eder.<br />
650 ºC ile 850 ºC aral›¤›nda ›s›t›lan hava, kapal›<br />
eflanjörlü bir boyler içerisinde bulunan suyun<br />
buharlaflt›r›larak, yüksek s›cakl›klara ulaflt›r›lmas›n›<br />
sa¤lar. Bu buhar da bir buhar türbinine<br />
aktar›larak elektrik üretimi gerçeklefltirilebilir.<br />
Dünyan›n ilk ticari günefl kulesi PS10, Abengoa<br />
Solar firmas›n›n y›llar süren araflt›rma ve<br />
gelifltirme faaliyetleri sonras›nda 11 MW güç ile<br />
‹spanya’n›n Sanlúcar la Mayor, Sevilla flehrinde<br />
kurulmufltur. Ticari olarak flebekeyi besleyen ilk<br />
günefl kulesidir. Bu günefl santralinde, günefl<br />
olmad›¤›nda 30 dakika boyunca üretime tam<br />
verimle devam etmeyi sa¤layacak bir ›s›<br />
depolama sistemi de projeye dahil edilmifltir. Bu<br />
›s› depolama sistemi ayn› zamanda düflük ›fl›n›m<br />
koflullar›nda güç üretimini destekler. Ek olarak,<br />
PS10 santralinde, elektrik üretiminin % 12 ila<br />
2011’de bitmesi hedeflenen Solana Santrali, Arizona Phoenix’in güneybat›s›ndad›r<br />
% 15’i aras›nda do¤al gaz da kullan›labilir. Y›lda<br />
üretilen 24,3 GWh‘lik temiz enerji, 5.500 evin<br />
ihtiyac›n› karfl›layabilecek yeterliliktedir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 113
Termal Günefl Enerjisi<br />
Çanak/Stirling Sistemleri<br />
114<br />
Çanak/Stirling sistemleri, nispeten daha<br />
düflük kapasiteli ve flebeke elektri¤inin<br />
ulaflt›r›lamad›¤› veya ulaflt›rma<br />
maliyetlerinin yüksek oldu¤u segmentler için<br />
önerilebilir. Bu sistemlerde, günefl ›fl›n›m›, iki<br />
eksende takip sistemi üzerine kurulu yans›t›c›<br />
çanak taraf›ndan odakta bulunan özel bir motor<br />
olan Stirling motorlar›na yönlendirilir. Bu<br />
motorlar, kapal› devre gazlar›n s›cakl›k ve bas›nç<br />
de¤iflimlerine göre faz de¤ifltirme prensibiyle<br />
çal›flan, ›s›n›n mekanik enerjiye dönüfltürülebildi¤i<br />
motorlard›r. Bu motor taraf›ndan üretilen kinetik<br />
enerji do¤rudan elektrik üretebilen kinetik bir<br />
jeneratöre aktar›l›r. Sistem, at›k ›s› üretebilen<br />
baflka enerji kaynaklar›yla da beraber çal›flt›r›labilir.<br />
Parabolik çanak kolektörler ile elde edilen<br />
elektrik, di¤er yöntemlerle elektrik üreten<br />
santrallere destek amac›yla ve maden ocaklar›,<br />
radar istasyonlar› ya da uzak köylerin elektrik<br />
ihtiyac›n›n karfl›lanmas›nda kullan›l›r. Ayr›ca,<br />
endüstride buhar üretimi, yer alt› enjeksiyonu,<br />
petrol ç›kart›lmas› gibi ifllemler için de kullan›l›r.<br />
Di¤er termal günefl enerjisi ile elektrik üretebilen<br />
teknolojilere nazaran birim maliyetleri hala<br />
oldukça yüksek olan bu sistemler ile ilgili Ar-Ge<br />
çal›flmalar› devam etmektedir. NASA’ya ba¤l›<br />
Ulusal Sandia Laboratuvarlar›’nda % 31 oran› ile<br />
güneflten flebekeye verimlilik seviyesi elde<br />
edilebilmifltir.<br />
Solana Santrali’nde üretilen elektrik 30 y›l boyunca toplam yaklafl›k 4 milyar dolar gelir beklentisiyle APS flirketine sat›lacak.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Günefl Kolektörleriyle Is›tma<br />
Günefl kolektörlü ›s›tma sistemleri, günefl<br />
enerjisini ›s› enerjisine dönüfltüren s›cak<br />
su veya hava üretme sistemleridir. Bu<br />
sistemler günefl enerjisini toplayan düzlemsel<br />
kolektörlerden, ›s›nan suyun topland›¤› depo ve<br />
boyleyler ile iki k›s›m aras›nda ba¤lant›y› sa¤layan<br />
yal›t›ml› borulardan, pompa ve kontrol cihaz› gibi<br />
sistemi tamamlayan elemanlardan oluflmaktad›r.<br />
Bugün ticari olarak pazarlanan termal günefl<br />
enerjisi sistemleri, kolektör matrisine düflen enerji<br />
miktar›n›n % 30 ila % 60’›n› termal enerjiye<br />
dönüfltürebilmektedirler. ‹yi tasarlanm›fl ve kaliteli<br />
bileflenlere sahip sistemlerin kullan›m ömürleri<br />
20-25 y›l, ilk yat›r›m geri dönüflleri ise 3-5 y›l<br />
aras›ndad›r. Dolay›s›yla termal günefl enerjisi<br />
sistemleri oldukça uygun alternatif enerji<br />
yat›r›mlar› olarak konumlanabilir.<br />
2005 y›l›nda AEE Intec taraf›ndan yap›lan bir<br />
çal›flmada, dünyada toplam 111 GW th eflde¤er<br />
kolektör kapasitesi oldu¤u belirlendi. 52 GW th<br />
kapasite ile Çin birinci, 22 GW th kapasite ile ABD<br />
ikinci ve yaklafl›k 7 GW th kapasite ile Türkiye<br />
üçüncü olarak konumland›. Ülkemiz 3,5-4 milyon<br />
yerleflkesinde, yaklafl›k 17 milyon m 2 kurulu<br />
kolektör alan› ile Avrupa ölçe¤inde en büyük<br />
kuruluma sahip ülkelerden biri olmas›na ra¤men,<br />
maalesef kullan›lan bileflenlerin belirli bir kalite ve<br />
standard›n alt›nda olmas› dolay›s› ile ciddi<br />
istatistiklerde yer almamaktad›r. Örne¤in<br />
116<br />
Avusturya, Almanya ve Yunanistan gibi ülkeler,<br />
ülkemizin yar›s› kadar kurulu kolektör alan› ile<br />
ayn› seviyede termal enerji kapasitesine sahiptirler.<br />
Ülkelerin Kolektör Kapasitesi<br />
Temel Termal Günefl Enerjisi Sistemleri:<br />
Genel olarak termal s›v› ve mekân ›s›tma destekli<br />
günefl enerjisi sistemleri iki ana tipten oluflur;<br />
• Do¤al Sirkülasyonlu Termosifon Sistemler (Aç›k<br />
veya Kapal› Devre),<br />
• Cebri Sirkülasyonlu Sistemler (Kapal› Devre).<br />
Do¤al sirkülasyonlu sistemler, kolektör tafl›y›c›<br />
borular› içerisindeki termal s›v›n›n, kolektör<br />
kanatlar› ile so¤urularak transfer edilen ›s›<br />
sonucu genleflmesi ve yükselmesi esas›na dayal›<br />
sistemlerdir. Bu sistemlerde kullan›m suyu boyleri<br />
Mart 2007’de Pamukkale Üniversitesi’nde 5 kW p ’l›k PV sisteme sahip Temiz Enerji Evi Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanl›¤› taraf›ndan törenle aç›ld›.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
veya su tank›, kolektör üst seviyesinin daha<br />
üzerinde bir noktaya yerlefltirilir. Genleflen termal<br />
s›v›, kolektör matrisinin üst bölümünden matrisi<br />
terkederek bünyesindeki ›s›y›, boyler içerisindeki<br />
kullan›m suyuna aktar›r ve yer çekimi marifeti ile<br />
tekrar kolektörün alt k›sm›ndan matrise geri<br />
döner. Bu sistemler saatte 15 lt mertebesinde<br />
düflük ak›ml› ve düflük bas›nçl› sistemler olarak,<br />
sirkülasyonlar›n› tamamlamak için belirli bir enerji<br />
seviyesine ihtiyaç duyar. Bu nedenle kullan›m<br />
alanlar› k›s›tl›, verimlilikleri nispeten düflük ve<br />
dönemsellikleri daha k›sad›r. Geliflmifl termosifon<br />
sistemlerde, termal s›v› kullan›m suyu ile asla<br />
kar›flmaz. Bu tip devrelere kapal› devre ad› verilir.<br />
Ülkemizde, özellikle evsel kullan›mda aç›k veya<br />
kapal› devre do¤al sirkülasyonlu termosifon<br />
sistemler kullan›lmaktad›r. Bu yüzden kurulu<br />
kolektör alan› büyüklü¤üne k›yasla elde edilen<br />
termal enerji, özellikle ülkemiz potansiyeli göz<br />
önüne al›nd›¤›nda oldukça düflüktür. Geliflmifl<br />
ülkelerde bu sistemler, hem estetik hem de verim<br />
k›s›tlar› dolay›s› ile kullan›lmamaktad›r. fiekilde<br />
basit bir do¤al sirkülasyonlu sistem flemas›<br />
görülmektedir.<br />
Cebri sirkülasyonlu sistemler, sirkülasyonun<br />
harici bir pompa ile sa¤land›¤› sistemler olarak<br />
kurgulan›r. Bu sistemlerde belirli diferansiyel ›s›<br />
senaryolar›na göre, pompa veya pompalar bir<br />
kontrol cihaz› taraf›ndan yönetilir. Büyük<br />
sistemlerde, su hatlar›ndaki direncin artmas›<br />
sonucu tabii dolafl›m›n olmamas› ve büyük bir<br />
deponun yukar›da tutulmas›n›n zorlu¤u nedeniyle<br />
pompa kullanma gereklili¤i oluflur. Saatte<br />
ortalama 80 ile 100 lt ak›m h›zlar›na ulaflabilen<br />
bu sistemler uygun bileflenler ile tasarland›¤›nda<br />
birim zamanda ayn› kolektör matris alan›ndan<br />
2-3 kat daha fazla enerji üretebilir. Sistem<br />
bileflenlerinin birbirinden ayr› olarak<br />
konumlanabildi¤i bu sistemler daha estetik ve<br />
yüksek verim gerektiren uygulamalarda tercih<br />
edilmektedir. Pompal› sistemler otomatik<br />
kontrol devresi yard›m› ile çal›fl›rlar. Depo<br />
taban›na ve kolektör ç›k›fl›na yerlefltirilen<br />
diferansiyel termostat›n sensörleri, kolektörlerdeki<br />
suyun depodaki sudan yaklafl›k 10 ºC daha s›cak<br />
olmas› durumunda pompay› çal›flt›rarak s›cak<br />
suyu depoya al›r, bu fark yaklafl›k 3 ºC<br />
oldu¤unda ise pompay› durdurur.<br />
Do¤al Dolafl›ml› Sistemler Pompal› Su Is›tma Sistemleri<br />
TUBITAK-MRC projesiyle PV, rüzgâr ve yak›t hücresi gücünden oluflan yenilenebilir hidrojen demonstrasyon park› 2007’de Gebze’de kuruldu.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 117
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Pompal› Su Is›tma Sistemleri<br />
Kapal› devreler olarak kurgulanan bu sistemler,<br />
sadece kullan›m suyu ›s›tmas›nda de¤il, klasik<br />
yak›t tiplerine destek olarak mekân ›s›tma<br />
amac› ile de kurgulanabilir. Cebri sirkülasyonlu<br />
sistemlerde, do¤al sirkülasyonlu sistemlere göre<br />
daha küçük kesitli tesisat borular› kullan›labilir.<br />
Temel Termal Günefl Enerjisi Sistem<br />
Bileflenleri:<br />
So¤utma, desalinasyon, proses buhar vb. çok<br />
özel amaçlara hitap eden termal günefl enerjisi<br />
sistemleri haricinde, klasik su ›s›tma ve ›s›nma<br />
destekli sistemlerin ana bileflenleri;<br />
• Termal Günefl Kolektörleri,<br />
• Depo, Akümülasyon Tanklar› ve Boylerler,<br />
• Sirkülasyon ‹stasyonlar› (Pompa /<br />
Primer-Sekonder Devre Vanalar›),<br />
• Kontrol Cihazlar›,<br />
• Termokopl ve Rezistans Is› Duyargalar›,<br />
• Is› Eflanjörleri,<br />
• Genleflme Tanklar›,<br />
• Purjörler<br />
olarak s›n›fland›r›labilir. Bu bileflenlere iliflkin baz›<br />
temel bilgiler ve tasar›m ilkeleri flu flekilde<br />
s›ralanabilir.<br />
118<br />
Termal Günefl Kolektörleri, zincirin ilk halkas›n›<br />
teflkil eder. Kolektörlerin amac› üzerlerine düflen<br />
günefl ›fl›n›m›n› so¤urmak ve ›s› transferinde<br />
kullan›lan termal s›v›ya aktarmakt›r. Dolay›s›yla,<br />
birim alanda so¤urulabilen enerji miktar›, bu<br />
enerjinin termal s›v›ya aktar›m h›z› ve biçimi,<br />
so¤urulan ›s›n›n korunumu için kolektörün<br />
izolasyonu, kullan›lan malzemelerin ekstrem d›fl<br />
ortam koflullar›na dayan›kl›l›¤›, cam›n geçirgenlik<br />
seviyesi gibi kriterler kolektörün ve sistemin<br />
