Güneşin tüm canlılar için ana yaşam kaynaklarından olduğu tarafınızca bilinmektedir. Yaşamın ve üretimin her aşamasında güneşe ihtiyaç duyan insanoğlu özellikle teknolojinin gelişmesi ile mevcut kaynakların kullanım alanlarını revize etmekte ve bu kaynaklardan yüksek verim almanın çeşitli yollarını aramaktadır. Özellikle çağın değişmesi, bilim insanlarının her yeni gün insan geleceği ile ilgili yeni senaryolar üretmesi kişilerin tükenebilir enerji kaynaklarının yanında tükenmeyen ve ekolojik enerji kaynaklarını (Örn. Güneş enerjisi) kullanması için büyük ölçüde zemin hazırlamasını da beraberinde getirmiştir. “Güneş enerjisinden elektrik üretimi nasıl gerçekleştirilir?” sorusunun bu denli araştırılıyor olmasının sebebi budur.
Yazı İçeriği
Neden Güneş Enerjisi ile Elektrik Üretimi?
İnsanlığın ihtiyaçlarının değişmesi, dünyada yüzyıllardır bulunmakta olan enerji kaynaklarının artık tükenme tehlikesi ile karşı karşıya kalmış olması kişilerin farklı enerji kaynaklarına ve bu kaynakları işleme şekillerine yönelmesine yol açmaktadır. Bildiğiniz üzere son birkaç yüzyıldır insanlığın uzay ve uzayda yaşam merakı giderek körüklenmektedir. Bu doğrultuda net bir sonuç alınamaması da, dünyada bulunan rüzgâr enerjisi, su enerjisi ve jeotermal enerji gibi tükenmeyen türlü enerjilerden elektrik enerjisi üretilmesini desteklemektedir. Fakat güneş enerjisinden elektrik üretimi faaliyetinin, insanlık için farklı bir anlamı daha bulunmaktadır.
Güneş Samanyolu galaksisinde her noktaya az ya da çok ışık saçmaktadır ve gezegenler arası ortak bir enerji kaynağı görevini üstlenmektedir. Bu bağlamda uzayda yaşam merakı olan insanlığın uzayı keşfedebilmek için güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirerek bu enerjiden yararlanması olası görülmektedir. Buna ek olarak uzay üstlerinde dünya ile iletilişime geçmek için kullanılan enerjinin güneş enerjisi ile elde edilen elektrik enerjisi olduğu da bilinmektedir. Bu bağlamda insanlığın Mars’a yerleşme planlarında kullanılması hedeflenen enerji türünün güneş enerjisi olduğundan söz edilmesi mümkün olmaktadır. Günümüzde hali hazırda üretilen güneş enerjisiyle çalışan araçlar, telefon ve tabletlerin bulunması ise bu teoriyi desteklemektedir. (“Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir?”, 2018)
Güneş Enerjisinden Nasıl Elektrik Elde Edilebilir?
Güneş enerjisinden nasıl elektrik enerjisi elde edilebilir sorusunun ise cevabı oldukça basittir. Enerji üretimi için kullanılan güneş panelleri güneş ışığı içerisindeki enerjiyi açığa çıkartmak, elektronları atomlardan ayırmak için fotonlar yani ışık parçacıklar kullanılmaktadır. Bu ayrışma işleminin sonucunda ise güneş enerjisinden elektrik üretimi işlemi gerçekleştirilmektedir.
Bildiğiniz üzere güneş ışığı bir zemine temas ettiğinde orayı ısıtmaya başlamaktadır. Yani ışığın zemin ile temasında ilk olarak ortaya ısı çıkmaktadır fakat elde edilmek istenen enerji türü ısı enerjisi değil elektrik enerjisi olmaktadır. İşte güneş panellerinin özelliği ise burada devreye girmektedir.
Güneş Panellerinde Sistem Nasıl Çalışmaktadır?
