FV ( Fotovoltaik ) Teknolojisi:

FV ( Fotovoltaik ) Ne Demektir

Fotovoltaik ; “photo”~ IĢık ve “voltaic”~ electric kelimelerinin birleĢiminden ortaya çıkmıĢtır. GüneĢ ıĢığından elektrik enerjisi üretir. Ġlk teknik uygulama

"Vanguard1" uydusu ile beraber 1954 yılında uydu teknolojisinde yer almıĢtır.

1960-1970 yıllarında havacılık sektörü fotovoltaik hücrelerin geliĢiminde öncü olmuĢtur. 1970'lerde ortaya çıkan enerji krizi ve çevre duyarlılığı ile daha ekonomik olması için çalıĢmalar hızlanmıĢtır.

Fotovoltaik güneĢ hücreleri, üzerine güneĢ ıĢığı düĢtüğünde güneĢ enerjisini doğrudan DC elektrik enerjisine çeviren ve bu süreçte Silikon, Galyum, Arsenit, Kadmiyum Tellurid ya da Bakır Ġndiyum Diselenid gibi yarı iletkenleri kullanan düzeneklerdir. Genelde yüzeyleri kare, dikdörtgen veya daire Ģeklinde biçimlendirilen güneĢ hücrelerinin kenar uzunluğu 100, 156 veya 243 cm civarında, kalınlıkları ise 0,2 - 0,4 mm arasındadır. GüneĢ hücreleri yapılarına bağlı olarak %5 ile %20 arasında bir verimle çalıĢırlar. Ancak 0,5 Voltluk hücreler pratikte çok iĢe yaramadıkları için daha fazla gerilim elde etmek için hücreler seri bağlanarak FV sistemler oluĢturulmaktadır.

FV Üretim AĢamaları

FV Sistemin Ana Bile BileĢenleri

GüneĢ panelleri uygulamaya bağlı olarak, akümülatörler, invertörler, solar kontrol cihazı ve çeĢitli elektronik destek devreleri ile birlikte kullanılarak bir FV sistemini oluĢtururlar.

1.Fotovoltaik Panel

2.Solar Kontrol Cihazı: ġarj düzenleyici

3.Depolama Grubu: Batarya Bank (Akümülatör) 4.DönüĢtürücüler: Ġnvertör

ġekil 4.12: Panel çeĢitleri

Panel çeĢitleri

• Mono kristal, %18 verim

• Polikristal, %16 verim

• Amorf, %7-10 verim

• Ġnce-film, %5 verim (Bina pencere ve cephe yüzeylerinde kullanılır.) FV Sistemlerin Yararları

GüneĢ enerjisi ikinci olarak en yaygın alan olarak FV panellerden elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Bu tip FV sistemleri çoğunlukla Ģebeke ‟den uzakta kurulu ve elektrik Ģebekesinin ekonomik olarak çekilmesini uygun olmadığı bölgelerde tercih edilmektedir. Sinyalizasyon, Telekom istasyonları, yangın gözetleme istasyonları, deniz fenerleri, yayla ve dağ evleri, sulama sistemleri, klorlama, kırsal bölgeler deki askeri birliklerde, karavanlarda ve yatlarda PV paneller tercih edilmektedir.

Ayrıca enerji fiyatlarının günden güne arttığı ülkemizde ortalama 25 yıllık bir çalıĢma ömrü beklenen FV panellerinin Ģebeke alt yapısına sahip bölgelerde küçük ve orta ölçekli ticarethane statüsündeki iĢyerlerinde ve konutlarda kullanımı son derece uygundur. Ayıca elektrik kesilmelerinin yoğun yaĢandığı bölgelerde de FV sistem akülü olarak devreye alındığı takdirde sistem kesintisiz bir güç kaynağı görevi göreceği için tercih edilmektedir.

FV Sistemlerin Tercih Nedenleri:

1- GüneĢ enerjisi sınırsız ve kullanımı için ödenen bir ücret yoktur.

2- Sessiz çalıĢırlar, zararlı gaz çıkıĢı yoktur.

3- Panellerde hareketli parça bulunmadığından bozulma ve tamir masrafları azdır.

4- Güvenlik ve güvenilirliği yüksektir.

