İçeriğe atla

Fotovoltaik

Fotovoltaik, güneş hücreleri ya da güneş panelleri sayesinde Güneş'ten elektrik elde etme yöntemidir. Fotovoltaik aynı zamanda bu konuda yapılan çalışmalara verilen genel bir addır.

Fotovoltaik elektrik üretimi

Kristal güneş hücresindeki alt tabaka kısmı, p-tipi (örneğin bor, galyum) veya n-tipi malzemelerden (fosfor, arsenik) biriyle katkılanırlar. Hücrenin yüzeyi ise, yığın yapı p-tipi katkılandıysa n-tipi, n-tipi katkılandı ise p-tipi elementlerle ve yapıda bir p-n eklemi oluşturulur. Burada amaç, fotovoltaik hücre üzerine düşen ışığın, katkı iyonlarından gelen yük taşıyıcılarının yığın yapı içinde ışık yoluyla aktive olması ile bir fotoakım oluşturmasıdır. Bu yük taşıyıcıları, güneş hücresi içinde yol alarak yapı üzerindeki metal kontaklara doğru hareket ederler ve buradan da metal teller aracılığıyla elektriği modül dışına taşıyan elektrik devreleri yoluyla dışarı taşınırlar. Bu sayede elektrik üretimi başarılmış olur.

Dünyada bu alanda çalışmak üzere akademik olarak kurulmuş pek çok enstitü ve araştırma merkezi bulunmaktadır.[1][2] Son yıllarda fotovoltaik hücre ve modül üretiminde de artış gözlenmiştir.[3][4][5] Dünya çapında Güneş enerjisinden elektrik üretimi ise 2020 yılı itibarıyla 583,5 GW kapasiteye ulaşmıştır.[6]

Güneş pilleri

Ana madde: Güneş pili
Güneş pilleri doğrudan güneş ışığından elektrik üretir.
Fotovoltaik güç potansiyeli haritası
Fotovoltaik güç potansiyeli haritası tahminleri, Ekvatora doğru optimum eğimli 1 kWp serbest duran c-Si modüllerinden kaç kWh elektrik üretilebileceğini gösterir. Ortaya çıkan uzun vadeli ortalama, en az 10 son yılın hava durumu verilerine dayanarak hesaplanır.

Fotovoltaikler, güneşten gelen enerjiyi fotovoltaik etkiyle elektron akışına dönüştürmek için güneş pilleri kullanan elektrik üretim yöntemdir.[7][8]

Güneş pilleri, ekipmanlara güç sağlamak veya pilleri şarj etmek için kullanılabilen güneş ışığından doğru akım elektrik üretir. Fotovoltaiklerin ilk pratik uygulaması yörüngedeki uydulara ve diğer uzay araçlarına güç sağlamaktı, ancak bugün fotovoltaik modüllerin çoğu güç üretimi için şebekeye bağlı sistemlerde kullanılmaktadır. Bu durumda DC'yi AC'ye dönüştürmek için bir invertör gerekir. Ayrıca, uzak konutlar, tekneler, eğlence amaçlı araçlar, elektrikli arabalar, yol kenarı acil durum telefonları, uzaktan algılama ve boru hatlarının katodik koruması için bağımsız sistemler için daha küçük bir pazar da vardır.

Fotovoltaik güç üretimi, yarı iletken bir malzeme içeren bir dizi güneş pilinden oluşan güneş modüllerini kullanır.[9] Bakır güneş kabloları modülleri (modül kablosu), panelleri (panel kablosu) ve alt alanları birbirine bağlar. Yenilenebilir enerji kaynaklarına olan talebin artması nedeniyle, güneş hücreleri ve fotovoltaik panellerin üretimi son yıllarda önemli ölçüde ilerlemiştir.[10][11][12]

Piller çevreden korunmayı gerektirir ve genellikle güneş modüllerine sıkıca paketlenir.

Fotovoltaik modül gücü, standart test koşulları (STC) altında "Wp" (watt tepe noktası) cinsinden ölçülür.[13] Belirli bir yerdeki gerçek güç çıkışı, coğrafi konuma, günün saatine, hava koşullarına ve diğer faktörlere bağlı olarak bu nominal değerden daha az veya daha çok olabilir.[14] Güneş fotovoltaik dizisi kapasite faktörleri, depolama ile birleştirilmediğinde genellikle %25'in altındadır ve bu, diğer birçok endüstriyel elektrik kaynağından daha düşüktür.[15]

