3 minute read
FOTOVOLTAİK HÜCRELER
Bugüne kadar yoğunlukla kullandığımız fosil kaynakların tükenmesi ve çevreye olan geri döndürülemez zararlarından dolayı doğaya dost yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bildiğimiz üzere fosil yakıtlardan olan petrol, doğal gaz, kömür gibi enerji kaynakları hem yeryüzüne çıkarılış aşamasında hem de yakıldıklarında doğaya saldıkları zehirli gazlardan dolayı Dünya için çok büyük tehlike oluşturmaktadır. Bunun yanı sıra kendilerini yenileyemedikleri için elbet bir gün tükenecek olan kaynaklardır. Bu durumun ciddiyetinin farkında olan ülkeler artık enerji ihtiyaçlarının bir kısmını karşılayabilmek için yenilenebilir enerji kaynaklarından olan fotovoltaik hücreleri geliştirmek için arge yatırımlarına ağırlık veriyorlar. 2010 yılından sonra artan bir ivme ile özellikle Çin’in bu alanda ciddi yatırımlar yaptığını rahatlıkla söyleyebiliriz.
Şekil1: 2001-2010 yılları arasındaki solar hücre üretimi grafiği
Advertisement
FOTOVOLTAİK HÜCRE ÇALIŞMA PRENSİBİ
Günümüzde Silisyum doğada bolca bulunan bir yarı iletken olduğu için güneş hücrelerinin tasarımında sıklıkla kullanılır. Silisyum öncelikle saflaştırılarak kristal hale getirilir ve sonra ince levhalar haline dönüştürülerek bir yüzüne Fosfor diğer yüzüne ise Bor eklenerek bir tarafta elektron fazlası diğer tarafta da elektron eksiği oluşturulur. Güneş hücrelerinin üzerine güneş ışığı geldiğinde fotonlar elektronlara belli bir enerji verir ve bu enerji ile birlikte hareketlenen elektronlar sayesinde 0.5 voltluk bir gerilim oluşturulur. Bu hücreler birbirlerine seri ya da paralel bağlanarak istenilen akım şiddeti elde edilebilir. Gündüz üretilen elektrik ise aküde biriktirilir. [1]
hücrelerinin sağladığı pek çok avantaj vardır.
Bunlardan en önemlisi yakıtının bedava olması, yani
güneşten ışın almak için hiçbir ücret ödememeniz
en büyük avantajı diyebiliriz. Onun haricinde doğaya
karşı herhangi bir CO 2 , SO 2 ,NO 2 ,Hg emisyonu olmaması ayrıca radyasyon yaymaması sayesinde
doğa ve insan sağlığına karşı olumsuz etki etmemesi diyebiliriz. Hücreleri birbirine bağlayarak ihtiyaca göre watt, megawatt, Kilowatt cinsinden elektrik elde edilebilmesi de modülerlik anlamında avantaj sağlar. Son olarak jeopolitik açıdan bu panellerin yerleşiminin hiçbir yan etkisinin olmamasından dolayı olası bir savaş, saldırı durumunda bu enerji kaynakları bir silaha dönüşmez. Peki olumsuz diyebileceğimiz hiçbir tarafı yok mu bu sistemlerin? Mevcut sıkıntıların başında bu enerjiyi depolamak için yapılması gereken yatırımın fazla olması ve başlangıç için maliyetinin çok olması diyebiliriz. Ama bu kadar temiz ve sonrasında kendi ücretini geri çıkarabilecek potansiyelde olan bu teknoloji için başlangıçtaki bu yatırımın getirdiği dezavantaj bunca avantajın arasında görünmüyor bile. [2]
FOTOVOLTAİK CİHAZLARIN TİPLERİ
1) Single Kristal ya da Multi Kristal Slikon Wafer Bu çeşit fotovoltaik hücreler “1st generation” ismiyle de bilinirler. Piyasanın %90 ını domine eden bu çeşit yüksek saflık ve kaliteye sahiptir.[3]
2) Thin Film
Maliyet açısından 1st generation’a göre daha hesaplı olan bu çeşit 2nd generation olarak bilinir. Eğilip bükülebildiği için yapılara entegrasyonu daha kolaydır fakat 30 yıldan sonra verimliliğini yitirmektedir.[3]
3)Yeni Konsept (3rd Generation) Bu konseptin içeriği olarak polimer yapılı hücreler, kuantum noktaları ve Gratzell hücreleri örnek verilebilir. [3]
TÜRKİYE’DE GÜNEŞ ENERJİSİ KULLANIMI
Güneş haritasına bakıldığında Türkiye’nin güneş panelleri kurulumu ve güneş enerjisini kullanabilmek için fazlaca miktarda güneş ışını aldığını rahatlıkla söyleyebiliriz. Böylesine coğrafi bir avantajımız varken enerji anlamında dışa bağımlı olmamak adına şuan Kalyon Güneş Enerji Sistemleri ve Çin’li CETC şirketi devletin de desteğiyle Türkiye de ilk yerli güneş panelinin üretimi için entegre bir fabrikayı Başkent Organize Sanayi bünyesinde kurmaya başladı. [4] Bu entegre fabrikada verimliliği çok yüksek olan silikon temelli hücreler üretilecek olup, ilk yerli güneş panelinin üretimine başlanacak.
Bu yazımızda genel olarak fotovoltaik hücrelerin çalışma prensibini, çeşitlerini ve bu hücrelerin Türkiye’de ve Dünya’da ki kullanımını inceledik. Enerji sektörü ülkelerin kendi ekonomik bağımsızlığını oluşturabilmesi açısından çok önemli bir sektör, bu enerjiyi doğadan bedava elde edebiliyor olmak ise bizlere sunulan çok büyük bir armağan aslında. Güneşten Dünya’ya ulaşan 970 trilyon kWh bedava enerjinin ne kadarını kullanabiliyoruz? Bu armağanın öneminin yeni yeni farkına varan ülkelerin yatırımlarını ve arge çalışmalarını bu alanlar üzerinde yoğunlaştırması ve Dünya çapında yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının artmış olması Dünya’nın geleceği açısından çok sevindirici bir haber.
Kaynaklar
[1] https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/solarcells [2] R. C. Chittick, J. H. Alexander, and H. F. Sterling, J. Electrochem. Soc. 116, 77 (1969). Google ScholarCrossref [3] https://www.energy.gov/eere/solar/articles/solar-photovoltaic-cell-basics [4] https://www.hurriyet.com.tr/ekonomi/ilk-yerli-gunes-paneli-uretimine-2020de-baslanacak-41359771