verimi için önemli parametreleri teflkil eder.<br />
Bir kolektörün en önemli bilefleni ve dinamosu ›s›<br />
so¤uran yüzeyidir. Geliflmifl kolektör tipleri<br />
“selektif/seçici” ad› verilen özel yüzey<br />
kaplamalar›ndan oluflan plakalar› bar›nd›r›r. Bu<br />
yüzey tipi, yeryüzüne ulaflan 2,5 nm ve alt›ndaki<br />
dalga boylu günefl enerjisinin maksimumunu<br />
so¤urmak, minimumunu yans›tmak üzere<br />
gelifltirilmifl özel kaplamalard›r. San›lan›n aksine,<br />
birim alanda, yurdumuzda yayg›n olarak<br />
kullan›lan siyah boyal› yüzeylerin 2-3 kat› daha<br />
fazla enerji so¤urabilme yetene¤ine sahip<br />
yüzeylerdir. Yüksek verim gerektiren termal<br />
Bak›r plaka Siyaha boyal› yüzey Siyah krom Selektif yüzey<br />
Selektif Yüzey<br />
Türkiye’de fotovoltaik sektöründe hizmet veren yaklafl›k 40 civar›nda firma bulunmaktad›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
uygulamalarda bu tip yüzeyleri bar›nd›ran<br />
kolektörler kullan›l›r. Tipik bir selektif yüzey<br />
üzerine düflen günefl ›fl›n›m›n›n % 90-95’ini<br />
so¤urabilme yetene¤ine sahiptir. En az bu kriter<br />
kadar, so¤urulan enerjinin nas›l bir tafl›y›c› kanat<br />
kesidi ile transfer s›v›s›na aktar›ld›¤› da önemlidir.<br />
Çünkü amaç, yüzeyi ›s›tmak de¤il, kolektör<br />
matrisi içerisinde sirküle olan termal s›v›y›<br />
›s›tmakt›r.<br />
Tek Noktadan Is› Transferi= 166 W/m 2 /s<br />
Çoklu Yüzeysel Is› Transferi= 343 W/m 2 /s<br />
Yüzeye Göre Is› Transferi<br />
Lineer Ak›ml›<br />
Tafl›y›c› Boru<br />
Selektif Yüzey<br />
Selektif Yüzey<br />
Türbülans Ak›ml›<br />
Entegre Tafl›y›c› Boru<br />
Depo, Akümülasyon Tanklar› ve Boylerler,<br />
belirli bir süre güneflsizlik durumuna ve tüketim<br />
miktar›na ba¤l› olarak s›cak su biriktirmek veya<br />
üretmek için kullan›lan kapal› hacimlerdir.<br />
Kullan›m suyu ile do¤rudan temasta olan<br />
hacimler oldu¤u için dayan›kl›, s›hhi<br />
malzemelerden üretilmesi, düflük ›s› kay›p faktörü<br />
ile izolasyonu, yüksek bas›nçlara dayanabilmesi<br />
önemli kriterlerdendir. Yat›k veya dik tipte<br />
olabilirler. Dik olanlar, “stratifikasyon” olarak<br />
Kombi<br />
Çift Serpantin<br />
Tek Serpantin<br />
Çift Cidarl› Yat›k<br />
tan›mlanan, su s›cakl›klar›n›n tank yüksekli¤ine<br />
ba¤l› olarak de¤iflkenlik gösterdi¤i ve genellikle<br />
yatay tiplere göre üst bölgelerde daha yüksek<br />
s›cakl›klara ulaflabilen tiplerdir. Yatay olanlarda,<br />
ortalama su s›cakl›¤› tank›n farkl› noktalar›nda<br />
birbirine eflit olarak yay›l›r. Her iki tip de<br />
depolama ve dahili serpantin yap›s› ile termal<br />
s›v›n›n enerjisinin kullan›m suyuna aktar›ld›¤›<br />
eflanjörleri bar›nd›rabilir. Küçük uygulamalarda,<br />
depo ve boyler tek bir hacim içerisinde yer al›r.<br />
Büyük uygulamalarda, depo (akümülasyon tank›)<br />
ve boyler hacimleri birbirinden ayr›labilir. Mekan<br />
›s›nma destekli uygulamalarda, birden fazla kapal›<br />
devreyi destekleyecek serpantin boyler yap›s›<br />
bulunabilir.<br />
Türkiye’de fotovoltaik sektöründeki firmalar genellikle distribütör, sistem entegratörü ya da perakende sat›fl yapan kurumlar olarak hizmet verir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 119
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Pompa ve Vanalar<br />
Sirkülasyon ‹stasyonlar› (Pompa / Primer-<br />
Sekonder Devre Vanalar›), cebri sistemlerde,<br />
diferansiyel ›s› senaryolar›na ba¤l› olarak termal<br />
s›v› ve kullan›m suyunun sirkülasyonunu sa¤layan<br />
pompa, gelifl ve gidifl devresi ›s› ve bas›nç<br />
ölçerleri, güvenlik vanalar›, genleflme tank›<br />
ç›k›fllar› ve debi ölçerlerden oluflan kombine bir<br />
sistemdir. Hareketli parçalardan olufltu¤u ve<br />
kapal› devrelerde termal s›v› ile do¤rudan<br />
temasta oldu¤u için, ›s›, bas›nç ve korozyon<br />
dayan›kl›l›¤› önemlidir. Sistemdeki ani bas›nç<br />
de¤ifliklikleri, istasyona ba¤lanan bir genleflme<br />
tank› arac›l›¤› ile dengelenebilir. ‹stasyonlar, AC<br />
veya DC pompalar bar›nd›rabilir. Alternatif ak›ml›<br />
Kontrol Cihazlar›<br />
120<br />
pompalar genellikle birkaç güç kademesinden<br />
oluflur ve sistemin gereksinimine göre<br />
ayarlanabilir.<br />
Kontrol Cihazlar›, diferansiyel ›s› senaryolar›n›n<br />
tan›mlanabildi¤i elektronik veya elektromekanik<br />
kumandalard›r. Basit su ›s›tma devre<br />
senaryolar›n›n tan›mlanabildi¤i tiplerden,<br />
büyük ölçekli, ›s›nma destekli, farkl› kolektör<br />
matrislerinin kumanda edilebildi¤i tiplere kadar<br />
genifl bir ölçekte üretilirler. Senaryo girifl verilerini<br />
ve parametrelerini, kolektör, depo gibi bileflenlere<br />
monte edilen termokopl ›s› duyargalar›ndan<br />
do¤rudan alabilir ve tan›mlanan de¤erlere ba¤l›<br />
olarak pompalar›, vanalar› kontrol edebilirler.<br />
Kontrol cihaz›n›n do¤rudan sirkülasyon<br />
istasyonlar›na entegre modelleri de vard›r.<br />
Termokopl<br />
Termokopl ve Rezistans Is› Duyargalar›,<br />
termal günefl enerjisi sisteminin belirli yerlerine<br />
yerlefltirilen ve hassas ›s› ölçümü de¤erlerini,<br />
tan›mlanan sirkülasyon senaryolar›n›n<br />
gerçeklefltirilebilmesi için kontrol istasyonuna<br />
yollayan duyargalard›r. Genellikle ›s›ya ba¤l›,<br />
ölçülebilen hassas direnç de¤iflikli¤i gösteren<br />
platin veya nikel esasl› olarak üretilirler.<br />
Duyargalar, koruyucu birkaç kat k›l›f alt›nda<br />
TS 4801, TS 3680 ve TS3817 nolu standartlar günefl enerjisi ile s›cak su üretimi temel al›narak haz›rlanan standartlard›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
bulunur ve özel ba¤lant› aparatlar› ile<br />
kolektör, depo gibi diferansiyel ›s› farklar›n›n<br />
ölçümünün arzuland›¤› noktalara yerlefltirilirler.<br />
Kontrol cihaz› ile duyargalar›n aras›ndaki<br />
mesafelerin uzun oldu¤u uygulamalarda, ölçüm<br />
de¤erlerinin hassasiyeti için özel kablolar<br />
kullan›l›r. Do¤rudan termal s›v› veya kullan›m<br />
suyu ile temas eden uygulamalarda, korozyon ve<br />
›s› dayan›kl›l›¤› yüksek modeller kullan›l›r.<br />
Is› Eflanjörleri, termal s›v›da toplanan enerjinin<br />
kullan›m suyuna aktar›ld›¤› kapal› yap›lard›r.<br />
Genellikle plaka ve serpantin tipli olmak üzere iki<br />
flekilde üretilirler. Plaka tipliler, yüksek verim ve<br />
Plakal› Tip Harici Eflanjör<br />
Serpantin Tip Dahili Eflanjör<br />
kapasite gerektiren uygulamalarda haricen<br />
kullan›l›rlar. Serpantin tipliler ise boylerlerin<br />
içerisinde yer al›rlar. Is› eflanjörleri termal s›v› ve<br />
kullan›m suyu ile do¤rudan temasta olduklar› için<br />
korozyon, ›s›, bas›nç ve kimyasal dayan›kl›l›klar›<br />
önem arzeder. Amaç, ›s› transferini maksimize<br />
etmek ve h›zland›rmak için mümkün olan en<br />
büyük yüzey alan›na ulaflan tasar›mlar›<br />
oluflturmakt›r. Dolay›s›yla ince ve birçok plakadan<br />
oluflan yüzeyler olarak tasarlan›rlar. Plakalar<br />
aras›ndaki ›s› ve bas›nç farklar›n›n düflük olmas›<br />
idealdir. Çift cidarl› yat›k depolarda ise ›s›<br />
eflanjörü olarak aradaki geçirgen metal tabaka<br />
kullan›l›r ve emaye, galvaniz veya paslanmaz çelik<br />
gibi malzemeler seçilir. Özellikle havuz<br />
›s›tmas›nda kullan›lan eflanjörlerde plakalar havuz<br />
suyuna dayan›kl› bir yöntem ile birlefltirilmifl<br />
olmal›d›r.<br />
Is› transferi ortam›<br />
Termal s›v›s›<br />
olmayan bofl<br />
sistem<br />
Ifl›n›m olmayan<br />
dolu sistem<br />
Maksimum<br />
bas›nç ve s›cakl›k<br />
alt›ndaki sistem<br />
Genleflme Tanklar›, termal günefl enerjisi<br />
sistemlerinde oluflan bas›nç de¤iflikliklerini<br />
dengelemek için kullan›l›r. Genellikle ortalama<br />
sistem bas›nc›n›n 0,5 bar kadar üzerinde bas›nç<br />
ile sisteme ba¤lan›rlar. Sistemin afl›r› ›s›narak,<br />
termal s›v›n›n buharlaflt›¤› ve bas›nc›n artt›¤›<br />
durumlarda, fazla bas›nç, tank taraf›ndan<br />
dengelenebilir. Ayr›ca termal s›v›n›n güvenlik<br />
vanalar›ndan kaçmas› önlenerek, sistemin su<br />
Bahsi geçen TSE standartlar› günefl enerjisi toplay›c›lar› ile ilgili ›s› performans› deneylerini, düz toplay›c›larla ilgili bilgileri ve su ›s›t›c›lar› ile ilgili genel kurallar› kapsar.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 121
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Genleflme Tank›<br />
eksiltmesi bertaraf edilebilir. ‹ki ayr› bölümden<br />
oluflur ve ortada genellikle termal s›v›ya dayan›kl›<br />
bir lastik diyafram bulunur. Genleflme tank› en az<br />
toplam sistem hacmine eflde¤er büyüklükte<br />
seçilmelidir.<br />
Purjörler, termal günefl enerjisi sistemlerinde<br />
oluflan havan›n d›flar›ya at›lmas› için gerekli<br />
bileflenlerdir. Genellikle sistemler hava giriflini<br />
engellemek için bulunulan noktadaki atmosferik<br />
bas›nc›n bir miktar üzerinde termal s›v› ile<br />
doldurulur. Yine de operasyon esnas›nda, küçük<br />
kaçaklar veya ›s›nan termal s›v›n›n içerisinde<br />
çözünmüfl durumda bulunan havan›n tekrar<br />
formasyonu gibi sebepler nedeniyle sistemde<br />
zaman içerisinde hava birikebilir.<br />
Kilitlenebilir Otomatik Purjör<br />
122<br />
Kilitlenebilir Manuel/Otomatik<br />
Pasifizasyonlu Purjör<br />
Bu at›lamad›¤› zaman, sirkülasyonu durduracak<br />
bir noktaya ulaflabilir ve tüm sistemin<br />
durmas›na, kolektörlerin afl›r› ›s›nmas›na yol<br />
açabilir. Bunu önlemek için sistemin en yüksek<br />
noktas›na (kolektörlerin tepesine), otomatik veya<br />
manuel bir hava purjörü eklemek gerekir.<br />
Baz› sirkülasyon istasyonlar› kendi üzerlerinde<br />
otomatik hava tahliyesi purjörü bar›nd›r›r.<br />
Yukar›da s›n›fland›r›lan bileflenlerin birço¤u,<br />
ülkemizde dünya standartlar›nda üretilmektedir.<br />
Termal günefl enerjisi sistemleri tüm dünyada<br />
kabul görmüfl olan EN12975-76 ve 77<br />
standartlar›na tabiidir. Ülkemizde, belirli bir<br />
kalite ve verimlilik güvencesi ile üretim yapan<br />
kurulufllar bu standartlar›n tan›mlad›¤›<br />
kriterler uyar›nca ba¤›ms›z kurulufllar<br />
taraf›ndan test edilmekte ve yurt d›fl› pazarlar›na<br />
aç›labilmektedir.<br />