Ayrıca bakınız

Dış bağlantılar

Kaynakça

  1. ^ "Fotovoltaik ve Yenilenebilir Enerji Okulu". 23 Ekim 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2007. 
  2. ^ "Arizona State Üniversitesi Fotovoltaik Deneme Okulu". 25 Ekim 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2007. 
  3. ^ "Alman PV pazarı". 2 Ocak 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2007. 
  4. ^ "BP Solar İspanya ve Hindistanda fabrikalarını geliştircek". 26 Eylül 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2007. 
  5. ^ "Large-Scale,Ucuz Güneş Elektriği". 9 Haziran 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2007. 
  6. ^ "World now has 583.5 GW of operational PV". pv magazine International (İngilizce). 9 Nisan 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Kasım 2020. 
  7. ^ Photovoltaic Effect 14 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Mrsolar.com. Retrieved 12 December 2010
  8. ^ The photovoltaic effect 12 Ekim 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Encyclobeamia.solarbotics.net. Retrieved on 12 December 2010.
  9. ^ Jacobson, Mark Z. (2009). "Review of Solutions to Global Warming, Air Pollution, and Energy Security". Energy & Environmental Science. 2 (2). ss. 148-173. Bibcode:2009GeCAS..73R.581J. CiteSeerX 10.1.1.180.4676 $2. doi:10.1039/B809990C. 1 Nisan 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Ağustos 2024. 
  10. ^ German PV market 2 Ocak 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Solarbuzz.com. Retrieved on 3 June 2012.
  11. ^ BP Solar to Expand Its Solar Cell Plants in Spain and India 26 Eylül 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Renewableenergyaccess.com. 23 March 2007. Retrieved on 3 June 2012.
  12. ^ Bullis, Kevin (23 Haziran 2006). Large-Scale, Cheap Solar Electricity 9 Haziran 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Technologyreview.com. Retrieved on 3 June 2012.
  13. ^ {{kitap kaynağı | başlık = Handbook of Photovoltaic Science and Engineering |yazar1=Luque, Antonio |yazar2=Hegedus, Steven |url = https://books.google.com/books?id=u-bCMhl_JjQC&pg=PA326
  14. ^ The PVWatts Solar Calculator 3 Kasım 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Retrieved on 7 September 2012
  15. ^ Massachusetts: a Good Solar Market 12 Eylül 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Remenergyco.com. Retrieved on 31 May 2013.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Güneş paneli</span> enerji kaynağı

Güneş paneli, fotovoltaik (PV) hücreler üzerinden güneş ışığını elektriğe dönüştüren bir cihazdır. PV hücreleri, ışığa maruz kaldıklarında devre boyunca akarak çeşitli cihazları çalıştırmak veya pillerde saklanmak üzere doğru akım (DC) elektrik üretir. Güneş panelleri aynı zamanda güneş pili panelleri, güneş elektrik panelleri veya PV modülleri olarak da bilinir.

<span class="mw-page-title-main">Yenilenebilir enerji</span> Bir enerji türü

Yenilenebilir enerji, güneş ışığı, rüzgar, yağmur, gelgitler, dalgalar ve jeotermal ısı gibi karbon nötr doğal kaynaklardan elde edilebilen ve insan zaman ölçeğinde doğal olarak yenilenen kaynaklardan elde edilebilen enerjiye denir. Bu kaynaklar güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, dalga enerjisi, jeotermal enerji, hidrolik enerjisi, biyokütle enerjisi olarak sıralanabilir. Bu tür bir enerji kaynağı, yenilenmekte olduklarından çok daha hızlı kullanılan fosil yakıtların tam tersidir.

<span class="mw-page-title-main">Güneş pili</span>

Güneş pili, Güneş Hücresi, Güneş Gözesi veya fotovoltaik hücre, fiziksel ve kimyasal bir fenomen olan fotovoltaik etki ile ışığın enerjisini doğrudan elektriğe dönüştüren elektrikli bir araçtır. Akım, voltaj veya direnç gibi elektriksel özellikleri ışığa maruz kaldığında değişen bir araç olarak tanımlanabilen bir fotoelektrik hücre formudur. Güneş hücreleri, genellikle halk arasında güneş panelleri ya da modülleri olarak bilinen fotovoltaik cihazların elektriksel yapı taşlarıdır. Genel olarak tek bağlantılı silisyum güneş hücresi, yaklaşık 0,5 ila 0,7 voltluk bir maksimum açık devre gerilimi üretebilir.

<span class="mw-page-title-main">Güneş enerjisi</span> Güneşten gelen, çeşitli teknolojilerde kullanılan parlak ışık ve ısı

Güneş enerjisi, kaynağı Güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Güneş'in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır. Güneş'in yüzeyinde güneş radyasyonunun yoğunluğu yaklaşık 6,33 x 107 W/m2dir. Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2 (Watt/m2) değerindedir; ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin Dünya'ya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, Güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, Güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir birincil enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Güneş arabası</span>

Güneş arabası, kara taşımacılığı için kullanılan güneş enerjili araçtır. Güneş arabaları genellikle yalnızca güneş enerjisiyle çalışır ancak bazı modeller bu gücü batarya kullanarak tamamlar veya bataryaları doldurmak için güneş panellerini kullanır veya esasen batarya enerjisini kullanan otomobil için yardımcı sistemleri çalıştırır. Yüksek kapasiteli güneş modülleri ile 10 m2 yüzeyden 2.25 kW'lık güç sağlanabilir. Modüllerin verimine ve alanına bağlı olan güç, farklı tipte modüllerde değişiklik gösterir.