5- Her bir güneĢ paneli yüksek kapasitede ortalama 25 yıl kullanılabilmektedir. Ekonomik ömürleri uzundur. (40 yıla kadar)

6- Sistem parçaları kullanım ömürlerinin sonunda yeniden

7- Sistem kurulumu kolay, bakım ve iĢletme gideri yok denecek kadar azdır 8- Elektrik Ģebekesinin olmadığı bölgelerde elektrik üretimini

gerçekleĢtirmektedir.

9- Solar paneller binaların mimarisine uyum içinde kullanılabildiğinden estetiktir.

10- Bir PV sistemi yaratmak için harcanan yatırım makul bir sürede kendini amorti etmektedir. Teknoloji geliĢtikçe geri ödeme zamanı azalmaktadır 11- Solar enerji dolaylı ve dolaysız binlerce kiĢiye iĢ imkanı sağlamaktadır 12- Ülkelerin enerji güvenliği konusunda bir güvence sunmakta ve dıĢa

bağımlılığı azaltmaktadır.

PV Sistemlerinin Dezavantajları

1- Ġleri teknoloji olduğundan özellikle güneĢ hücrelerinin yerli üretimi yoktur.

2- PV sistemlerinin üretimi yüksek yatırım ve iĢ istihdamı gerektirmektedir.

3- Hazır PV sistemlerinin kurulum maliyetleri yüksektir. Ancak son yıllarda kullanımının artması ile fiyatları düĢme trendine girmiĢtir.

PV Sistem Türleri

a) ġebekeye Bağlı FV sistemi (On-Grid); Ürettiği elektriğin fazlasını ana Ģebekeye veren sistemlerdir. Avrupa‟da bazı ülkelerde geçerli olan yönetmelikler dahilinde üretilen enerji elektrik sayaçlarının ters yönde dönmesi ile enerjiyi devlet Ģebekesine verirler. Bu iĢlem için çift taraflı sayaçlar kullanılır, ancak ülkemizde benzer sistemler mevcut değildir. Bu sistemin dezavantajı ise akĢam veya kapalı havalarda FV sistemi enerji üretemeyeceği için ana Ģebekeden enerji alması gerekmektedir

b) ġebekeden Bağımsız Sistemler (Off-Grid); Yerel elektrik hatlarına ulaĢmanın imkansız veya çok masraflı olduğu durumlarda kullanılır.

Burada kullanılan cihazlar Ģebeke bağlantılı sistemlerle neredeyse aynıdır. ġebeke bağlantılı sistemlerden farklı olarak elektrik üretiminin olmadığı saatlerde kullanmak üzere sisteme akü ve aküyü Ģarj edecek bir düzenek eklenmiĢtir.

GüneĢ Potansiyeli

Dünyanın enerji ihtiyacının çok daha fazlasını karĢılayabilecek bir güneĢ ıĢınımı söz konusudur. Ortalama olarak dünyanın 1 m² lik alanına düĢen güneĢ enerjisinin 1700 kWh‟lık değerinden günümüz teknolojisi ile yararlanmak mümkündür. Dünya yüzeyine düĢen yıllık güneĢ enerjisinin ise dünya genelindeki ihtiyacın yaklaĢık 10 000 katını karĢılayabilecek güçte olduğu bilinmektedir.

ġekil 4.13: Türkiye GüneĢ Enerjisi Potansiyel Haritası.

Küresel anlamda güneĢ enerjisi büyüklüklerinin geniĢ bir istatistiki veri tabanı mevcuttur. GüneĢ ıĢınımının daha yüksek olduğu bölgelerde daha fazla güç üretilebilmektedir. Yarı tropik iklimler güneĢten enerji üretimi konusunda en avantajlı bölgeler konumundadır. Avrupa‟nın ortalama güneĢlenme değeri 1200 kWh/m2 yıl iken bu değer Orta doğu‟da ise 1800-2300 kWh/m2 yıl civarındadır.

Türkiye bulunduğu coğrafi konumu (36-42 derece kuzey enlemleri ve 26-45 derece doğu boylamları arasında) nedeniyle güneĢ enerjisi bakımından dünyanın Ģanslı bir bölgesinde bulunmaktadır. Türkiye‟nin yıllık toplam güneĢlenme süresi 2.741 saat, günlük ortalaması ise 7,5 saattir. Aydın ili ülke ortalamasının üzerinde 3.017 saat güneĢlenme süresine sahiptir. Günlük ortalama güneĢlenme süresi Aydın‟da 8,27 saattir.