Günefl havuzlar› günefl enerjisinin do¤rudan depolan›p korunabildi¤i en basit yöntemlerden biridir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Günefl Enerjisiyle So¤utma<br />
Mekan ve süreçlerin iklimlendirme<br />
ihtiyac› ve insanlar›n 24 ºC üzerindeki<br />
s›cakl›klarda çal›flma kapasitelerinin<br />
oldukça düflmesi gibi nedenlerden so¤utma<br />
ifllemleri de en az ›s›tma kadar önem<br />
kazanmaktad›r. Günümüzde kullan›lan<br />
kompresyon yöntemiyle so¤utma teknolojilerinin<br />
Aylar baz›nda Ifl›n›m ile Is›tma ve So¤utma<br />
Yüklerini k›yaslama<br />
Absorbsiyon So¤utma<br />
pahal› ve afl›r› elektrik tüketimleri, kullan›lan<br />
so¤utma gazlar›n›n olumsuz etkileri nedeniyle,<br />
termal so¤urma teknolojileri<br />
kullanarak so¤utma konusunda geliflmeler<br />
kaydedilmifltir. Genellikle, minimum ›fl›n›m<br />
seviyeleri ve mekân ›s›tma destekli projelerin<br />
ölçeklendirilmesinde, ›fl›n›m fliddetlerinin yüksek<br />
oldu¤u aylarda, kullan›lamayan fazla enerji<br />
ortaya ç›kmaktad›r. Ifl›n›m fliddetlerinin en yüksek<br />
oldu¤u aylarda, so¤utma ihtiyac›n›n da yüksek<br />
olmas›, termal günefl enerjisi sistemlerinin belirli<br />
tekniklerle so¤utmada kullan›lmas› için çok<br />
uygun bir senaryo ortaya koymaktad›r.<br />
So¤utma için temel olarak üç ana termal<br />
so¤utma prosesi kullan›l›r;<br />
• Absorbsiyon, 85-110 ºC<br />
• Adsorbsiyon, 55-90 ºC<br />
• Desikant - Kurutucu So¤utma Sistemleri,<br />
45-90 ºC<br />
Her üç yöntemin de birçok varyasyonu<br />
vard›r. Afla¤›da, bu yöntemler ana<br />
ay›r›c› özellikleri bak›m›ndan<br />
incelenmektedir.<br />
Absorbsiyon so¤utma, kapal› devre<br />
bir so¤utma sistemidir. So¤utucu<br />
ortam›n çevre ile do¤rudan temas›<br />
yoktur. Çevrimin ç›kt›s› so¤utulmufl<br />
sudur. Bu so¤uk su birçok so¤utma<br />
Günefl enerjisiyle ›s›tma ve so¤utma konular›nda rehberimizde sunulan bilgiler An›tcam - Sunstrip firma katalo¤undan derlenmifltir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 123
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Adsorbsiyon So¤utma<br />
sistemi içerisinde de¤erlendirilebilir. Basitçe<br />
çevrim, bir önceki sayfadaki flekille özetlenebilir.<br />
Adsorbsiyon so¤utma da kapal› devre bir<br />
so¤utma sistemidir. Daha yeni ve karmafl›k bir<br />
termal süreç içerir. Kolektör ve jeneratör<br />
bölümleri, çiller (Chiller) taraf›ndan s›ras› ile ›s›t›l›p<br />
so¤utulduklar› için kesintili olarak çal›fl›r.<br />
Dolay›s›yla süreç, çözeltinin kristalleflme limitine<br />
ba¤l› de¤ildir. Süreç daha karmafl›k olmakla<br />
birlikte, daha düflük operasyon s›cakl›klar›nda<br />
çal›flma imkan›, teknolojiyi ilginç hale<br />
getirmektedir. Çevrim, basitçe üstteki flekilde<br />
özetlenebilir.<br />
Desikant - Kurutucu So¤utma Sistemleri,<br />
yukar›da bahsedilen sistemlerin aksine aç›k<br />
Desikant - Kurutucu So¤utma<br />
124<br />
Örnek So¤utma Sistemi<br />
devreli bir süreçtir. So¤utucu ortam çevre ile<br />
do¤rudan temasta olabildi¤i için, so¤utma<br />
haricinde nem alma ve kondisyonlama özelli¤ine<br />
de sahiptir. So¤utma ortam› olarak su<br />
kullan›ld›¤›ndan çevre aç›s›ndan son derece<br />
uygundur.<br />
Çevrim, basitçe afla¤›daki flekilde özetlenebilir.<br />
Özetle flu söylenebilir; iyi tasarlanm›fl termal<br />
süreçli bir so¤utma sisteminin, kompresyon bazl›<br />
bir so¤utma sisteminden daha az elektrik<br />
enerjisine (veya eflde¤er primer enerjiye) ihtiyaç<br />
duymas› beklenir. Aksi takdirde kurulmamal›d›r.<br />
Üstte, her üç sistemin bir arada kullan›ld›¤› bir<br />
so¤utma sistemi flemas› görülmektedir.<br />
Tüketilen toplam primer enerjiye k›yasla, günefl<br />
enerjisi oran› ne kadar büyük ise, tasarruf edilen<br />
enerji miktar› da o denli büyük olacakt›r. Bu<br />
oran›n, günefl enerjisi<br />
lehine büyük olmas›,<br />
termal sürecin verimlili¤ine<br />
ba¤l›d›r. Bu nedenle,<br />
tasarruf miktar›n›n büyük<br />
olabilmesi için, tüketilen<br />
günefl enerjisi oran› en az<br />
% 50 olmal›d›r. ‹deal<br />
so¤utma sistemlerinin<br />
% 70-80 günefl enerjisi<br />
katk› oran› ile tasarlanmas› tavsiye edilmektedir.<br />
Absorbsiyonlu kapal› so¤utma çevrimlerinde en çok amonyak-su, su-lityum bromür veya amonyum-sodyum tiyosiyonat ak›flkan çiftleri kullan›l›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
fiahmuratl› Köyü’nün Güneflli Yemekleri<br />
G üneflin oldu¤u yerde yemek<br />
piflirmek ve sebze kurutmak için<br />
baflka bir enerjiye ihtiyac›n›z olur<br />
mu? fiahmuratl› Köyü ve Kerkenes'i<br />
Tan›tma Derne¤i’yle (Yozgat) ODTÜ<br />
Kerkenes Proje Ekibi’nin ortak olarak<br />
gerçeklefltirdikleri projede, günefl<br />
ocaklar› ve günefl kurutma f›r›nlar›n›n<br />
etkinli¤i köyde denendi ve gösterildi.<br />
Günefl ocaklar›n›n çal›flma prensibi,<br />
güneflin tencere üzerine odaklanmas›;<br />
kurutma f›r›nlar›n›n çal›flma prensibi ise<br />
güneflle ›s›nan havan›n ünite içindeki raflar<br />
aras›nda dönmesi olarak özetlenebilir.<br />
ODTÜ ö¤retim görevlisi Güner Mutaf’a ait<br />
ocak ve f›r›n tasar›mlar›nda ilke, kolay<br />
yap›labilirlik ve kullan›labilirlik oldu. Günefl<br />
ocaklar›nda temel malzeme ise, alüminyum<br />
kaplanmak üzere bir hurdac›dan temin<br />
edilen merkez odakl› bir çanak anten.<br />
Günefl oca¤›nda tencere, çana¤›n<br />
hareketinden ba¤›ms›z olarak bir flasi<br />
taraf›ndan tafl›n›yor. Makaralar›n üzerine<br />
kurulan kavisli destek ile güneflin gelifl<br />
aç›s›na göre çana¤›n hareketi sa¤lan›yor.<br />
Günefl ocaklar›nda oldu¤u gibi, kurutma<br />
f›r›nlar›n›n da yap›m› yerel flartlarda<br />
gerçeklefltirildi. Bu sayede, köyde gelifltirilen<br />
uzmanl›k ile hem ifl imkân› yarat›lmas›, hem<br />
de bilginin kolay yay›m› amaçland›.<br />
Kurutma ünitesinin alt girifline ba¤lanan<br />
bir s›cak hava toplay›c› sayesinde, ünite içine<br />
alttan s›cak hava pompalanmas›, ünitenin<br />
üstüne yerlefltirilen bir rüzgâr f›r›lda¤›<br />
yard›m›yla da ünite içindeki havan›n üstten<br />
at›lmas› sa¤lan›yor. Her bir<br />
kurutma ünitesinde 120 x 120 cm<br />
boyutlar›nda raflar ile toplam yaklafl›k<br />
16 m 2 ’lik kurutma alan› temin ediliyor.<br />
Günefl oca¤›nda haz›rlanan reçeller ve<br />
kurutma f›r›n›nda kurutulan sebzeler köyde<br />
çeflitli etkinliklerde pazarlan›yor.<br />
Bu sayfadaki bilgiler UNDP Küresel Çevre Fonu, Küçük Hibeler Program› Türkiye’nin (www.gefsgp.org) web sitesinden derlenmifltir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 125
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Pasif Günefl Mimarisi<br />
Yazan: Yrd. Doç. Dr. Mehmet Bengü Uluengin<br />
Bahçeflehir Üniversitesi<br />
mimari’, ‘sürdürülebilirlik’,<br />
‘günefl mimarisi’ ve benzeri terimler son<br />
‘Ekolojik<br />
zamanlarda s›kça duyulur oldu. Bu<br />
terimlerin bir anda popülerleflmesi, bir yandan<br />
yeni kavramlar olduklar› izlenimini yarat›rken,<br />
di¤er yandan da kimilerince “gelip geçici bir<br />
moda” fleklinde alg›lanmalar›na yol açt›. Asl›nda<br />
her iki izlenim de yanl›fl.<br />
Genel anlamda ekolojik mimarinin, özellikle de<br />
günefl mimarisinin tarihi binlerce y›l geriye<br />
uzan›yor. Asl›nda, belki de flu flekilde ifade etmek<br />
gerekli: Endüstri Devrimi öncesi yap›lan binalar›n<br />
tümüne yak›n› ekolojik mimari ürünleridir,<br />
bunlar›n büyük ço¤unlu¤unda da pasif günefl<br />
prensipleri uygulanm›flt›r. Özetle, geleneksel<br />
mimari zaten ekolojiktir ve günümüzde yap›lacak<br />
örneklere büyük ölçüde örnek teflkil eder.<br />
Bu konuda kayda geçmifl en erken örneklerden<br />
biri M.Ö. 4. yüzy›la dayan›r. Ünlü Romal› mimar<br />
Vitruvius’a göre, M.Ö. 470-399 y›llar›nda yaflayan<br />
Sokrat, pasif günefl enerjisinden faydalanan bir ev<br />
tasvir eder. Sokrat, tasvirinde, evin as›l cephesinin<br />
güneye bakmas› gerekti¤ini, böylece güneflin<br />
›s›s›ndan faydalan›labilece¤ini yazar. Çat›ya genifl<br />
bir saçak ekleyerek hem yaz güneflinden<br />
korunulabilece¤ini hem de k›fl›n güneflin içeri<br />
al›nabilece¤ini kaydeden Sokrat, ayn› zamanda<br />
da so¤uk rüzgârlardan korunabilmek için kuzey<br />
cephesinin alçak yap›lmas›n› önerir.<br />
1 Rüzgâr, nehir ve okyanus, gel-git ak›nt›lar› vs. de kimi zaman yenilenebilir enerji kaynaklar› olarak an›l›r. Gerçekte tüm bu do¤a olaylar› için gereken enerji yine güneflten gelir.<br />
126<br />
Afla¤›da detayl› biçimde inceleyece¤imiz gibi,<br />
pasif günefl mimarisi M.Ö. 4. yüzy›ldan bu yana<br />
oldukça geliflti. Ama mimaride güneflten<br />
yararlanman›n temel prensiplerinde önemli bir<br />
de¤ifliklik olmad›. Esas olan, dünyan›n yegâne<br />
yenilenebilir enerji kayna¤› olan günefl enerjisinin 1 ,<br />
kendi arazimize düflen k›sm›n› en verimli flekilde<br />
toplamak, toplanan enerjiyi mümkün oldu¤unca<br />
uzun süre depolamak ve yine mümkün<br />
oldu¤unca verimli kullanmakt›r.<br />
Yukar›daki paragraf›n son cümlesinde, pasif<br />
günefl mimarisinin temel tan›m› yap›lm›fl oldu.<br />
Afla¤›da bu tan›m› geniflletece¤iz. Ancak<br />
öncelikle tan›m›n son k›sm›n›, yani “verimlilik”<br />
maddesini biraz daha derinlemesine ele alal›m.<br />
Pasif günefl mimarisi uygulanacak bir binan›n<br />
öncelikle enerji kay›plar›n›n en aza indirgenmifl<br />
olmas› flartt›r. Çünkü günefl, asl›nda çok bol<br />
miktarda enerji sa¤lamakla birlikte, bu enerjiyi<br />
sürekli olarak sa¤lamaz. Güneflin az oldu¤u<br />
dönemlerde de, eldeki enerjiyi mümkün<br />
oldu¤unca verimli kullanmak, pasif günefl<br />
mimarisi uygulamas›n›n baflar›s›n› belirler.<br />
1 Kas›m 2008 tarihli Binalarda Is› Yal›t›m›<br />
Yönetmeli¤i uyar›nca, ‹stanbul’un da bulundu¤u<br />
2. Bölge’deki bir binan›n d›fl duvarlar› en fazla<br />
0,6 W/m 2 K’lik bir ›s› iletkenlik (U) de¤erine sahip<br />
olmal›d›r. Bu, bir metrekarelik duvar yüzeyinden,<br />
iç-d›fl s›cakl›k fark› bir derece Kelvin oldu¤unda,<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
0,6 Watt’l›k ›s› kayboldu¤u anlam›na gelir.<br />
Oysa, iyi yal›t›lm›fl bir binada bu de¤er rahatl›kla<br />
0,2 W/m 2 K mertebelerine indirilebilir.<br />
Bu, yönetmeli¤in öngördü¤ü yal›t›m de¤erinden<br />