Güneş panellerinin içerisinde bulunan fotovoltaik hücreler enerji dönüşümünü sağlamaktadır ve güneş ışığı zemin etkileşimi sonucunda ortaya çıkan ısı enerjisini elektrik enerjisine çevirmektedir. Zaten fotovoltaik kelime anlamı olarak da ışıktan elektrik anlamına gelmektedir. Kısacası dönüştürücü olduğunu kelime anlamından dahi çıkarsamak mümkün olmaktadır. Fotovoltaik hücreler ince bir camın altına yerleştirilmiş ve negatif, pozitif kutupları bulunan silikon bir filmden oluşmaktadır. Fotonlar bu hücrelere temas ettikçe elektronlarda ayrışma meydana gelmektedir, istenen şey tam olarak elektronların serbest kalması olmaktadır. Serbest kalan negatif yüklü elektronlar toplanabilen ve kanalize edilebilen silikon hücrenin tarafına çekilmektedir. Bu silikon hücrenin temel işlevi elektrik voltajı yaratabilmesidir demek mümkün olmaktadır. Güneş panelinin kurulumuna bağlı olarak açığa çıkartılan ve toplanan enerji kablolar aracılığı ile içerisinde sigorta sisteminin de bulunduğu bir elektrik kutusuna yönlendirilmekte ve işlem burada sonlanmaktadır. Bu son işlemin gerçekleştiği kutunun içerisinde sigortalar ve açığa çıkartılan elektrik enerjisinin iletiminde rol üstlenen ve oldukça önemli olan sürücü bağlantıları bulunmaktadır. Bu aşamada üretilen doğrudan akım evinizde, iş yerinde kullanabileceğiniz sizin için işlevsel olan alternatif akıma dönüştürülmektedir
Güneş enerjisinden elektrik üretimi işlemini kısaca özetlemek için şu adımların açıklanması mümkündür.
- İçerisinde fotovoltaik hücreler bulunan güneş panelleri güneş ışığını emmektedir. Bu hücreler fotonları algılamakta, ayrıştırmakta ve elektriğe dönüştürmektedir. Güneş ışığı yani fotonlar güneş paneline çarptığında ortaya doğrudan akım çıkmaktadır. Fakat sizin için kullanışlı akım türü bu olmamaktadır.
- Sizin elektriği kullanabilmeniz için bu akımın alternatif akıma dönüştürülmesi gerekmektedir. Akımı bu hali ile size yarar sağlamayacaktır.
- Güneş ışınları ve fotovoltaik hücrelerin etkileşimi sonucunda elektronlar serbest kalmakta ve bu elektronlar harekete geçmekte ve taşınmaktadır.
- Taşınan bu elektronlar sistem tarafından yakalanmaktadır ve panelde bulunan kablolarda bir elektrik akımı gerçekleşmektedir.
- Sistem içerisindeki solar kablolar doğrudan akımın alternatif akıma çevrilmesi için doğrudan akımı bir solar intervere iletmektedir.
- Doğrudan akım alternatif akıma dönüştürüldüğünde ortaya çıkan elektrik artık sizin günlük hayatınızda kullanabileceğiniz işlevsel elektrik akımı haline gelmektedir.
- İşlem sonucunda maliyeti düşük, çevre dostu ve günlük haytanızda kolayca kullanabileceğiniz elektrik enerjisi meydana gelmektedir.
- Artık tek yapmanız gereken istediğiniz alanda elektriğinizi kullanmaktır. (“Güneş Enerjisinden Nasıl Elektrik Elde Edilir?”,2015)
KAYNAKÇA
Güneş Enerjisinden Nasıl Elektrik Elde Edilir? (2015, 15 Mayıs). https://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/gunes-enerjisinden-nasil-elektrik-elde-edilir/
Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir? (2018, 30 Ekim). https://www.enerjiportali.com/yenilenebilir-enerji-kaynaklari-nelerdir/