<span class="mw-page-title-main">İnvertör</span>

Güç çevirici (invertör), doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) çeviren elektriksel bir güç çeviricisidir. İnvertör çıkışında üretilen AC güç, kullanılan transformatörlere, anahtarlama ve kontrol devrelerine bağlı olarak herhangi bir gerilimde ve frekansta olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Yoğunlaştırmalı güneş enerjisi</span>

Yek-odaklı güneş enerjisi santralleri veya Konsantre güneş enerjisi sistemleri, aynalar ve bu aynalara bağlı güneşi izleme sistemleri vasıtasıyla geniş bir alana düşen güneş ışınlarını nispeten küçük bir alana yansıtma esasına dayanır. Küçük bir alana odaklandırılan güneş ışınları, klasik enerji santrallerinde ısı kaynağı olarak ya da güneş panellerine düşürülerek elektrik enerjisi kaynağı olarak kullanılır.

Almanya'da yenilenebilir enerjiden üretilen elektriğin oranı, 2000 yılında ulusal toplamda yüzde 6.3'ten, 2009 yılında yüzde 16.1'e yükselmiştir. 2009 yılında, Almanya'nın yenilenebilir enerji sektörüne toplamda 20 milyar Avro'yu bulan miktarda yatırım yapıldı. Resmi rakamlara göre, özellikle ufak ve orta boy işletmelerde, 2009 yılı itibarıyla 300.500 kişi Almanya'nın yenilenebilir enerji sektöründe çalışıyor. Bu istihdamın yaklaşık üçte ikisi, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası'na dayanıyor.

<span class="mw-page-title-main">Güneş lambası</span> Güneşten gelen enerjiyi elektrik enerjisine, elektrik enerjisini de ışık enerjisine dönüştüren cihazlardır

Güneş lambaları, Güneş'ten gelen enerjiyi elektrik enerjisine, elektrik enerjisini de ışık enerjisine dönüştüren cihazlardır. Trafikte şehir elektriğinden ve kablolardan tasarruf etmek için kullanılan bir yöntemdir. Led lambalarda enerjinin neredeyse tamamını görünebilir ışığa çevirebilir. Ampullü trafik lambaları ise enerjinin sadece % 20'lik bir kısmını görünebilir ışığa çevirebilir. Bazı lambalar sadece ışık geldiği zaman çalışmakta; bataryalı ampuller ise sabah depoladığı enerjiyi gece de kullanabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Boyaya duyarlı güneş pilleri</span> ince filmli Güneş hücreleri Grubuna ait olan Güneş hücrelerdir

Bir boyaya duyarlı güneş hücreleri, düşük maliyetli ve ince filmli güneş hücreleri grubuna ait olan güneş hücreleridir. Avrupa enerji araştırmaları enstitüsü, 30 Haziran 2006, hücre bir anode ve bir elektrondan oluşan yarı iletkenlere dayanır. Boyaya dayalı güneş hücrelerinin modern versiyonu Brian O'Regan ve Michael Grätzel tarafından icat edilen Grätzel hücre olarak da bilinir. ve daha sonra bu çalışma 1991'de ilk yüksek verimli DSSC'nin yayınına kadar the École Polytechnique Fédérale de Lausanne'da adı geçen bilim adamları tarafından geliştirildi.

Monokristalin silikon bugün hemen hemen her elektronik ekipmanda kullanılan mikroçipler için temel bir malzemedir. Monokristalin silikon fotovoltaikde, güneş hücrelerinde ışık emici madde olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Türkiye'de güneş enerjisi</span> güneşten gelen ısı ve elektrik enerjisi

Enerji Bakanlığı'nca hazırlanan Türkiye'nin Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlasına (GEPA) göre yıllık toplam güneşlenme süresi 2.737 saat, yıllık toplam gelen güneş enerjisi 1.527 kWh/m².yıl olduğu tespit edilmiştir. Türkiye'nin toplam güneş enerjisi kurulu gücü 9.319 MW'dır.