3 kat daha fazlad›r! Böyle bir evde, güneflten<br />
elde etti¤imiz de¤erli enerjiyi üç kat fazla süre<br />
koruma flans›na sahip oluruz.<br />
Enerji verimlili¤ini etkileyen di¤er faktörler<br />
aras›nda, binan›n ne denli kompakt oldu¤u<br />
(hacmine k›yasla ne kadar yüzey alan›na sahip<br />
oldu¤u), bina içinde ›s› bölgelemesi (zonlamas›)<br />
uygulan›p uygulanmad›¤› ve ›s› kayb›n›n fazla<br />
oldu¤u cephelerde (genellikle kuzey cephesi) ne<br />
kadar kap› ve pencere oldu¤u say›labilir.<br />
fiimdi s›ras›yla, yap›lan tan›mdaki di¤er iki temel<br />
kavram›, yani günefl enerjisinin nas›l topland›¤›n›<br />
ve toplanan enerjinin nas›l depoland›¤›n›<br />
örneklerle inceleyelim.<br />
Günefl Enerjisini Toplama Yöntemleri<br />
Günefl enerjisini toplamak için kullan›lan en<br />
önemli ö¤e camd›r. Cam›n pasif günefl mimarisi<br />
bak›m›ndan en önemli özelliklerinden biri,<br />
görünen ›fl›¤› geçirmesine ra¤men, k›z›l ötesi<br />
›fl›nlar› büyük ölçüde bloke etmesidir.<br />
Güneflten gelen ›fl›nlar, camdan neredeyse hiç<br />
engellenmeden iç mekâna geçerler. Çeflitli<br />
nesnelere çarpan bu ›fl›nlar so¤urulup, farkl› bir<br />
›fl›n›m türü olan k›z›l ötesi ›fl›n›ma dönüflürler.<br />
K›z›l ötesi ›fl›n›m›n bir di¤er ad› “›s›”d›r. ‹çeride<br />
biriken bu k›z›l ötesi ›fl›n›m, yani ›s›, camdan pek<br />
kolay geçmedi¤inden mekân›n içinde hapsolur.<br />
Afla¤›da, cam›n ne tür mimari elemanlar<br />
bünyesinde kullan›ld›¤›n› görece¤iz.<br />
Güneye Bakan Pencere<br />
En basit ›s› toplama eleman›, bildi¤imiz<br />
penceredir. Güneye bakan pencereler, gün boyu<br />
güneflten gelen ›s›y› toplay›p, mekân›n içinde<br />
Günefl enerjisini toplamak için kullan›lan en önemli ve basit ö¤e camd›r.<br />
hapsederler. Güneye bakan pencerelerin en<br />
önemli dezavantaj›, yaz aylar›nda iç mekân›n<br />
fazla ›s›nmas›na yol açmalar›d›r. Bunu engellemek<br />
için, Sokrat’›n 2.500 y›l önce de belirtti¤i gibi,<br />
saçaklardan faydalan›labilir. Yaz günefli, k›fl<br />
günefline k›yasla daha dik bir aç›yla geldi¤inden,<br />
pencerelerin üzerindeki saçaklar, yaz güneflinin<br />
mekâna giremeyece¤i flekilde boyutland›r›lmal›d›r.<br />
Daha etkili bir yöntem de pencerenin kepenklerle<br />
örtülmesidir. Söz konusu kepenklerin ›s› yal›t›m<br />
de¤erleri yüksek tutulursa, ayn› zamanda k›fl<br />
mevsimi günefl olmayan vakitlerde pencereden ›s›<br />
kaybedilmesini de hat›r› say›l›r derecede<br />
yavafllat›r.<br />
Güneye bakan pencere say›s›n› art›rd›kça,<br />
güneflten elde edebilece¤imiz enerji miktar› da<br />
artar. Bu yüzden, pasif günefl mimarisi<br />
prensiplerini uygulayan binalar, genellikle uzun<br />
kenarlar›ndan biri güneye bakacak flekilde,<br />
dikdörtgen veya benzeri formlarda tasarlan›rlar.<br />
Günefl Sobas›<br />
Günefl sobas›, temelde güneye bakan pencereye<br />
benzer. Ancak burada günefl ›fl›n›m› daha verimli<br />
biçimde ›s›ya dönüfltürülür. Soba, bir çift cam<br />
katman›n›n arkas›na yerlefltirilmifl koyu renkli bir<br />
metal plakadan ve bu ö¤eleri bar›nd›racak iyi<br />
yal›t›ml› bir kutudan ibarettir. Söz konusu kutu,<br />
binan›n güney cephesine düfley konumda veya<br />
günefl ›fl›nlar›n› dik olarak görecek flekilde e¤imli<br />
yerlefltirilir ve iki adet hava kanal›yla binan›n iç<br />
mekân›na ba¤lan›r. Soban›n içindeki hava,<br />
güneflin etkisiyle ›s›n›r ve yukar›daki hava<br />
kanal›ndan binan›n içine akar. Bu, alttaki hava<br />
kanal›ndan serin havan›n soban›n içine dolmas›n›<br />
sa¤lar. Serin hava ›s›n›r ve tüm ifllem tekrarlan›r.<br />
Yaz aylar›nda günefl sobas›n›n hava kanallar›<br />
kapat›larak binay› gereksizce ›s›tmas›<br />
engellenebilir. Ya da soba, mekân›n<br />
havaland›r›lmas› amac›yla kullan›labilir. Soban›n<br />
üst k›sm›ndaki bir kapak, ›s›nan havan›n mekân<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 127
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Günefl Sobas› K›fl Bahçesi<br />
içine de¤il, d›flar› at›lmas›n› sa¤lar. Soba içindeki<br />
havan›n bu yukar› do¤ru hareketi de, alttaki hava<br />
kanal›nda bir negatif bas›nç oluflturur. Bu negatif<br />
bas›nç, binan›n içindeki havan›n emilmesini<br />
sa¤lar. E¤er binaya, nispeten serin bir noktadan<br />
temiz hava girifli sa¤lanabiliyorsa (örne¤in kuzey<br />
cephesindeki bir pencereden) bina serinletilebilir.<br />
K›fl Bahçesi<br />
K›fl bahçesi, yukar›da bahsi geçen ›s› bölgelemesi<br />
kavram›n› içerdi¤inden ve k›smen günefl enerjisini<br />
depolama ifllevini de yerine getirdi¤inden, günefl<br />
enerjisini toplaman›n en etkili yöntemlerinden<br />
biridir. K›fl bahçesinin ›s› toplama özelliklerinden<br />
bahsetmeden önce, ›s› bölgelemesi kavram›n› ele<br />
alal›m. Is› bölgelemesi için anahtar kelime<br />
“tampon bölge”dir. Amaç, binan›n yaflanan<br />
mekânlar›yla d›fl mekân aras›nda bir geçifl<br />
mekân›, yani tampon mekân yaratmakt›r. Her<br />
zaman kullan›lmad›¤›ndan, k›fl bahçesinin içindeki<br />
s›cakl›k, insan konforu için gereken s›n›rlar›n<br />
d›fl›nda kalabilir. Örne¤in, gece d›fl s›cakl›¤›n›n<br />
0 °C’ye düfltü¤ü bir ortam› düflünelim. Bu<br />
durumda, k›fl bahçesinin s›cakl›¤› 10 °C bile<br />
128<br />
kalsa, esas yaflam mekânlar›ndan buraya<br />
“kaçacak” ›s› miktar› daha az olacakt›r.<br />
K›fl bahçeleri, binan›n güney cephesinde infla<br />
edilirler. Yüzeylerinin mümkün oldu¤unca fazlas›<br />
(duvarlar, çat›) ›s› yal›t›ml› camdan (çift cam)<br />
olmal›d›r. K›fl bahçesi, t›pk› güneye bakan<br />
pencerede ya da günefl sobas›nda oldu¤u gibi,<br />
güneflten gelen ›fl›n›m› ›s›ya çevirir ve hacmi<br />
içinde hapseder. Dolay›s›yla bahçenin içindeki<br />
s›cakl›k , özellikle ö¤len saatlerinde, insan<br />
konforu için gereken s›n›rlar›n üstüne ç›kar.<br />
Bu yüzden, k›fl bahçesi binan›n iç mekân›yla<br />
bütünleflik yap›lmamal›, arada muhakkak duvar<br />
ya da en az›ndan pencereler bulunmal›d›r.<br />
Bahçede biriken ›s›, binayla aras›ndaki<br />
pencerelerin ve/veya hava kanallar›n›n aç›lmas›yla<br />
binan›n içine al›nabilir. Fazla ›s›, afla¤›da aç›klanan<br />
depolama yöntemlerinden biriyle depolan›p, daha<br />
sonrada kullan›labilir.<br />
Yaz›n da kullan›lacaksa k›fl bahçesinde mutlaka<br />
gölgeleme elemanlar› ve aç›labilen pencereler<br />
olmal›d›r. Böylece, yaz›n fazla ›s›nmas› önlenmifl<br />
Günefl enerji sistemlerinin kullan›m› için ilk ad›m enerji tasarrufu ve yal›t›md›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
olur. Aç›labilen pencereler ayn› zamanda binan›n<br />
havaland›r›lmas› için de kullan›labilir. Buradaki<br />
prensip, günefl sobas›ndakiyle ayn›d›r (k›fl<br />
bahçesinde ›s›nan hava pencerelerden d›flar› at›l›r,<br />
d›flar› at›lan hava yerine evin içinden hava emilir<br />
ve binaya nispeten serin bir noktadan temiz<br />
hava girifli sa¤lan›r).<br />
Günefl enerjisini depolama yöntemleri<br />
Trombe duvar›, kullan›m›n› yayg›nlaflt›ran<br />
Frans›z mühendis Felix Trombe’un ad›yla an›l›r.<br />
Trombe, mimar Jacques Michel’in 1964’te<br />
Odeillo, Fransa’da tasarlad›¤› bir pasif günefl evinde<br />
kulland›¤› ›s› depolama sistemi sayesinde<br />
tasar›m›n› dünya kamuoyuna duyurmufltur. Söz<br />
konusu tasar›m daha sonra, özellikle de 1970’li<br />
y›llarda infla edilen pasif günefl evlerinin “olmazsa<br />
olmaz” ö¤esi haline gelmifltir. En yal›n flekliyle<br />
Trombe duvar›, günefl gören çift caml› bir<br />
pencerenin arkas›na yerlefltirilen, ›s› depolama<br />
kapasitesi yüksek malzemeden infla edilmifl bir<br />
duvardan ibarettir. Söz konusu duvar, özellikle<br />
koyu bir renge boyanm›flsa, gün boyunca<br />
güneflten gelen enerjiyi so¤urur ve depolar.<br />
Akflam, günefl çekildikten sonra da bu ›s›y›<br />
Trombe Wall<br />
yavafl yavafl iç mekâna verir. Bu esnada, bina<br />
cephesindeki cam›n bir ›s› yal›t›m malzemesiyle<br />
örtülmesi, duvardaki ›s›n›n d›flar›ya kaçmas›n›<br />
engeller. Trombe duvar›, malzemesi ve kal›nl›¤›na<br />
ba¤l› olarak farkl› miktarda ›s› depolar ve bu<br />
depolad›¤› ›s›y› belirli bir gecikmeyle (›s›n›n d›fl<br />
yüzeyden iç yüzeye kadar ulaflmas› için gereken<br />
süre) iç mekâna iletir. Afla¤›da, de¤iflik<br />
kal›nl›klardaki tu¤la Trombe duvarlar›n ›s›y› ne<br />
kadar sürede iç mekâna ilettikleri ve duvar iç<br />
yüzey s›cakl›¤›n›n gece-gündüz aras›nda ne kadar<br />
oynad›¤›n› gösteren bir grafik bulunmaktad›r.<br />
Yukar›da aç›klanan flekilde infla edilen Trombe<br />
duvarlar›, gayet etkin ›s›tma sa¤larlar, ancak ufak<br />
bir detayland›rma fark›yla duvar›n etkinli¤i hat›r›<br />
say›l›r biçimde art›r›labilir. T›pk› günefl sobas›nda<br />
oldu¤u gibi, Trombe duvar›na iki adet hava kanal›<br />
aç›l›rsa, mekândaki hava, ›s› yay›m› (konveksiyon)<br />
yoluyla da ›s›t›l›r. Günefl çekildikten sonra hava<br />
ak›fl›n›n tersine dönmemesi için hava kanallar›<br />
kapat›l›r.<br />
Faz de¤iflim maddeleri (FDM)<br />
Faz de¤iflim maddeleri ya da ‹ngilizce karfl›l›¤›yla<br />
phase change materials (PCM) gizli ›s›l enerji<br />
depolama (GIED) ad›yla an›lan ›s› depolama<br />
yönteminin kullan›lmas›na olanak tan›r. Bilindi¤i<br />
gibi, herhangi bir maddeye ›s› enerjisi<br />
verildi¤inde, bu enerji maddede ya hissedilebilir<br />
bir s›cakl›k art›fl›na (örne¤in, 20 °C’deki suya ›s›<br />
uygulad›¤›n›zda, su yavafl yavafl ›s›n›r) ya da<br />
maddenin faz de¤ifltirmesine sebep olur (su 100<br />
°C’ye ulaflt›¤›nda, fazladan uygulayaca¤›n›z ›s›,<br />
suyun s›cakl›¤›n› art›rmaz; suyun buhara<br />
dönüflmesini sa¤lar). Faz de¤iflimi s›ras›nda<br />
madde fazladan enerjiyi depolar, ancak<br />
hissedilebilir s›cakl›¤›nda bir de¤ifliklik olmaz.<br />
‹flte bu faz de¤iflikli¤ini, oda s›cakl›¤›na yak›n<br />
mertebelerde gerçeklefltiren maddeler, bina<br />
ölçe¤inde gizli ›s›l enerji depolama uygulamas›<br />
için elverifllidirler.<br />
Eski Yunan medeniyetinden beri günümüze ulaflan pasif bina yöntemleri kullan›lmadan yap›lacak fotovoltaik sistemler eksik olacakt›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 129
