Güneş panelleri, güneşten gelen ışığı ve enerjiyi ısıya veya elektriğe dönüştürmek için geri kazanmayı amaçlayan bir teknolojidir.
Güneş paneli (ve güneş modülü) güneş radyasyonunu elektrik enerjisine dönüştürür. Bir fotovoltaik sistemin en önemli bileşenidir ve genellikle evin çatısında bulunur. Bir güneş panelinin ne kadar elektrik üretebileceği, diğer şeylerin yanı sıra güneş panelinin çeşidine ve yönüne bağlıdır.
Başlıklar
Güneş panellerinin kullanım alanları
Güneş panelleri genelde Türkiye’de suyu ısıtmak için kullanılır. İkinci olarak kısmen yarı iletken malzemelerden oluşan fotovoltaik hücreler kullanılarak elektrik enerjisi üretmek için kullanılır.
Fotovoltaik panellerin verimliliğinin büyük ölçüde yapılarında kullanılan malzemelere bağlı olduğuna dikkat edilmelidir (kuantum noktalarından yapılmış hücreler için %7’ye kıyasla monokristal silikon için %25’ten fazla verim).
Farklı güneş paneli türleri
Birkaç tür güneş paneli vardır: termal güneş paneli, fotovoltaik güneş paneli , aerovoltaik güneş paneli ve hibrit güneş paneli.
Termal güneş paneli elektrik üretmez, çalışma şekli güneş enerjisini ısı enerjisine dönüştürmekten ibarettir. Bir ısıtma sistemini beslemek veya sıhhi şebekedeki suyu ısıtmak için kullanılan enerjidir. Gün boyunca güneş ışınlarından gelen ısıyı emer. Ancak sıcaklık 0°C’nin altındaysa kullanım suyunu ısıtmak mümkün değildir. Bu tip güneş paneli, 45°’lik bir optimum eğimle güneye bakacak şekilde kurulur. (konuma göre değişebilir)
Fotovoltaik güneş paneli, elektrik üretebildiği için elektrikte kendi kendine yeterli hale gelmesinde faydalıdır. Fotovoltaik hücreler, ışıkta bulunan fotonları yakalayarak güneş ışınlarını elektriğe dönüştürür. İnverter, doğru akımı alternatif akıma dönüştürecektir. Bu, piyasadaki en yaygın güneş panelidir. Seçilen modele bağlı olarak hücreler değişiklik gösterebilir: amorf silikon hücre, monokristal silikon hücre, polikristal silikon hücre, tandem hücre, CIGS hücresi… Bir fotovoltaik güneş panelinin montajı, diğerlerine kıyasla basit ve daha ucuzdur. hibrit bir panel. Panel güneydoğuya bakmaktadır ve eğim 30 ile 35° arasındadır.
Aerovoltaik güneş paneli biraz daha az bilinir ancak sıhhi suyu ısıtmak ve bir evi ısıtmak için iyi bir çözüm olabilir. Panelin çalışma prensibi, sıcak havanın dolaştığı alt tabakasındaki güneş ısısını geri kazanmaktır. Ancak kurulumu oldukça karmaşıktır. Montajcı 30°’lik bir eğim planlamalı ve paneli güneye doğru yönlendirmelidir.
Hibrit güneş paneli, evsel suyu ısıtır ve aynı zamanda elektrik üretir. Maliyeti fotovoltaik ve termal güneş panelinin maliyetinden daha yüksektir. Çalışma şekli basittir, yakalanan ışık elektrik üretir ve ısı eşanjörü güneş ışınlarından ısıyı yakalayarak sıcak su üretimini sağlar. Bu sistemin avantajı, evde enerji bağımsızlığını mümkün kılmasıdır. Hibrit panel, 30°’lik bir eğimle güneye bakacak şekilde kurulur.
Güneş paneli modelleri
Hücrelerin yapısı modele bağlı olarak farklılık gösterir. Polikristal modüller, monokristal modüller ve ince film modülleri arasında bir ayrım yapılır.
