Güneş Enerjisi ve Sistemleri İle İlgili Sıkça Sorulan Sorular

0

Soru: Güneş enerjisi nedir?

Cevap: Güneşteki nükleer füzyonlar sonucu oluşan enerjidir ve bu enerjinin çok küçük bir kısmı da dünyaya elektromanyetik ışınım (ışınım enerjisi) olarak ulaşır. Dünyaya ulaşan enerjinin bir kısmı atmosfer tarafından yansıtılır ve bir kısmı da yine atmosfer tarafından absorbe edilir. Enerjinin kalan büyük kısmı ise yer yüzeyine ulaşır ve yerküreyi ısıtarak dünyadaki tüm doğa olaylarının %99,98’inin gerçekleşmesini sağlar. Böylelikle güneş, tüm yenilenebilir enerji kaynaklarının (rüzgâr, su döngüsü, jeotermal) oluşabilmesinin ana sebebidir.

Güneşin kalan 5 milyar yıllık ömrü dikkate alındığında sonsuz bir enerji kaynağıdır. Doğal ve çevreyi kirletmeyen bir enerji türü olduğundan yenilenebilir enerji sınıfındadır. Güneşin bir yılda dünyaya gönderdiği enerji ile dünyanın fosil enerji kaynaklarından sağlanan yıllık toplam enerji ihtiyacı 10.000 yıl boyunca karşılanabilir. Endüstriyel anlamda güneş enerjisinden ısı (termik) ve elektrik (fotovoltaik) enerjisi üretme amaçlı faydalanılır:

Düzlemsel solar kollektörler güneş ışımasının ısı enerjisini, içlerinden dolaşan sıvıya aktarırlar. Sonraki aşamada bu sıvı ya direk olarak ısı işlemlerinde kullanılır ya da boylerlerde depolanır. Solar kollektörler, güneş ışımasının neredeyse tüm spektrumunu absorbe ettiklerinden bulutlu havalarda ya da gölgelenme durumlarında da tama yakın kapasite ile ısı enerjisi üretirler. Temel kullanım alanları, kullanım sıcak suyu sağlamak ve ısınmaya destek sağlayıp tasarruf amaçlı olarak ısınma giderlerini azaltmadır. Solar modüller, güneş ışımasını yarı iletken teknolojisi yardımıyla direk elektrik enerjisine dönüştürürler. Üretilen elektrik enerjisi, şebeke hattının olmadığı yerlerde akülere depo edilerek elektrikli alıcılar çalıştırılır ya da mevcut elektrik şebekesine invertörler üzerinden verilerek ticari bir anlam kazanır. Poly- ve monokristal tip modüller, güneş ışımasının görünen kısmı olan ışığı elektriğe dönüştürdüklerinden bulutlu havalar da ve gölgelenme durumlarında ürettikleri enerji miktarı büyük oranda düşer. Ayrıca yüksek güç üretimi söz konusu olduğunda çöllere kurulan solartermik etkiden faydalanarak elektrik üretilen CSP yöntemide mevcuttur.

Soru: Güneş enerji sistemleri kendini ne kadar sürede amorti eder?

Cevap: Amortisman süresi birinci derecede kurulan sistemin tipine bağlıdır: Şebekeye enerji basan sistemler veya ada tipi sistemler. Su ısıtma sistemlerinde bu süre daha erkenken, fotovoltaik panellerde hücre tipine göre değişmektedir.

Şebekeye enerji basan sistemlerde her şeyden önce sistemin kurulacağı ülkede güneş enerjisinden üretilen enerjinin devlet ya da enerji dağıtım şirketleri tarafından satın alındığı “Feed-in” (fotovoltaik için 28 eurocent/kw’tır Türkiye’nin berilediği fiyat) tarifesinin yürürlükte olup olmadığı önemlidir. Amortisman hesabı bu tarifedeki fiyat üzerinden yapılır. Almanya, düşük güneşlenme şartlarına rağmen yüksek bir tarife fiyatı ve uzun vadeli bir alım garantisi getirerek amortisman süresini ortalama 20 yıl olarak vermektedir. Diğer koşullar aynı tutulduğunda tarife fiyatı düşük bile olsa Türkiye güneşlenme şartlarında sistemler kendilerini kullanılan ekipmanın kalitesine bağlı olarak 4 – 16 yıl gibi sürelerde amorti edeceklerdir.