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Söz konusu maddeler aras›nda, örne¤in bir<br />
parafin türü olan oktadekan bulunur. Oktadekan,<br />
27 °C’de kat›lafl›r. Bu s›cakl›¤›n üzerinde, s›v›<br />
haldedir. Dolay›s›yla, s›cakl›¤›n rahatl›kla<br />
27 °C’nin üzerine ç›kt›¤› k›fl bahçelerinde ›s›<br />
depolamak için kullan›labilir. Daha sonra günefl<br />
gitti¤inde oktadekan, bu flekilde depolad›¤› ›s›y›<br />
ortam hep 27 °C’de kalacak flekilde mekâna<br />
yayar. Geliflmifl uygulamalarda FDM’ler,<br />
polimerlerle kapl› küçük kürecikler halinde (çap <<br />
1 mm) s›va ya da alç›pan yap›m›nda kullan›lan<br />
alç›n›n içine kat›l›rlar. Bu flekilde, mekân›n tüm<br />
yüzeylerine uygulanabilir ve çok etkin biçimde ›s›<br />
depolamak için kullan›labilirler.<br />
Günefl Enerjisinin So¤utma Amac›yla<br />
Kullan›lmas›<br />
Pasif günefl mimarisi dendi¤inde öncelikle akla<br />
binan›n günefl ›fl›nlar›yla ›s›t›lmas› gelir ki<br />
do¤rudur da. Ancak günefl, binay› serinletmek<br />
130<br />
için de kullan›labilir. Bu baflta akla ters gelse de,<br />
günefli ›s› de¤il de enerji kayna¤› olarak<br />
düflünürsek, konuyu kavramak kolaylafl›r. Nas›l<br />
klimalar elektrik enerjisi kullanarak binalar›m›z›<br />
so¤utuyorlarsa, ›s› enerjisi kullanarak da ayn› ifl<br />
yap›labilir. Tabii bunu pasif günefl mimarisi<br />
s›n›rlar› içinde yapmak her zaman kolay<br />
olmayabilir. Ama bu imkâns›z oldu¤u anlam›na<br />
da gelmez.<br />
Günefl Bacas›<br />
Günefl bacas›, binan›n çat›s›na yerlefltirilmifl ufak<br />
bir Trombe duvar›ndan ibarettir. Ancak, söz<br />
konusu duvar ›s›tma için de¤il, salt havaland›rma<br />
için kullan›l›r. T›pk› hava kanall› Trombe<br />
duvar›nda oldu¤u gibi, duvar ›s›n›r ve<br />
çevresindeki havay› ›s›t›r. Is›nan hava yükselir ve<br />
havaland›rma menfezinden d›flar› at›l›r. D›flar›<br />
at›lan havan›n yerine serin bir noktadan temiz<br />
hava girifli sa¤lan›r<br />
Toprak Alt› Hava Kanallar›<br />
(Kanatlar)<br />
Topra¤›n 5-6 m. alt›na inildi¤inde,<br />
s›cakl›k yaz k›fl 12-16 °C civar›nda<br />
kal›r. Bu, yaz›n binalar› serinletmek<br />
için müthifl bir olanakt›r. Söz<br />
konusu serinletme yöntemi o kadar<br />
etkilidir ki, özellikle Mezopotamya’da<br />
bin y›llarca kullan›lm›flt›r. Farkl›<br />
co¤rafyalarda kanat, karez, galeria,<br />
falaj gibi de¤iflik isimlerle an›lan bu<br />
kanallar, bafllang›çta yer alt›<br />
suyunun yer üstüne ç›kart›larak<br />
sulama amaçl› kullan›lmas› için infla<br />
edilmifltir. Ancak zamanla kanada<br />
inen düfley kanallardan (kanad›n<br />
kaz›lmas› s›ras›nda bunlar›n aç›lmas›<br />
zorunludur) serin hava elde<br />
edilebildi¤i fark edilince, kanatlar<br />
binalarda serinletme amac›yla da<br />
kullan›lm›flt›r<br />
‹lk önce enerjiyi kaybetmemek için gerekli önlemleri almal› ve gerekli mimari düzenlemeleri yapt›ktan sonra minimal enerji ile ihtiyaçlar› karfl›lamal›y›z.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Gün Ifl›¤› ile Ayd›nlatma<br />
Yazan: Hülya Okutan<br />
Gün ›fl›¤›, yüzy›llard›r ayd›nlatman›n<br />
temel kayna¤›d›r. Gün ›fl›¤› ile do¤al<br />
ayd›nlatmay› sa¤layan yöntemlerden en<br />
çok bilineni ve kullan›lan› da pencerelerdir.<br />
Pencerelerden gelen ›fl›kla ayd›nlatma, evlerde<br />
yeterli olabilmektedir. Ancak, sanayide ve çok<br />
katl› ya da genifl oturum alanl› binalarda gün ›fl›¤›<br />
pencere bölgesine yak›n k›s›mlarda kalmakta,<br />
odan›n derinliklerine ›fl›k aktar›lamad›¤› için<br />
homojen bir ayd›nlatma sa¤lanamamaktad›r.<br />
Dolay›s›yla, gündüz saatlerinde yapay<br />
ayd›nlatman›n kullan›lmas›na sebep olmaktad›r.<br />
Ayr›ca s›cakl›k sebebiyle de, günefl ›fl›¤› her<br />
mekânda istenmemekte yine depo gibi genifl<br />
hacimli alanlarda yapay ayd›nlatma<br />
kullan›lmaktad›r.<br />
Gün ›fl›¤› ayd›nlatma sistemleri, pencereden<br />
gelen ›fl›¤›n homojen olmamas›n›n yan› s›ra<br />
s›cakl›k, kamaflma gibi olumsuz özellikleri de<br />
beraberinde getirmesinden dolay› ‘geliflmifl’ ve<br />
‘yenilikçi’ bir çözüm olarak ortaya ç›km›flt›r. Bu<br />
sistemler, pencerelere ek kombinasyonlarla ve<br />
pencerelerden ba¤›ms›z olarak gün ›fl›¤›n› iç<br />
mekâna al›r. Geliflmifl olarak adland›r›lsa da her<br />
koflulda sistemin olumlu bir flekilde çal›flaca¤›<br />
garanti edilemez. Bu sistemler, karanl›k bir<br />
mekâna gün ›fl›¤›n› tafl›mak, ayd›nlatma seviyesini<br />
homojenlefltirmek, görsel konforu art›rmak,<br />
gölgelendirme kontrolü ve s›cakl›k kontrolü<br />
sa¤lamak, daha az enerji harcayarak enerji ve<br />
Do¤al olarak pasif günefl sistemi uygulamalar› iyi bir mimari tasar›m ile bafllar.<br />
maliyet tasarrufu elde etmek amac›yla<br />
uygulanmaktad›r.<br />
Bir yap›da hangi gün ›fl›¤› ayd›nlatma sisteminin<br />
kullan›laca¤› tasar›m aflamas›nda belirlenmelidir.<br />
Sonradan binalara entegre edilen sistemler uygulama<br />
zorlu¤u, detay hatalar› ve daha fazla maliyet<br />
getirmektedir. Projenin yap›s›, tasar›m aflamas›nda<br />
veya sonraki aflamalarda hangi sistemin<br />
kullan›laca¤›n› belirler. Bu belirleyiciler afla¤›da<br />
s›ralanm›flt›r.<br />
• Konum: Her binan›n bulundu¤u enlem ve<br />
boylam flartlar›na göre günefllenme süreleri ve<br />
iklimsel flartlar birbirinden farkl›d›r. Baz›<br />
binalarda daha fazla gün ›fl›¤› iç mekâna<br />
aktar›l›rken, baz›lar›nda ise s›cakl›k ve termal<br />
flartlar sebebiyle gölgeleme ön plandad›r.<br />
• Binan›n gün ›fl›¤› alma hali: Yap›laflman›n<br />
do¤al getirisi olarak binalar di¤er binalarla ve<br />
çevresindeki gölge verici flartlarla iliflki içindedir.<br />
• Mimari tasar›m: Tasar›m, bir binan›n d›fl<br />
kabu¤unu dolay›s›yla ayd›nlanma kararlar›n›<br />
etkiler. Manzara, pencerelerin konumu ve<br />
aç›kl›klar› gün ›fl›¤› ayd›nlatma sistemlerinin<br />
seçiminde belirleyicidir.<br />
• ‹fllev: Bina içindeki ifllevler ortamlar›n<br />
ayd›nlanma seviyesini ve tasar›m ilkelerini<br />
belirler. Örne¤in sinema, konferans salonlar›,<br />
müzeler gün ›fl›¤›na az ihtiyaç duyarken ofisler,<br />
marketler, evler daha fazla gün ›fl›¤›na ihtiyaç<br />
duyan mekânlard›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 131
Di¤er Günefl Enerjisi Sistemleri<br />
Tesco Kipa Hipermarketi<br />
• Ayd›nlanma: Konutlarda pencerelere yak›n<br />
olan k›s›mlar daha yüksek ayd›nl›k<br />
seviyesindeyken iç k›s›mlar karanl›kta kal›r. Bu<br />
ayd›nlanma fark› ve ortamda pencerelere yak›n<br />
k›s›mlardaki s›cakl›k rahats›z edici olur. Kontrol<br />
gerektirir.<br />
• Binadan beklenilen enerji verimlili¤i: Son<br />
dönemde gündemde önemli bir yer tutmakta<br />
olan enerji verimlili¤i ülkemizde de enerji<br />
verimlili¤i yasa tasar›s›n›n kabulü ile h›z<br />
kazanm›fl ve büyük binalar, iflletmeler bu konu<br />
hakk›nda daha duyarl› hale gelmifltir. Enerji<br />
132<br />
Gün ›fl›¤› tüpü boru çap› ve performans özellikleri iliflkisi<br />
sarfiyat›ndaki en önemli kalemlerden biri<br />
ayd›nlatmad›r. Do¤ru bir gün ›fl›¤› ayd›nlatma<br />
sistemi ile enerji tasarrufu sa¤lanabilir.<br />
• Ekonomik flartlar: Geliflmifl gün ›fl›¤›<br />
ayd›nlatma sistemleri standart bir pencere<br />
sistemiyle karfl›laflt›r›ld›¤›nda maliyetli<br />
sistemlerdir. Do¤ru sistem tasar›m aflamas›nda<br />
devreye girmezse, sonradan yap›lacak olan<br />
sistemler bu maliyetleri daha da art›rmaktad›r.<br />
Gün Ifl›¤› Tüpü Uygulamalar›<br />
Yanda örne¤i görülen geliflmifl gün ›fl›¤›<br />
ayd›nlatma sistemi, gün ›fl›¤› tüpü diye<br />
adland›r›lan ve d›fl mekândaki gün ›fl›¤›n› iletim<br />
katsay›s› çok yüksek bir metal boru ile tafl›y›p<br />
hacme homojen da¤›tan bir sistemdir.<br />
D›fl mekânda bulunan fleffaf fanus üzerindeki<br />
optik k›r›lmalar ile gün ›fl›¤› boru içine<br />
yönlendirilir. Yans›tma katsay›s› % 99’un üzerinde<br />
bulunan özel film tabakas› kapl› borular ile gün<br />
›fl›¤› tafl›narak en alt k›s›mda bulunan ›fl›k yay›c›<br />
kapak ile homojen bir ayd›nlatma sa¤lan›r.<br />
Sistemin en önemli avantajlar›ndan biri de UV’yi<br />
% 99 oran›nda engellemesi ve s›cakl›¤›<br />
iletmemesidir. Bu sayede gün ›fl›¤›ndan<br />
faydalanmak isteyen fakat s›cakl›k sebebiyle<br />
kullan›lamayan mekânlar için uygundur.<br />
BORU ÇAPI AYDINLATMA ALANI POTANS‹YEL TOPLANAN IfiIK<br />
MAKS‹MUM UZUNLUK AKIfiI (LÜMEN)<br />
Ortalama-max<br />
250 mm 14-19 m 2<br />
350 mm 23-28 m 2<br />
530 mm 38-40 m 2<br />
6 m 3.000 – 4.600<br />
9 m 6.000 – 9.100<br />
15 m 13.500- 20.850<br />
Do¤al ayd›nlatmada farkl› uygulamalara www.gunisigiaydinlatma.com adresinden ulafl›labilir.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Ekler<br />
Ekler
Ekler<br />
Elektrikli Aletler için Enerji Tüketim Tablosu<br />
Cihaz W (Watt) Cihaz W (Watt) Cihaz W (Watt)<br />
Su ›s›t›c› 200 Elektrikli battaniye 2000 Sarfiyats›z ampullerin denkli¤i<br />
Kahve makinesi 800 Saç kurutma makinesi 1000-1500 40W dengi 11<br />
Ekmek k›zartma makinesi 800-1500 T›rafl makinesi 15 60W dengi 16<br />
Patlam›fl m›s›r makinesi 250 WaterPik 100 75W dengi 20<br />
Blender 300 Bilgisayar 100W dengi 30<br />
Mikrodalga f›r›n 600-1700 Dizüstü 50-75 Tavan pervanesi 10-50<br />
Tost makinesi 1200 PC 200-600 Masa pervanesi 10-25<br />
Elektrikli ocak 1200 Yaz›c› 100-500 Elektrikli çim biçme makinesi 1500<br />
Fritöz 1200 Sistem (CPU, 1500’e Elektrikli budama<br />
monitör, lazer yaz›c›) kadar makinesi 450<br />
Bulafl›k makinesi 1200-1500 Faks 35 Misinal› çim biçme makinesi 450<br />
Çöp ö¤ütücü 450 DVD oynat›c› 25 1/4” matkap 250<br />
Çamafl›r makinesi Televizyon 1/2” matkap 750<br />
Otomatik 500 25” renkli 150+ 1” matkap 1000<br />
Manuel 300 19” renkli 70 9” dairesel z›mpara 1200<br />
Elektrikli süpürge 12” siyah-beyaz 20 3” z›mpara makinesi 1000<br />
Normal 200-700 Video oynat›c› 40-100 12” elektrikli testere 1100<br />
El süpürgesi 100 CD-çalar 35-100 14” flerit testere 1100<br />
Dikifl makinesi 100 Stereo 10-100 7 1/4” tepsi testere 900<br />
Ütü 1000 Radyolu saat 1 8 1/4” tepsi testere 1400<br />
Çamafl›r kurutucu AM/FM araba radyosu 8 Buzdolab›/dondurucu-<br />
Energy Star<br />
Elektrikli* 4000 Uydu çana¤›/‹nternet 30-65 368 m 3<br />
