Örnekler ve Kullanımlarıyla Güneş Enerjisi Tanımı

Örnekler ve kullanımlarla güneş enerjisi tanımı
Güneş enerjisinin tanımı Güneş'ten gelen ve güneş ışınımı sayesinde yakalayabildiğimiz enerjidir.Güneş enerjisi kavramı sıklıkla güneş ışınımı kullanılarak elde edilen elektrik veya termal enerjiyi ifade etmek için kullanılır.

Bu enerji kaynağı Dünya üzerindeki birincil enerji kaynağını temsil eder.Tükenmez bir kaynak olduğundan yenilenebilir enerji olarak kabul edilir.

Bu enerjiden aşağıdakiler gibi birçok başka enerji kaynağı elde edilir:

Rüzgarın gücünden yararlanan rüzgar enerjisi.Rüzgar, Güneş büyük miktarda havayı ısıttığında üretilir.
Fosil yakıtlar: Organik parçacıkların son derece uzun bir ayrışma sürecinden gelirler.Organik ayrıştırıcılar büyük ölçüde fotosentez yapan bitkilerdi.
Suyun potansiyel enerjisinden yararlanan hidrolik enerji.Güneş ışınımı olmasaydı su döngüsü mümkün olmazdı.
Biyokütleden elde edilen enerji yine bitkilerin fotosentezinin sonucudur.
Bu tür yenilenebilir enerji, karbondioksit gibi sera gazları yaymayan fosil yakıtlara bir alternatiftir.

Güneş Enerjisine Örnekler
Güneş enerjisinin bazı örnekleri aşağıdakileri içerir:

Fotovoltaik güneş panelleri elektrik üretir;bu tesisler evlerde, dağ barınaklarında vb. kullanılmaktadır.
Fotovoltaik enerji santralleri: amacı elektrik şebekesini beslemek için elektrik üretmek olan PV panellerin önemli uzantılarıdır.
Güneş arabaları, bir elektrik motorunu çalıştırmak için güneş ışınımını elektriğe dönüştürmek için PV hücrelerini kullanır.
Güneş ocakları: Parabolik sistemden yapılmış olup güneş ışığını sıcaklığı yükseltecek ve pişirme yapabilecek bir noktaya yoğunlaştırırlar.
Isıtma sistemleri: Güneş enerjisiyle ısıtma devresinde kullanılabilecek bir akışkan ısıtılabilir.
Yüzme havuzu ısıtması, suyun güneşe maruz kalan bir dizi güneş enerjisi termal kollektörü boyunca dolaştığı basit bir sıvı devresidir.
Hesap Makineleri: Bazı elektronik cihazlarda elektrik devresine güç sağlamak için küçük bir güneş paneli bulunur.
Güneş havalandırması, bir alanı havalandırmak için güneşin ısısını kullanan bir tür güneş enerjisidir.Genellikle evlerde ve binalarda hava kalitesini iyileştirmek ve enerji maliyetlerini azaltmak için kullanılır.Güneş enerjisiyle havalandırma tek bir odayı veya tüm binayı havalandırmak için kullanılabilir.
Fotosentez, bitkilerin güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullandıkları doğal bir yoldur.
Güneş Enerjisi Çeşitleri
Üç tür güneş enerjisi teknolojisi vardır:

Fotovoltaik güneş enerjisi: PV güneş panelleri, güneş ışınımı çarptığında elektronları serbest bırakan ve elektrik akımı üreten bir malzemeden oluşur.
Termal güneş enerjisi: Bu sistem Güneş ışınlarının ısı kapasitesinden yararlanır.Güneş radyasyonu, evsel sıcak suyun ısıtılmasında kullanılabilecek bir sıvıyı ısıtmak için termal enerjiye dönüştürülür.Güneş termik santrallerinde buhar ve ardından elektrik üretilir.
Pasif güneş enerjisi, dış kaynak kullanmadan güneş ısısından yararlanmaya yönelik bir kaynaktır.Örneğin mimarlar, güneş ışınımının nereden alınacağını göz önünde bulundurarak evlerin yönünü belirleyebilir ve pencerelerin nereye yerleştirileceğine karar verebilir.Bu tekniğe biyoiklimsel mimari adı veriliyor.
Güneş Enerjisi Nasıl Üretilir?
Fiziksel açıdan bakıldığında güneş enerjisi, Güneş'te bir dizi nükleer reaksiyonla üretilir.Bu enerji Dünya'ya ulaştığında bundan birçok şekilde yararlanabiliriz:

Fotovoltaik hücreli güneş panelleri.Fotovoltaik paneller, ışık aldığında doğrudan iyonlaşıp bir elektron salan bir malzemeden yapılmıştır.Bu sayede güneş ışınımı elektrik enerjisine dönüştürülür.
Güneş ışınımını termal enerjiye dönüştürmek için tasarlanmış güneş kollektörlerinin kullanılması.Amacı içeride dolaşan bir sıvıyı ısıtmaktır.Bu durumda elektriğimiz yok ama birçok uygulamada kullanılabilecek yüksek sıcaklıktaki sıvımız var.
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi, tüm güneş ışınlarını bir odak noktasına yansıtarak yüksek sıcaklıklara ulaşmasını sağlayan bir sistemdir.Bu teknoloji termosolar santrallerde enerji üretimi amacıyla kullanılmaktadır.
Pasif güneş enerjisi sistemleri dışarıdan herhangi bir enerji girişi gerektirmeden güneş enerjisini kullanır.Örneğin mimari tasarımlar kışın maksimum güneş ışınımına izin verirken yazın aşırı sıcaklığı önler.
Güneş Paneli Çeşitleri
Güneş paneli terimi her iki yöntem için de (fotovoltaik ve termal) kullanılmaktadır.Her durumda tasarım, ne tür güneş enerjisi teknolojisinin kullanılacağına bağlı olarak önemli ölçüde farklılık gösterir:

Güneş termal paneli, ısıyı bir akışkana aktaran ve ardından suyu ısıtan bir sıvıyı ısıtmak için güneş ışınlarını kullanır.Evlerde sıcak su elde etmek için güneş enerjili su ısıtıcıları kullanılmaktadır.
Fotovoltaik panel, güneş pillerine yerleştirilen belirli yarı iletken elemanların özelliklerinden yararlanır.Güneş pilleri güneş ışınımına maruz kaldıklarında elektrik enerjisi üretirler.Fotovoltaik etki adı verilen etki sayesinde güneşe maruz kalma, bir bileşendeki (genellikle silikon) elektronların hareketine neden olarak sürekli bir elektrik akımı oluşmasına neden olur.
Yoğunlaştırıcı güneş paneli ayrıca doğrusal yapıya sahip bir dizi parabolik ayna kullanır.Bu aynaların amacı, güneş ışınımını buhar üretecek kadar yüksek sıcaklıklara ulaşmak için bir odak noktasına yoğunlaştırmaktır.
Güneş Enerjisinin Kullanım Alanları

Güneşin Gücünden Yararlanma: Fotovoltaik Rehberi
Güneş enerjisinin üç noktada özetlenebilecek birçok kullanım ve uygulaması vardır:

Kullanım Sıcak Suyu DHW
Güneş enerjili su ısıtma, evsel sıcak su (DHW) sağlamak ve evlere ve küçük bina komplekslerine ısıtma sağlamak için kullanılır.Buhar türbinleri kullanılarak depolanan ısıyı elektriğe dönüştüren güneş enerjisi santralleri inşa edilmiştir.

Ancak bu santrallerin yüksek maliyetleri ve düzensiz elektrik arzı ile karşılaştırıldığında düşük performansları nedeniyle bu prototipler yaygın olarak kullanılamamıştır.

Elektrik Üretimi
Fotovoltaik paneller, izole güneş sistemlerinde elektrik ağlarından uzaktaki cihazlara (uzay sondaları, yüksek irtifa telefon tekrarlayıcıları vb.) güç sağlamak için kullanılır.Ayrıca elektrik şebekesine bağlantının ekonomik olmayacağı kadar düşük enerji talebi olan uygulamalarda da (ışık sinyalleri, park sayaçları vb.) kullanılırlar.

Bu cihazlar, geceleri ve bulutlu dönemlerde ekipmana güç sağlamak için gün içinde üretilen fazla elektriği biriktirebilen akümülatörlerle, genellikle güneş pilleriyle donatılmalıdır.

Güç kaynağı günlük ve mevsimsel koşullarda değişkenlik gösterse de, büyük şebekeye bağlı sistemlerde de kullanılırlar.Bu nedenle tahmin edilmesi zordur ve programlanamaz.

Bu süreksizlik, yıllık talep zirvelerinin üzerinde geniş bir güvenlik marjına sahip üretim haricinde, elektrik talebinin her an karşılanmasını zorlaştırmaktadır.Ancak güneş enerjisi santrallerinin üretiminin en yüksek olduğu yaz ayları, klimalara bağlı artan iç talebi karşılamayı başarıyor.

Güneş Enerjisinin Artıları ve Eksileri Nelerdir?
Güneş enerjisi kullanımının belirli artıları ve eksileri vardır.

Ana eleştiriler veya dezavantajlar şunlardır:

Elde edilen kilovat başına yüksek yatırım maliyeti.
Oldukça yüksek verimlilik sunar.
Elde edilen performans güneş programına, hava durumuna ve takvime bağlıdır.Bu nedenle herhangi bir anda hangi elektrik gücünü elde edebileceğimizi bilmek zordur.Bu dezavantaj, nükleer veya fosil enerji gibi diğer enerji kaynaklarıyla ortadan kalkmaktadır.
Güneş paneli yapmak için gereken enerji miktarı.Fotovoltaik panellerin üretilmesi, genellikle kömür gibi yenilenemeyen enerji kaynaklarının kullanılmasıyla çok fazla enerji gerektirir.
Öte yandan güneş enerjisinin faydalarını da göz önünde bulundurmalısınız:

Savunucuları, gelecekteki güneş enerjisi sistemlerinde ölçek ekonomileri ve teknolojik gelişmeler nedeniyle maliyetlerin azaltılmasını ve verimlilik artışlarını desteklemektedir.
Geceleri bu enerji kaynağının bulunmaması ile ilgili olarak, elektrik tüketiminin maksimum zirvesine gündüz yani güneş enerjisinin maksimum üretimi sırasında ulaşıldığına da dikkat çekiyorlar.
Yenilenebilir bir enerji kaynağıdır.Başka bir deyişle tükenmezdir.
Çevreyi kirletmeyen bir enerjidir: Sera gazı üretmez ve dolayısıyla iklim değişikliği sorununun ağırlaşmasına katkıda bulunmaz.
Yazar: Oriol Planas – Endüstriyel Teknik Mühendis