Bu tarife yürürlükte değilse amortisman hesabı, devletin ya da enerji dağıtım şirketlerinin enerji satış tarifelerindeki fiyat ve tüketicinin sadece gündüzleri (güneşin doğuşundan batışına kadar) harcadığı enerji üzerinden yapılır. Amortisman süresi “Feed-in” tarifesinin yürürlükte olduğu duruma oranla daha uzundur. Ada tipi sistemler, şebekeye enerji basan sistemlere nazaran ekstra olarak depolama ekipmanı gerektirirler. Dolayısıyla ilk yatırım maliyetleri aynı güçteki bir şebekeye enerji basan sisteme oranla daha yüksektir. Amortisman hesabı devletin ya da enerji dağıtım şirketlerinin enerji satış tarifelerindeki fiyat üzerinden yapılır. Ekstra ekipmandan dolayı en uzun amorti süresi bu sistemlerdedir.

Soru: Güneş enerjisi nerelerde kullanılır?

Cevap: Güneş enerjisi, elektrik ve ısıtma ihtiyacının olduğu her yerde kullanılır.

Soru: İstanbul’da yaşıyorum, yine de güneş enerjisini kullanabilir miyim?

Cevap: 4 kişilik bir ailenin yıllık sıcak su ihtiyacı 4m² kolektör alanıyla İstanbul güneşlenme şartlarında %74 oranında güneşten karşılanabilir. 4 kişilik bir ailenin oturduğu 120m²’lik, ısı yalıtımı yüksek bir evin ısıtılmasına 12m² kollektör alanıyla İstanbul güneşlenme şartlarında yıllık %30 civarında destek sağlanabilir.

Solar modül üreticileri, ürettikleri solar modüllerin minimum güçlerinin %80’ine 20 – 25 yıl arası garanti vermektedirler. Yapılan uzun zaman testleri sonucunda da solar modüllerin güçlerinin yılda %0,5 ile %1 arası azaldığı gözlemlenmiştir. Güney yönlü ve optimum eğim verilmiş şebekeye bağlı 1kWp gücündeki solar modül alanı (8m2) İstanbul güneşlenme şartlarında yılda ortalama 1300 kWh elektrik enerjisi üretir. Şu an yasa taslağı durumunda bulunan “Feed-in” tarifesi fiyatının geçerli olduğu ve sistem ekonomik ömrünün toplam 50 yıl olduğu varsayılırsa, sistem kendini 15,5 yılda amorti edecektir ve kalan 34,5 yılda da (34,5 yıl ortalaması olarak) yıllık 400$ civarında gelir getirecektir.

Optimum yönlendirilmiş ve eğim açısı verilmiş bir adet 272Wp 24V solar modül ve konvansiyonel bir solar şarj regülatörü ile İstanbul güneşlenme şartlarında yılın en kısa gününde 2 adet seri bağlı 12V 17Ah jel akü %70 kapasitelerine kadar şarj edilebilir, depolanan bu enerjiyle de 2 adet seri bağlı 25W 12V tasarruflu ampul 6 saat boyunca çalıştırılabilir. Eğim açısı optimum yapılmak şartıyla aynı modül ile yılın en uzun gününde 2 adet seri bağlı 12V 45Ah jel akü %70 kapasitelerine kadar şarj edilebilir, bu enerjiyle de ampuller 16 saat çalıştırılabilir.

Soru: Sadece güneş olduğu zaman mı elektrik ve sıcak su sağlıyor?