540 kWh/y›l<br />
Gazl› 300-400 CB radyo 5 320 m 3<br />
390 kWh/y›l<br />
Is›t›c› Elektrikli saat 3 256 m 3<br />
370 kWh/y›l<br />
Motor bloklu* 150-1000 Uydu telefonu Sun Frost marka buzdolab›<br />
Tafl›nabilir* 1500 Al›m 5 256 m 3 DC (7) 112<br />
Su yata¤›* 400 Yay›n 40-150 192 m 3 DC (7) 70<br />
Su deposu* 100 Ifl›k Dondurucu-Normal<br />
Brülör fan› 300-1000 100W ampul 100 224 m 3 (15) 440<br />
Klima* 25W sarfiyats›z ampul 28 224 m 3 (14) 350<br />
Oda 1500 50W DC ampul 50 Sun Frost marka dondurucu<br />
Merkezi sistem 2000-5000 40W DC halojen 40 304 m 3 (10) 112<br />
Garaj kap›s› kumandas› 350 20W DC sarfiyats›z ampul 22 Daktilo 80-200<br />
*Elektri¤ini günefl panellerinden elde eden konutlarda, bu cihazlar genellikle elektrik harici enerji kaynaklar› kullan›rlar.<br />
Bu liste Amerika’daki ortalama de¤erlerden oluflturulmufltur.<br />
Kaynak: Solar Living Source Book, Real Goods<br />
134<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Ekler<br />
Günlük Elektrik Yükünü Hesaplama<br />
AC Cihaz Gücü x Günlük kullan›m x Kullan›lan gün say›s› ÷ 7 = Ortalama günlük<br />
Watt (saat) (haftal›k) enerji kullan›m›<br />
Wh<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
1 Toplam AC Wh/gün<br />
2 x 1.1 = Toplam düzeltilmifl DC Wh/gün<br />
DC Cihaz Gücü x Günlük kullan›m x Kullan›lan gün ÷ 7 = Ortalama günlük<br />
Watt (saat) say›s› (haftal›k) enerji kullan›m›<br />
Wh<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
x x ÷ 7 =<br />
3 Toplam DC Wh/gün<br />
3 Toplam DC Wh/gün<br />
4 Sat›r 2’den toplam düzeltilmifl DC Wh/gün +<br />
5 Evin toplam DC Wh/gün de¤eri =<br />
6 Sistemin nominal voltaj› (genellikle 12 veya 24) ÷<br />
7 Toplam DC amper-saat/gün =<br />
8 Akü kay›plar›, tesisat kay›plar›, güvenlik faktörü x 1.2<br />
9 Toplam günlük amper-saat gereksinimi =<br />
10 Sistemin tahmini günefllenme süresi ÷<br />
11 PV dizisinin amper cinsinden toplam ak›m› =<br />
12 Sisteminiz için bir fotovoltaik modül seçin<br />
13 Modülün nominal amper gücü ÷<br />
14 Gereken paralel modül say›s› =<br />
15 Sistemin nominal voltaj› (yukar›da, 6. sat›r)<br />
16 Modülün nominal voltaj› (genellikle 12) ÷<br />
17 Seri ba¤lanmas› gereken modül say›s›<br />
18 Gereken paralel modül say›s› (yukar›da, 14. sat›r) x<br />
19 Gereken toplam modül say›s› =<br />
Akü Büyüklü¤ünü Belirleme<br />
20 Günlük toplam amper-saat gereksinimi (9. sat›r)<br />
21 Gün cinsinden rezerv süresi x<br />
22 Kullan›labilir akü kapasitesi yüzdesi ÷<br />
23 Amper-saat cinsinden minimum akü kapasitesi =<br />
24 Sist.için bir akü seçin, amper-saat kapasitesini girin ÷<br />
25 Paralel akü say›s› =<br />
26 Sistemin nominal voltaj› (6. sat›r)<br />
27 Seçti¤iniz akünün voltaj› (genellikle 12 veya 24) ÷<br />
28 Seri ba¤lanan akü say›s› =<br />
29 Paralel akü say›s› (yukar›da, 25. sat›r) x<br />
30 Gereken toplam akü say›s›<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 135
Ekler<br />
Ad›m Ad›m Günlük Yükü Hesaplama<br />
1. Sat›r: Yukar›daki sütundaki toplam ortalama<br />
Wh/gün.<br />
2. Sat›r: AC cihazlarda, evirici(invertör) verimsizli¤ini<br />
(genellikle % 90’l›k verim) hesaba katmak için Wh<br />
toplam›n› 1,1’le çarp›n. Bu, aküden çekilecek<br />
olan gerçek DC Wh miktar›n› verir.<br />
3. Sat›r: DC cihazlar do¤rudan toplan›r, düzeltme<br />
gerekmez.<br />
4. Sat›r: Yukar›da, 2. sat›rdaki toplam› girin.<br />
5. Sat›r: Toplam DC Wh/günü bulmak için AC ve DC<br />
Wh toplamlar›n› toplay›n.<br />
6. Sat›r: Akü sisteminin voltaj›n› girin; bu genellikle<br />
12 veya 24 Volttur. Daha yüksek voltajla çal›flacak<br />
kontrol ve izleme donan›mlar›n› bulmak bazen güç<br />
oldu¤undan, yüksek voltajda karar k›lmadan önce<br />
teknik olarak bir yetkiliye dan›fl›n.<br />
7. Sat›r: 5. sat›rdaki toplam› 6. sat›rdaki voltaja bölün.<br />
8. Sat›r: Bu, tesisat ve akülerden kaynaklanan<br />
kay›plar› hesaba katarak ufak bir güvenlik marj›<br />
sa¤layan<br />
yuvarlama faktörümüzdür. 7. sat›r› 1,2’yle çarp›n.<br />
9. Sat›r: Bu, her gün aküye verilmesi gereken<br />
ortalama enerji miktar›d›r.<br />
10. Sat›r: Günde kaç saat günefl göreceksiniz? Aylara<br />
ba¤l› günefllenme süresi, Elekrik ‹flleri Etüt<br />
‹daresi’nin web sitesinde yer alan Günefl Enerjisi<br />
Potansiyeli Atlas›ndan<br />
(http://repa.eie.gov.tr/MyCalculator/Default.aspx)<br />
faydalan›larak elde edilebilir.<br />
Muhtemelen sisteminizi en kötü koflullara göre<br />
tasarlamayacaks›n›z. F›rt›na s›ras›nda enerji<br />
tasarrufu veya yedek bir güç kayna¤›, bu sat›rda<br />
daha yüksek bir rakam›n kullan›labilmesini ve<br />
dolay›s›yla sistemin kurulum masraflar›n›n<br />
azalmas›n› sa¤layabilir.<br />
11. Sat›r: 9. sat›r› 10. sat›ra bölün; bu, gereken toplam<br />
PV ak›m›n› verir.<br />
12. Sat›r: Sisteminizde hangi günefl panelini kullanmak<br />
istedi¤inize karar verin. Bu hesaplar› farkl› panellerle<br />
yapman›z iyi olur. ‹htiyaçlar›n›z› karfl›lamak için<br />
yukar› m›, afla¤› m› yuvarlaman›z gerekti¤ine bak›n.<br />
13. Sat›r: Seçti¤iniz panelin nominal gücüne göre<br />
amper ç›kt›s›n› girin.<br />
14. Sat›r: 11. sat›r› 13. sat›ra bölüp, gereken paralel<br />
modül say›s›n› bulun. Mutlaka bir küsurat kalacak.<br />
12 Volt’luk bir sisteminiz varsa, burada durup 14.<br />
sat›rdaki yan›t›n›z› 19. sat›ra geçirebilirsiniz.<br />
Nominal sistem voltaj›n›z 12 volttan yüksekse,<br />
devam edin.<br />
136<br />
15. Sat›r: Sistemin akü voltaj›n› girin. Bu, genellikle<br />
12 veya 24’tür.<br />
16. Sat›r: Modülün nominal voltaj›n› girin. Bu, özel<br />
durumlar haricinde 12 olacakt›r.<br />
17. Sat›r: 15. sat›r› 16. sat›ra bölün. Bu, akülerinizi flarj<br />
etmek için kaç modülü seri ba¤laman›z gerekti¤ini<br />
gösterir.<br />
18.Sat›r: 14. sat›rdaki rakam› girip 17. sat›rdakiyle<br />
çarp›n.<br />
19. Sat›r: Bu, elektrik ihtiyac›n›z› karfl›lamak için<br />
gereken toplam günefl paneli say›s›d›r. Çok mu<br />
yüksek? Ya elektrik tüketiminizi azalt›n, ya da<br />
rüzgâr veya su gibi ikincil bir enerji kayna¤› ekleyin.<br />
Bunu pek önermesek de bir alternatif de gürültülü,<br />
bafla bela, fosil yak›t içen bir jeneratörün sisteme<br />
eklenmesidir.<br />
Akü Büyüklü¤ünü Belirleme<br />
20. Sat›r: 9. sat›rdaki toplam günlük amper-saat<br />
de¤erini girin.<br />
21. Sat›r: Gün cinsinden rezerv akü kapasitesi. Biz<br />
genellikle üç ila yedi günlük yedek kapasite tavsiye<br />
ediyoruz. Daha az rezerv, aküyü her gün doldurup<br />
boflaltman›za neden olacak, bu da akünün ömrünü<br />
k›saltacakt›r. Yedi günden fazla kapasite de<br />
pahal›ya mal olaca¤›ndan yedek bir güç kayna¤›<br />
aranmal›d›r.<br />
22. Sat›r: Akü kapasitesinin % 100’ünü<br />
kullanamazs›n›z (yeni akü al›rsan›z, o baflka).<br />
Bunun maksimumu, % 80’dir. Biz de genellikle<br />
% 50-60 tavsiye ederiz. Bu, akülerinizin ömrünü<br />
uzatt›¤› gibi, ufak bir acil durum rezervi de b›rak›r.<br />
Bu sat›ra 0,5 ile 0,8 aras›nda bir de¤er girin.<br />
23. Sat›r: 20. sat›r› 21. sat›rla çarp›p 22. sat›ra bölün.<br />
Bu, size gereken minimum akü kapasitesidir.<br />
24. Sat›r: Bir akü türü seçin. Evde kullan›lan<br />
sistemlerde en s›k jel tipi aküler kullan›l›r. Daha<br />
fazla ayr›nt› için Aküler bölümüne bak›n. Seçti¤iniz<br />
akünün amper-saat kapasitesini bu sat›ra girin.<br />
25. Sat›r: 23. sat›r› 24. sat›ra bölün; bu, size gereken<br />
paralel akü say›s›d›r.<br />
26. Sat›r: Sisteminizin 6. sat›rdaki nominal voltaj›n›<br />
girin.<br />
27. Sat›r: Seçti¤iniz akü türünün voltaj›n› girin.<br />
28. Sat›r: 26. sat›r› 27. sat›ra bölün; bu, istenen sistem<br />
voltaj› için kaç aküyü seri ba¤laman›z gerekti¤ini<br />
gösterir.<br />
29. Sat›r: 25. sat›rdaki paralel akü say›s›n› girin.<br />
30. Sat›r: 28. sat›r› 29. sat›rla çarp›n. Bu, sisteminize<br />
gereken toplam akü say›s›d›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Ekler<br />
Evsel Kullan›m için Pratik Formüller:<br />
Günlük Üretilen Enerji<br />
Fotovoltaik Panel Büyüklü¤ü (W) x Günefllenme Süresi<br />
(saat/gün) x Sistem Verimi = Sistem Üretimi (Wh/gün)<br />
Ada Sistemi:<br />
Ortalama Günlük Elektrik Tüketimi (Wh/gün) ÷<br />
Günefllenme Süresi (saat/gün) ÷ % 55 Sistem Verimi =<br />
Gerekli PV Gücü (W)<br />
Tahmini Hesaplama:<br />
PV Panel Büyüklü¤ü (W) x 3 = Üretim Miktar› (Wh/gün)<br />
Üretim Miktar› (Wh/gün) x (1/3) = PV Panel Büyüklü¤ü (W)<br />
fiebeke Ba¤lant›l› Sistem:<br />
Ortalama Günlük Elektrik Kullan›m› (kW-saat/gün) ÷<br />
Günefllenme Süresi (saat/gün) ÷ % 70 Sistem Verimi =<br />
Gerekli PV gücü kW olarak<br />
Tahmini Hesaplama:<br />
PV Panel Büyüklü¤ü (W) x 4 = Üretim Miktar›<br />
(kWh/gün)<br />
Üretim Miktar› (Wh/gün) x (1/4) = PV Panel<br />
Büyüklü¤ü (kW)<br />
1 kW’l›k güç = 75 m 2 PV Panel alan›<br />
1 MW’l›k kurulu PV Sistemi, Amerika Birleflik<br />
Devletleri’nde 31 kWh/gün’lük tüketime sahip yaklafl›k<br />
130 konutun ihtiyac›n› karfl›layabilmektedir. Türkiye’de<br />
dört kiflilik bir ailenin ayl›k ortalama elektrik tüketimi<br />
230 kWh civar›ndad›r. 1 MW’l›k kurulum, ülkemizde<br />
yaklafl›k 520 evin ayl›k ihtiyac›n› karfl›layabilir.<br />
Elektrik Üretiminin Toptan Sat›fl›<br />
(Dünya Genelindeki Ortalama Rakamlar):<br />
Kömür = 4 Euro / kWh<br />
Do¤al Gaz = 6 Euro / kWh<br />
Rüzgar = 7 Euro / kWh<br />
PV = 14 Euro / kWh (Bireysel üretim)<br />
Hidroelektrik = 11 Euro / kWh<br />
Jeotermal = 11 Euro / kWh<br />
Nükleer = 14 Euro / kWh<br />
Merkezi PV Santralleri = 15 Euro / kWh<br />
Ülkemizde yo¤unluklu kullan›lan enerji<br />
çeflitlerinin maliyetleri ise 2008 sonu itibariyle;<br />
• 1 m 3 do¤al gaz›n her fley dahil tüketiciye sat›fl fiyat›:<br />
107, 87 kr’tur.<br />
(4 kiflilik bir ailenin y›ll›k ortalama do¤al gaz tüketimi:<br />
1500 m 3 ’tür.)<br />
• 1 kWh elektri¤in konutlardaki sat›fl fiyat› her fley<br />
dahil 24,9 kr’dir.<br />
Batarya Boyutu:<br />
kWh/gün ÷ 3-5 Depolama Günü x 3 = Gerekli kWh<br />
Batarya Boyutu<br />
fiarj Kontrol Ünitesi Boyutu:<br />
PV Devre Ak›m›, amp x 1,56 = Toplam Amper Boyutu<br />
fialter Boyutu:<br />