Polikristal güneş modülleri için, hammadde silikonu eritilir, bloklara dökülür ve dilimler kesilir. Soğutma sırasında birçok farklı tipte silikon kristali oluşur. Kristallerin farklı düzenlenmesi, güneş modülünün verimliliğini azaltan, sınırlarında kusurların oluşmasını sağlar. Bir polikristal güneş modülündeki silikon oranı genellikle daha küçüktür, bu nedenle verim tek kristalli modüllerinkinden daha düşüktür. Polikristal güneş modüllerinin üretimi daha basit ve daha ucuzdur.
Monokristal güneş modülleri ayrıca silisyum eritilerek oluşturulur ve bundan sonra monokristal çubuklar (tek kristaller) çekilir. Tek kristaller, sözde gofretler (bir milimetre kalınlığında dairesel veya kare diskler) halinde kesilir. Monokristal modüller durumunda, kristal sınırları ve dolayısıyla olası kusurlar yoktur, böylece önemli ölçüde daha yüksek verimliliğe sahip olurlar. Bununla birlikte, monokristal güneş modüllerinin üretimi daha pahalıdır.
İnce film modülleri üretmek için, bir taşıyıcı malzeme ince bir amorf veya kristal silikon tabakası ile buharla biriktirilir. Burada mono ve polikristal güneş modüllerine göre çok daha az silikon kullanılır, bu nedenle ince film modüllerin üretimi daha ucuzdur. Bu nedenle, ince film modüllerinin pazar payı sürekli büyüyor. İnce film modüllerinin avantajı, zayıf ışıkta bile iyi ve sabit güneş enerjisi verimleri elde etmeleridir.
Bir güneş modülü nasıl çalışır?
Bir güneş modülünde veya güneş pillerinde güneş enerjisi elektriğe dönüştürülür. Güneş pili, yarı iletken malzeme silikondan oluşur. Yarı iletkenlerin bir özelliği, enerji sağlandığında yüksek iletkenlikleridir. Güneşin elektromanyetik ışınları da fotonlardan oluşur.
Fotonlar güneş pilindeki silikona çarptığında, enerjilerini gevşek elektronlara aktarır ve böylece onları silikondan iter. Bu nedenle hücrede, bağlı hatta elektrik üreten bir hareket meydana gelir.
Güneş Paneli: Maliyet ve Karlılık
Güneş panellerinin karlılığı, yenilenebilir enerjilere yönelmeye karar verirken anlaşılması gereken önemli bir faktördür. Güneş ışığının daha iyi olduğu bölgelerde fotovoltaik güneş panellerinin daha karlı olduğunu zaten biliyorsunuzdur.
Kârlılığı hesaplamak için maliyet-fayda oranını hesaplamak oldukça kolaydır. Genellikle fotovoltaik hücrelerin verimliliği sayesinde karlı bir yatırımdır. Verimi hesaplarken, özellikle kurulumunuzun gücü olmak üzere çeşitli değişkenler dikkate alınmalıdır.
Bir güneş paneli kurulumu, şebekeden gelen aylık elektrik ihtiyacını azaltablir hatta bazı durumlarda tamamen karşılayabilir. Amaç, kurulumu mümkün olduğunca çabuk karlı hale getirmek için masrafları sınırlamaktır.
Güneş panelleri: Çevresel sorunlar
Fotovoltaik paneller, enerji dönüşümü sırasında kirlilik yaymadan elektrik üretir. Bu panellerin üretimi, montajı ve geri dönüştürülmesinin çevre üzerinde sınırlı bir olumsuz etkisi vardır.
Özellikle yenilenebilir enerji teknolojileri, olumsuz çevresel etkileri daha da azaltmak için gelişmektedir. Güneş paneli ömrünün sonuna geldiğinde %85 oranında geri dönüştürülebilir.