Cevap: Solar kollektörler, güneş ışımasının neredeyse tüm spektrumunu absorbe ettiklerinden bulutlu havalarda ya da gölgelenme durumlarında da tama yakın kapasite ile ısı enerjisi üretirler (Morötesi ışınım bulutlu yüzeyden geçebilmektedir). Poly ve monokristal tip solar modüller, güneş ışımasının görünen kısmı olan ışığı elektriğe dönüştürdüklerinden bulutlu havalarda ve gölgelenme durumlarında ürettikleri enerji miktarı büyük oranda düşer.

Soru: Bir evin tüm elektrik ihtiyacı güneş enerjisinden karşılanabilir mi?

Cevap: Güneş enerjisinden elektrik üretmenin (fotovoltaik) elektriksel olarak sınırı yoktur. Sınırlayıcı faktörler sadece montaj alanı (arazi, çatı, teras vb.) ya da bütçedir.

Soru: Güneş enerjisi ile hangi cihazları çalıştırabilirim?

Cevap: Güneş enerjisi ile teoride her türlü cihazı çalıştırmak mümkündür. Fakat tüketim arttıkça maliyet de artacaktır. Bunun yanı sıra, güneş panelleri doğru akımda elektrik üretirler, günlük hayatımızda kullandığımız birçok cihaz ise alternatif akım kullanır. Bu nedenle sistemlerde üretilen elektriği alternatif akıma çevirmek için bir inverter kullanılır. Anlık olarak çok fazla güç çeken klima, elektrikli ısıtıcı, dalgıç pompa gibi cihazlar için inverter seçimi ona göre yapılmalıdır.

Soru: Dolu ve kar yağışı sistemi etkiler mi?

Cevap: Kollektör ve modüllerde kullanılan camlar yüksek rüzgâr, dolu ve kar basınçlarına kadar zorlanabilirler. Kar birikmesinden dolayı üretilecek ısı ve elektrik enerjisi azalacaktır. Üzerinde kar birikmemesi için birimler yer ile yüksek açı yapacak şekilde konumlandırılır.

Soru: Sistem güneye bakacak şekilde mi montaj edilir?

Cevap: Güneş ışınımından enerji üreten her türlü sistem güneş ile optik kontakta olmalıdır. Maksimum enerji üretimi için ise yön ve eğim açısı konumlaması önemlidir. Ekvatorun üst kısmındaki uygulamalar için sistemler güneye, alt kısmında ise kuzeye yönlendirilmelidirler. Eğim açısı ise coğrafi konum ve kullanım şartlarına göre değişmektedir (Türkiye’de yaz ayları için ideal açı 30o, bahar ayları için 45o’dir).

Soru: Ürettiğim elektriği devlete ya da başka bir kuruma satabilir miyim?

Cevap: Avrupa ülkelerinde uygulanan çift yönlü sayaç sistemi ülkemizde henüz uygulanmamaktadır. Bu sistem ürettiğiniz elektriği akülerde depolamaya gerek kalmadan şebekeye satıp kullanacağınız elektriği de yine şebekeden satın almanız prensibine dayanır. Bu sayede akü ve şarj kontrol masrafı ortadan kalkmakta ve temiz enerji sistemlerinin şebeke elektriği bulunan yerlerde de uygulanmasına olanak sağlanmaktadır. Çift yönlü sayaç sistemlerinde eğer üretiminiz tüketiminizden fazla ise fatura ödememenin yanı sıra ürettiğiniz enerjiden gelir elde etmeniz de mümkündür. Bu sistemin Türkiye’de ne zaman faaliyete geçeceği hakkında kesin bir bilgi olmamakla beraber enerji kanunlarında son dönemde yapılan değişiklikler böyle bir uygulamaya giden yolu açmıştır.

Soru: Bulunduğum yerde şebeke elektriği var ama ben yine de temiz enerji sistemi kurmak istiyorum, yasal olarak bir sakıncası var mı?

Cevap: Şebeke elektriği olan yerlerde güneş enerjisi kullanımıyla ilgili yasal bir sakınca yoktur. Belediyeden veya başka bir kurumdan herhangi bir izin belgesi almanıza da gerek yoktur.

Kaynak: Ayhan KIR, Makine Mühendisi

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.