Devre Ak›m›, amp x 1,56 = fialter Amper Boyutu<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 137
Ekler<br />
Bina Etüdü<br />
Bu bölümde, tek veya iki ailenin yaflad›¤› bir binan›n<br />
çat›s›na konacak bir PV sistem için bir liste sunuyoruz.<br />
‹nflaat belgelerinin kopyalar› (zemin plan›, kesit, çat›<br />
plan› ve vaziyet plan›) mevcutsa müflteriden al›nmal›d›r.<br />
Daha büyük PV sistemlerde daha ayr›nt›l› bir<br />
incelemeye ihtiyaç vard›r. Gerekirse, bu modele<br />
dayanarak kendi listenizi oluflturabilirsiniz. Sistem<br />
k›smen gölgeli olacaksa, ilave listeler de kullan›labilir.<br />
Gölge unsurlar›n›n PV sistem üzerindeki etkisini<br />
de¤erlendirmek için, fiekil 3.14’teki gibi kaba bir eskiz<br />
yapmak iyi olur. Bu, listenin üzerine, yönleri gösteren<br />
alana veya vaziyet plan›n›n üstüne yap›labilir. Yeni bir<br />
binada, etrafta baflka bina ve a¤açland›rma yap›l›p<br />
yap›lmayaca¤› ve a¤açlar›n büyümesi de göz önüne<br />
al›nmal›d›r.<br />
Eskizin veya vaziyet plan›n›n üzerine afla¤›dakiler<br />
iflaretlenmelidir (gerekti¤i takdirde foto¤raflar da<br />
eklenmelidir).<br />
• Çat› alan› (yönler de dikkate al›narak).<br />
• PV sistem için kullan›labilecek alan.<br />
• Baca, anten, uydu çanaklar›.<br />
• Civardaki binalar (yaklafl›k mesafe ve yükseklik).<br />
• A¤açlar (yaklafl›k mesafe ve yükseklik, yapraklar›n›<br />
döken ve kozalakl› a¤açlar iflaretlenir).<br />
• PV sistemi gölgeleyeceklerse, tepeden geçen hatlar<br />
(elektrik, telefon).<br />
• Di¤er gölge unsurlar›: Binalar›n düflen gölgeleri, çat›<br />
pencereleri vs.<br />
Gölge silüetleri, ilgili günefl yolu diyagram›n›n üzerine<br />
iflaretlenebilir. Bu, ilk alan ziyaretinde yap›l›rsa,<br />
gölgeleme konusunda müflteriye bir ön<br />
tahmin verilebilir.<br />
138<br />
Etiketler (gerekiyorsa yükseklikleriyle):<br />
PV için kullan›labilir alan = PV<br />
Çat› penceresi =<br />
Anten =<br />
Baca =<br />
Kozalakl› a¤aç=<br />
Yaprak döken a¤aç=<br />
Bina ‹ncelemesi Örnek Eskizi (fiekil 3-14)<br />
Çat› geniflli¤i<br />
Çat› uzunlu¤u<br />
Çat› e¤imi<br />
Saçak yüksekli¤i<br />
PV Sistem Listesi – Gerekli Ölçüler (fiekil 3.15)<br />
Tepe yüksekli¤i<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Ekler<br />
PV Sistem Listesi<br />
Müflterinin ismi: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Sokak, numara:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Posta kodu, flehir: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Telefon (özel): . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Telefon (ifl): . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
fiu saatler aras›nda:....................... -.............................<br />
Faks: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
‹nflaat alan›n›n adresi (Farkl› bir adres ise): . . . . . . . . . .<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Mimar: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Elektrikçi: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Çat› ustas›: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Müsait çat› alan›:<br />
Uzunluk =................... m x genifllik=<br />
.................................... m = .................................. m 2<br />
Di¤er çat› elemanlar›:<br />
Baca Tepe penceresi<br />
Paratoner Çat› penceresi<br />
Di¤er<br />
Faydal› Belgeler<br />
‹nflaat planlar›:<br />
Vaziyet plan› Zemin plan› Çat› plan›<br />
Cepheler Kesitler Binan›n tan›m›<br />
Foto¤raflar:<br />
Çat› Evin seçilen çat› alan›yla görünüflü<br />
Saatin yeri Gölgeleme: Gölge durumu<br />
Müflterinin ‹stekleri ve Beklentileri<br />
PV modül türü:<br />
Çat›ya monte Çat›ya entegre<br />
Di¤er<br />
Monokristal Polikristal<br />
Amorf ‹nce film<br />
PV güç (yaklafl›k) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . kWp<br />
Maksimum yat›r›m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
‹stenen enerji üretimi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . kWh/y›l<br />
Maksimum alan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m 2<br />
Di¤er. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Çat›<br />
Çat› flekli:<br />
Beflik çat› Düz çat› Tek e¤imli çat›<br />
K›rma çat› Topuz çat› Mansart çat›s›<br />
Testeredifli çat› Beflik-topuz karma çat›<br />
Di¤er. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Çat› kaplamas›:<br />
Arduvaz Oluklu Eterni Bitümlü membran<br />
Kiremit Çak›l Zift<br />
Alaturka (oluklu) kiremit Düz kiremit<br />
Marsilya kiremidi<br />
Di¤er. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Çat› inflaat›:<br />
Is› yal›t›m›? Evet Hay›r<br />
Çat› alt strüktürü. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Kirifllerin aras›ndaki mesafe= . . . . . . . . . . . . . . . . . . m<br />
Çat›n›n eriflilebilirlik durumu:<br />
Vinç gerekli ‹skele gerekli<br />
Araç eriflimi Evet Hay›r<br />
Kablo döflerken kullan›labilecek çat› aç›kl›klar›<br />
Evet Hay›r<br />
Havaland›rma kiremitleri Di¤er çat› aç›kl›klar›<br />
PV jeneratör, invertör ve elektrik saati<br />
PV jeneratörün yönü:<br />
Güney yönü 0° kabul edilerek (-90° (do¤u) +90° (bat›)):<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . °<br />
PV jeneratörün e¤ilme aç›s› 0°den (yatay) 90°ye (dikey):<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . °<br />
Paratoner var m›? Evet Hay›r<br />
PV jeneratör nerede topraklanabilir? . . . . . . . . . . . . .<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Jeneratör buat›n›n yeri? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Elektrik saati nerede?<br />
Bodrum Koridor Salon<br />
Depo Binan›n d›fl›nda: Mesafe...........m<br />
Di¤er . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 139
Ekler<br />
Saat ba¤lant›s›?<br />
Saate yer kal›yor mu? Evet Hay›r<br />
‹nvertöre de yer var m›? Evet Hay›r<br />
‹nvertörün yeri?<br />
DC ana anahtar›n›n yeri? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Hatlar ve kurulum<br />
Yaklafl›k kablo uzunlu¤u:<br />
PV jeneratörle buat aras›ndaki mesafe:. . . . . . . . . . . m<br />
PV jeneratörle eflgerilimli da¤›t›m hatt› aras›ndaki<br />
mesafe: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m<br />
Jeneratör buat›yla invertör aras›ndaki mesafe: . . . . . . .<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m<br />
‹nvertörle flebeke ba¤lant›s› aras›ndaki mesafe: . . . . m<br />
DC ana kablosunun yeri ve tesisat türü: . . . . . . . . . . m<br />
AC ba¤lant› kablosunun yeri ve tesisat türü: . . . . . . m<br />
Çat› k›r›lmal› m›? Evet Hay›r<br />
Kaç kez?: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
140<br />
Di¤er<br />
Y›ll›k elektrik tüketimi? kWh / y›l<br />
Yeni binada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
Civardaki a¤açland›rma ve yeni bina projelerini araflt›r.<br />
Gölgeleme için . . . . . . . . . . gölgeleme listesini kullan!<br />
Ev tescilli mi ya da sit alan›nda m›?<br />
Evet Hay›r<br />
Gölgeleme listesi<br />
Çizin (ya da gerekiyorsa foto¤raf çekin)<br />
• Çat› alan› (yönünü belirtin)<br />
• PV sistemi için kullan›labilecek alan (PV sistemin<br />
merkezini koordinatlar›n orijinine yerlefltirin)<br />
• Baca, anten, uydu çanaklar›<br />
• Civardaki binalar (yaklafl›k mesafe ve yükseklik)<br />
• A¤açlar (yaklafl›k mesafe ve yükseklik). Yapraklar›n› .<br />
döken a¤açlarla kozalakl› a¤açlar› iflaretleyin<br />
• Tepeden geçen hatlar (elektrik, telefon)<br />
• Di¤er gölge unsurlar›: Binalar›n düflen gölgeleri<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Ekler<br />
Elektrikli Aletlerde Enerji Verimlili¤i<br />
Enerji S›n›f› Etiketi:<br />
Ürünün ne kadar enerji tüketece¤i bilgisini vermekte<br />
ve harflendirme sistemi ile enerji s›n›fland›rmas›<br />
yapmaktad›r. Tüketicilerin dikkat etmesi gereken,<br />
A++’ya do¤ru s›ralanmakta olan yüksek enerji<br />
verimlili¤ine sahip ürünleri tercih etmek olmal›d›r.<br />
Enerji performans etiketi d›fl›nda, tüketicinin elektrikli<br />
ev aleti al›rken dikkat etmesi gereken ikinci bir nokta<br />
ise ihtiyaçtan büyük hacimde cihaz tercih etmemesi<br />
olmal›d›r.<br />
Elektrikli alet sat›n al›rken ve kullan›m› esnas›nda<br />
dikkat edilmesi gereken, enerjinin etkin kullan›m›n›<br />
sa¤layan yöntemler flöyle s›ralanmaktad›r.<br />
Buzdolab›:<br />
Günün yirmidört saati çal›flt›¤› ve günlük tüketilen<br />
enerjinin üçte birini tüketti¤i için buzdolab› seçiminde<br />
daha fazla dikkat etmek gereklidir. Sat›n al›rken kap›<br />
s›zd›rmazl›¤›, çal›flma s›cakl›¤›n›n ayarlanabilir olmas›,<br />
yal›t›m ve enerji s›n›f›na dikkat edilmelidir. F›r›n, günefl<br />
›fl›¤› gibi ›s› kaynaklar›ndan uzak tutulmal›d›r. Hava<br />
sirkülasyonunu önleyecek tozlanmalar engellenmelidir.<br />
Fazla enerji tüketimine neden olan afl›r› buzlanma<br />
önlenmelidir.<br />
Klima:<br />
Do¤rudan günefl ›fl›¤›na maruz kalmamal› ve hatta<br />
a¤aç, tente, cam filmleri gibi pasif gölge sistemleri ile<br />
desteklenmelidir.<br />
Çamafl›r ve Bulafl›k Makinesi:<br />
Tam dolu çal›flt›r›larak en ekonomik y›kama program›<br />
tercih edilmelidir. Daha az deterjan kullan›lmal›d›r ve<br />
kullan›lan deterjana göre en düflük s›cakl›kta y›kama<br />
sa¤layan program tercih edilmelidir. Bulafl›k makinas›<br />
için 55° y›kama s›cakl›¤› yeterli olmaktad›r. Bulafl›klar,<br />
bulafl›k makinas›na yerlefltirilmeden önce s›yr›larak<br />
temizlenmelidir. Çamafl›rlar›n kurutmas›, makine ile<br />
de¤il rüzgar, günefl gibi do¤al enerji kaynaklar›ndan<br />
sa¤lanmal›d›r.<br />
Ocak ve F›r›nlar:<br />
Küçük kapasiteli f›r›nlar tercih edilmeli ve ön ›s›tma<br />
gerekli olmad›¤› sürece yap›lmamal›d›r. Donmufl<br />
yiyecekler f›r›na do¤rudan yerlefltirilmeden d›flarda<br />
çözünmesi sa¤lanmal› ve piflirmeden birkaç dakika<br />
önce kapat›lmal›d›r. Mikrodalga f›r›nlar piflirme<br />
ifllemini 2-10 dk, ›s›tma ifllemini 10-30 sn’de<br />
gerçekleflti¤i için % 66 tasarruf sa¤lar.<br />
Di¤er Ev Aletleri:<br />
Bu aletlerin ço¤u k›sa süreli çal›flma gerektirmelerine<br />
ra¤men fazla enerji tüketimine neden olmaktad›r.<br />