<span class="mw-page-title-main">Türkiye'de yenilenebilir enerji</span>

Türkiye'de yenilenebilir enerjinin resmi alt yapı kazanması 2005'te çıkartılan Yenilenebilir Enerji Kanunu (YEK)'e dayanmaktadır, ayrıca AB'ye uyum kapsamında 2011-2020 yıllarını kapsayan Ulusal Yenilenebilir Enerji Eylem Planı (YEEP) yürürlüğe girmiştir. Plana göre 2023'te Türkiye'de üretilen elektriğin %22'si hidroelektrikten ve %16'sı diğer yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilmesi hedeflendi YEEP'e göre ulaştırma sektörünün %10'u yenilenebilir enerjiden yararlanması planlandı. 2023 yılı sonu verilerine göre yenilenebilir enerji kurulu gücü 59 bin 236 megavat oldu. 2023 yılında yenilenebilir enerjinin kurulu güçteki payı %56, üretimdeki payı ise %42 oldu.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik üretimi</span>

Elektrik üretimi, elektrik ve diğer kaynaklardan birincil enerji üretme sürecidir. Elektrik üretiminin temel ilkeleri İngiliz bilim insanı Michael Faraday tarafından 1820'lerde ve 1830'ların başında keşfedildi. Onun temel yöntemi bugün hâlâ kullanılmaktadır: Elektrik, bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletken tellerin bulunduğu ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten bir makinedir. Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstride gereksinim duyduğumuz büyük miktardaki elektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güç santrallarına ihtiyaç duyarız. Çoğu güç santrali, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunurlar. Fosil yakıtlı santrallar ısı üretimi için doğal gaz, kömür ve petrol yakarlar. Nükleer santrallar da uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler. Ancak bütün bu değişik tip santrallar ürettikleri ısıyı, suyu buhar haline dönüştürmek için kullanırlar. Oluşan buhar ise elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak, türbin şaftını döndürür. İşte bu dönme, jeneratörün elektrik üretmek için gereksinim duyduğu mekanik harekettir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan, enerjisi diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar ise yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar kullanılmak üzere santralın ısı üretilen bölümüne geri gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. Su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralın hemen yanında bulunan ve uzaktan bakıldığı zaman geniş dev bacalara benzeyen soğutma kuleleri kullanılır. Bu kulelerin üzerinde görülen beyaz duman ise su buharıdır.

Fotovoltaik sistem veya PV sistem, güneş enerjisini kullanılabilir enerjiye çeviren sistemdir. PV sistem, birçok bileşenlerin bir araya getirilmesi ile oluşturulur ve güneş panelleriyle güneş ışığını soğurup elektriğe çevirir. Güneş çeviricisi elektriksel akımı doğru akımdan alternatif akıma doğru değiştirmektedir. Bunun gibi birleştirme, kablolama ve diğer elektriksel aletlerin kurulumu çalışan bir sistem oluşturmaktadır. Ayrıca bu sistem güneş takip sistemi ile kendisinin genel performansını artırabilir ve gömülü pil çözümünü de içinde barındırabilir.

Solar mikro çevirici veya kısaca mikro çevirici, fotovoltaiklerde kullanılan doğru akımı tek bir güneş modülünde alternatif akıma çevirmeye yarayan bir cihazdır. Birçok mikro çevirici çıkışı elektrik şebekesiyle beslenmektedir ve bunlarla kombin edilmişlerdir. Mikro çeviriciler merkezi güneş çeviricileriyle ve bilinen tellerle farklılık göstermektedirler. Bunlar fotovoltaik sistemlerin güneş modülleriyle bağlantılıdırlar.

<span class="mw-page-title-main">Güneş Hücresi Verimliliği</span>

Güneş hücresi verimliliği, enerjinin güneş ışığı şeklindeki kısmınıngüneş hücresi tarafından fotovoltaik cihazlar yoluyla elektriğe dönüştürülebilen kısmını ifade eder.

<span class="mw-page-title-main">Güneş enerjisiyle çalışan araç</span>

Güneş aracı veya elektrikli güneş aracı, tam veya büyük ölçüde doğrudan güneş enerjisi ile çalışan elektrikli araç'tır. Genellikle, güneş panelilerinde bulunan fotovoltaik (PV) hücreler, güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür. "Güneş enerjili araç" terimi genellikle güneş enerjisinin aracın tahriğinin tümüne veya bir kısmına güç vermek için kullanıldığını ifade eder. Güneş enerjisi, iletişim veya kontroller veya diğer yardımcı işlevler için güç sağlamak için de kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Amorf silisyum</span>

Amorf silisyum (a-Si), güneş pilleri ve LCD‘lerdeki ince-film transistörlerde kullanılan, silisyumun kristal olmayan halidir.

<span class="mw-page-title-main">Güneş enerjili sokak lambası</span> güneş panelleriyle çalışan yükseltilmiş ışık kaynakları

Güneş enerjili sokak lambaları, genellikle aydınlatma yapısına veya direğe takılan güneş paneli ile çalışan yükseltilmiş ışık kaynaklarıdır. Güneş paneli, gece boyunca floresan veya LED lambayı yakan şarjlı bir aküyü doldurur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.