Örne¤in bir saç kurutma makinas›n›n 10 dakika<br />
çal›flmas› ile harcad›¤› enerji, 60 W’l›k bir lamban›n<br />
3 saatte harcad›¤› enerjiye efl de¤erdir.<br />
Elektronik birçok alet stand-by (uyku) modunda<br />
bekletilmemeli, kullan›lmad›¤› durumlarda fiflleri<br />
mümkün oldu¤u kadar prizden çekilmelidir. Büyük<br />
ekranlar yerine daha az enerji tüketen küçük ekran<br />
televizyonlar ya da bilgisayarlar tercih edilmelidir.<br />
Elektronik cihazlarda ses düzeyinin düflüklü¤ü de yine<br />
enerji tüketimini azaltmaktad›r.<br />
S›cak Su Üretimi:<br />
Mümkün oldu¤u kadar günefl enerjisi ile su ›s›tma<br />
sistemleri kullan›lmal›d›r. En yüksek 45-50° ’lere kadar<br />
›s›tma sa¤lanmal›d›r. S›cak suyu depolayan üreteçler<br />
(termosifon vb.) yerine anl›k su ›s›t›c›lar (flofben, kombi<br />
vb.) kullan›lmal›d›r. Is› kayb›n› önlemek için depolar ve<br />
tesisat›n yal›t›m› yap›lmal›d›r.<br />
Ak›ll› sayaçlar kullan›larak, elektrik tüketimi mümkün<br />
oldu¤unca indirimli saatlere göre yo¤unlaflt›r›lmal›d›r.<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 141
Kurumlar ve Firmalar<br />
142<br />
Sponsor Firmalar<br />
Kurumlar<br />
BMD SOLAR<br />
Faaliyet Alan›: Günefl enerjisinden elektrik üretimi ile ilgili proje ve uygulamalar askeri ve resmi kurumlara elektronik,<br />
makine, techizat, malzeme tedari¤i<br />
‹letiflim Bilgileri: G.M.K. Bulvar› 53/3 Maltepe/Ankara<br />
Tel: 312 232 3437 Fax: 312 232 6597 www.bmdsolar.com, www.solarmarketim.com, info@bmdsolar.com<br />
EKOGÜNEfi Yenilenebilir Enerji Sistemleri<br />
Faaliyet Alan›: Günefl ve rüzgar enerjisinden elektrik üretimi, LED ayd›nlatma<br />
‹letiflim Bilgileri: Ihlamur Sokak No: 12 / 9 Göztepe/‹stanbul<br />
Tel: 216 467 4157 Fax:212 310 2459 www.ekogunes.com, senem@ekogunes.com<br />
EKOSOLAR<br />
Faaliyet Alan›: Günefl ve rüzgar enerjisinden elektrik üretimi, LED ayd›nlatma<br />
‹letiflim Bilgileri: ‹lkbahar (Sancak) Mahallesi, 600. Sokak, No: 7 Çankaya/Ankara<br />
Tel: 312 491 6453 - 54 Faks: 312 491 6455 www.ekosolar.com, admin@ekosolar.com<br />
FORE SOLAR<br />
Faaliyet Alan›: Günefl ve rüzgar enerjisinden elektrik üretimi, günefl santralleri, profesyonel telekom<br />
uygulamalar›, enerji üreten çat› modelleri, kendi enerjisini kendi üreten ekolojik binalar<br />
‹letiflim Bilgileri: Suyan› Sokak. Yal› Apt. No: 17 / 1 Suadiye/‹stanbul<br />
Tel: 216 372 0380 Fax: 216 372 0688 www.foresolar.com, info@foresolar.com<br />
MEKAN‹K TASARIM<br />
Faaliyet Alan›: Günefl enerjisi entegreli yap› projeleri, çevre dostu mekanik sistemler, her tür iklimlendirme çözümleri<br />
‹letiflim Bilgileri: Dereboyu Caddesi, Musahip Sokak, No: 21 Ortaköy/‹stanbul<br />
Tel: 212 259 3825 Fax: 212 259 4736 www.halukderya.com, halukderya@gmail.com<br />
ONTEK Endüstriyel Mutfak ve Temiz Enerji Sistemleri<br />
Faaliyet Alan›: Klima, havaland›rma, ›s›tma, so¤utma sistemleri, günefl ve rüzgar enerjisi, LED ayd›nlatmalar<br />
‹letiflim Bilgileri: Uzun Çay›r Caddesi, Küme Sokak No: 5/1 Hasanpafla Kad›köy/‹stanbul<br />
Tel: 216 340 2663 Fax: 216 327 1569 www.ontekklima.com, www.gunespil.net; info@gunespil.net, info@ontekklima.com<br />
Bilkent Üniversitesi Ulusal Nanoteknoloji Enstitüsü<br />
www.nano.org.tr<br />
D›fliflleri Bakanl›¤› Enerji, Su ve Çevre Genel Müdürlü¤ü<br />
www.mfa.gov.tr<br />
Dicle Üniversitesi Günefl Enerjisi Uygulama ve Araflt›rma<br />
Merkezi www.dicle.edu.tr<br />
Diyarbak›r Günefl Evi<br />
www.gunesevi.org<br />
Ege Üniversitesi Günefl Enerjisi Enstitüsü<br />
www.eusolar.ege.edu.tr<br />
Elektrik Mühendisleri Odas›<br />
www.emo.org.tr<br />
Enerji ‹flleri Etüt ‹daresi<br />
www.eie.gov.tr<br />
Enerji Piyasas› Denetleme Kurulu<br />
www.epdk.gov.tr<br />
Eurosolar Türkiye, Avrupa Yenilenebilir Enerji Birli¤i Türkiye<br />
www.eurosolar.org.tr<br />
Gazi Üniversitesi TEMENAR<br />
www.temenar.gazi.edu.tr<br />
Hacettepe Üniversitesi YETAM<br />
www.yetam.hacettepe.edu.tr<br />
‹TÜ AR‹BA Ekibi<br />
www.ariba.itu.edu.tr<br />
‹TÜ Enerji Enstitüsü<br />
www.energy.itu.edu.tr<br />
Makine Mühendisleri Odas›<br />
www.mmo.org.tr<br />
Mu¤la Üniversitesi Temiz Enerji Kaynaklar› Ar-Ge Merkezi<br />
http://mutek.mu.edu.tr<br />
ODTU Fizik Bölömö<br />
www.physics.metu.edu.tr<br />
ODTU-Günefl Enerjisi Araflt›rma Merkezi<br />
Kurulum aflamas›nda.<br />
ODTU-MEMS<br />
www.microsystems.metu.edu.tr<br />
ODTU-MATPUM<br />
http://matpum.metu.edu.tr<br />
Pamukkale Üniversitesi Temiz Enerji Evi<br />
http://tee.pau.edu.tr<br />
Sakarya Üniversitesi<br />
www.entek.sakarya.edu.tr<br />
Süleyman Demirel Üniversitesi<br />
http://yekarum.sdu.edu.tr<br />
Tübitak-MAM Enerji Enstitüsü<br />
www.mam.gov.tr<br />
Tübitak Ulusal Metroloji Enstitüsü<br />
http://www.ume.tubitak.gov.tr<br />
Ulusal Fotovoltaik Teknoloji Platformu<br />
http://www.trpvplatform.org<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi
Kurumlar ve Firmalar<br />
Dernekler<br />
Enerji Ekonomisi Derne¤i<br />
www.traee.org<br />
GÜNDER- (Uluslararas› Günefl Enerjisi Derne¤i-Türkiye)<br />
www.gunder.org.tr<br />
Günefle Derne¤i<br />
www.gunese.org<br />
Firmalar<br />
Acer Enerji / Kayseri<br />
✆ 0352 691 47 00<br />
www.acerenerji.com<br />
Al Enerji / ‹stanbul<br />
✆ 0212 219 98 94<br />
www.alenerji.com.tr<br />
Anel / ‹stanbul<br />
✆ 0216 528 50 00<br />
www.anel.com.tr<br />
An›tcam-SunStrip / Konya<br />
✆ 0332 239 01 78<br />
www.anitcam.com<br />
BMD Group / Ankara<br />
✆ 0312 232 34 37<br />
www.bmdgroup.net<br />
Da¤san Solar / Konya<br />
✆ 0332 239 09 06<br />
www.dagsan.com.tr<br />
DCD Enerji / ‹stanbul<br />
✆ 0216 330 87 13<br />
www.dcdenergy.com<br />
Demir Solar / Denizli<br />
✆ 0258 263 76 80<br />
www.demirsolar.com.tr<br />
Denba Telecom / ‹stanbul<br />
✆ 0242 324 39 61<br />
www.denba.com<br />
Depar Solar / Ankara<br />
✆ 0312 397 72 36<br />
www.deparsolar.com<br />
e Sistem / ‹stanbul<br />
✆ 0216 528 50 00<br />
www.esistem.com.tr<br />
Efsun Solar / Antalya<br />
✆ 0242 258 11 53<br />
www.efsunsolar.com<br />
Ekogünefl / ‹stanbul<br />
✆ 0216 467 41 57<br />
www.ekogunes.com<br />
Ekosolar / Ankara<br />
✆ 0312 491 64 54<br />
www.ekosolar.com<br />
Eksen Enerji / Bal›kesir<br />
✆ 0266 385 07 14<br />
www.eksenenerji.com<br />
Enisolar / ‹stanbul<br />
✆ 0212 291 13 73<br />
www.enisolar.com<br />
Eren Solar Grup / Ankara<br />
✆ 0312 354 09 92<br />
www.eren-solar.com<br />
Erk Solar / Adana<br />
✆ 0256 316 27 27<br />
www.erksolar.com<br />
Euro Solar / ‹stanbul<br />
✆ 0216 680 44 50<br />
www.eurosolar.com.tr<br />
Ezinç Metal / Kayseri<br />
✆ 0352 321 13 21<br />
www.ezincmetal.com<br />
Ferhat Elektronik / Ankara<br />
✆ 0312 309 16 11<br />
www.ferhat.com.tr<br />
Fore Enerji / ‹stanbul<br />
✆ 0216 372 03 80<br />
www.foresolar.com<br />
Form Endüstri Ürünleri / ‹stanbul<br />
✆ 0212 286 18 38<br />
www.formgroup.com<br />
Ges Enerji / ‹stanbul<br />
✆ 0212 438 45 92<br />
www.gesenerji.com<br />
Gira Solar / Mu¤la<br />
✆ 0252 613 41 38<br />
www.girasolar.com.tr<br />
Günefl Pili / Konya<br />
✆ 0332 342 73 43<br />
www.gunes-pili.com<br />
Gün›fl›¤› Ayd›nlatma / ‹stanbul<br />
✆ 0212 356 45 03<br />
www.gunisigiaydinlatma.com<br />
‹nform A.fi. / ‹stanbul<br />
✆ 0216 622 58 00<br />
www.inform.com.tr<br />
IPC / ‹stanbul<br />
✆ 0216 317 4142<br />
www.ipc.com.tr<br />
Kuzey Makina / Mersin<br />
✆ 0324 444 44 88<br />
www.kuzeymak.com<br />
Laterna / ‹stanbul<br />
✆ 0212 293 88 78<br />
www.laek.com.tr<br />
GETSID - Günefl Enerjisi Tekno. Sanayici ve ‹fladamlar› Derne¤i<br />
www.getsid.com<br />
TemizDünya Ekoloji Derne¤i<br />
www.temizdunya.org<br />
Temiz Enerji Vakf›<br />
www.temev.org.tr<br />
Merk Solar / ‹stanbul<br />
✆ 0212 233 82 91<br />
www.merkenerji.com<br />
Net Enerji Ltd. fiti. / Diyarbak›r<br />
✆ 0412 257 16 61<br />
www.netenerji.net<br />
Norm Enerji / ‹stanbul<br />
✆ 0212 231 47 99<br />
www.normenerji.com.tr<br />
Ostim Enerjik / Ankara<br />
✆ 0312 385 50 90<br />
www.ostimenerjik.com<br />
Ouraset Solar / Adana<br />
✆ 0322 346 49 00<br />
www.ouraset.com<br />
Öztunç Mühendislik / Mersin<br />
✆ 0324 320 38 39<br />
Semai Günefl Enerji Sistemleri / ‹stanbul<br />
✆ 0212 699 88 93<br />
www.semai.com.tr<br />
Ser-Gün Günefl Enerji Sistemleri / Antalya<br />
✆ 0242 444 07 01<br />
www.sergun.com<br />
Schüco / ‹stanbul<br />
✆ 0212 465 68 80<br />
www.schueco.com.tr<br />
Solen / ‹stanbul<br />
✆ 0216 302 33 73<br />
www.solenenerji.com.tr<br />
Solis Enerji / ‹stanbul<br />
✆ 0212 264 17 17<br />
www.hizmark.com<br />
Sunset Enerji / Antalya<br />
✆ 0242 323 11 95<br />
www.sunsetenerji.com.tr<br />
Sunstrip / Konya<br />
✆ 0332 239 01 78<br />
www.sunstrip.com.tr<br />
Tunçmatik / ‹stanbul<br />
✆ 0216 314 51 51<br />
www.tuncmatik.com<br />
Yesa Enerji / ‹stanbul<br />
✆ 0212 855 36 98<br />
www.yesaenerji.com<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi 143<br />
...<br />
...
Kaynaklar<br />
Kitaplar:<br />
PHOTOVOLTAICS Design and Installation Manual, SOLAR ENERGY INTERNATIONAL<br />
Planning and Installing Photovoltaic Systems, The German Solar Energy Society, Ecofys 2005<br />
Photovoltaics & Solar Thermal Power Plants, Dena German Energy Agency<br />
Solar Living Source Book, Real Goods<br />
Enerji Verimlili¤i Fark›ndal›k Broflürü, Heinrich Böll Stiftung Derne¤i<br />
‹nternet Kaynaklar›:<br />
T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanl›¤›, www.enerji.gov.tr<br />
T.C. Enerji Piyasas› Denetleme Kurulu, www.epdk.gov.tr<br />
Elektrik ‹flleri Etüt ‹daresi, www.eie.gov.tr<br />
Avrupa Birli¤i Enerji Portal›, www.energy.eu<br />
Avrupa Fotovoltaik Teknoloji Platformu, www.epia.org<br />
Hükümetleraras› ‹klim De¤iflikli¤i Paneli, www.ipcc.ch<br />
Real Goods, www.realgoods.com<br />
Uluslararas› Enerji Ajans› Fotovoltaik Güç Sistemleri Program›, www.iea-pvps.org<br />
Sharp, www.sharpusa.com<br />
Dünya Yenilenebilir Enerji Dergisi, www.renewableenergyworld.com<br />
Fotovoltaik Teknolojiler ve Uygulamalar, www.pvresources.com<br />
www.thesolarguide.com<br />
144<br />
TemizDünya Rehberi Günefl Enerjisi