ġekil 4.14: Aydın Ġli Yıllık GüneĢlenme Süresi ve Global Radyasyon Değerleri Grafiksel Gösterimi.

Tablo 4.1: Aydın Ġli Yıllık GüneĢlenme Süresi ve Global Radyasyon Değerleri

Gün

Bölge coğrafi konumunun getirdiği avantaj sayesinde yüksek güneĢ enerjisi potansiyeline sahiptir. Aydın‟da en yüksek güneĢlenme süresine 12,09 saat ile Temmuz ayında, en yüksek global radyasyon değerine ise 6,61 kWh/m2-gün ile Haziran ayında ulaĢılmaktadır.

Fotovoltaik Güç Ünitelerinin Dünyada Kullanımı

Bugün kullanımı dünyada en hızlı artan endüstri FOTOVOLTAĠK (PV) endüstrisidir ve söz konusu endüstriyi kullanan ülkelerin, baĢta Almanya olmak üzere, güneĢ ıĢınım potansiyelleri Türkiye ile kıyaslanamayacak kadar düĢüktür.

FV sistemlerin ağırlıkta kullanıldığı güneĢ enerjisi uygulamaları ile ilgili Avrupa Birliği Parlamentosu tarafından yayınlanan „GüneĢ Enerjisiyle Üretim‟ raporunda, 2020 yılında güneĢ enerjisiyle üretilen elektriğin dünyada;1 milyar insana ulaĢacağı, 2,2 milyar insana bu alanda iĢ açılacağı ve CO2 gazı emisyonunun yılda 169 milyon-ton azalacağı bildirilmektedir.

ġekil 4.15: Kurulu FV Sistemlerinin Ülkelere Göre Oranı.

Dünyada baĢta Almanya, Ġspanya ve Japonya olmak üzere, Amerika, Ġtalya en büyük toplam FV kapasitelerine sahip ülkelerdir.

Türkiye’de Fotovoltaik Sistemler

• Ülkemiz gerek dünyada, gerekse üyelik hedeflediği Avrupa Birliği ülkeleri arasında, sahip olduğu iklime karĢın, FV sistemlerle ilgili geliĢimi en zayıf ülkeler arasındadır.

• AB uygulamalarında, 2010 yılında toplam enerjinin %12‟sinin yenilenebilir enerji kaynaklarından karĢılanması, toplam elektrik tüketiminin ise % 22‟sinin yenilenebilir enerji kaynaklarına dayandırılması hedeflenmiĢtir.

• AB‟ye tam üyelik sürecinde Türkiye, enerji konusunda da Avrupa Birliği‟ne uyum sağlamayı amaçlamaktadır

• TUBĠTAK tarafından yürütülen Vizyon–2023 projesinde belirlenen sosyoekonomik hedefler bağlamında odaklanılması gereken teknolojik hedefler arasında, rüzgâr, güneĢ ve jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik teknolojileri geliĢtirmek ve enerji üretiminde bu kaynaklara, ekonomiklikleri oranında yer verilmesi gerektiği ifade edilmektedir.

• 2005 yılında “Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına ĠliĢkin Kanun” un yasalaĢtırılması ile özel sektör yatırımları enerji alanına doğru yönlendirilmiĢtir.

• 2007 yılında 5627 sayılı “Enerji Verimliliği Kanunu“ kabul edilmiĢ ve Türkiye‟de enerji yoğunluğunu azaltacak uygulamaların önü açılmıĢtır.

• Bayındırlık ve Ġskan Bakanlığı‟nın 5 Aralık 2009 yürürlüğe giren Binalarda Enerji Performansı (BEP) Yönetmeliğinde, “Yeni yapılacak olan ve 1.000 m²‟nin üzerinde kullanım alanına sahip binalardaki ısıtma, soğutma, havalandırma, sıhhi sıcak su, elektrik ve aydınlatma enerjisi ihtiyaçlarının tamamen veya kısmen karĢılanması amacıyla, yenilenebilir enerji kaynakları önerilmektedir.

• Tarım Bakanlığı‟nın destekleme programlarında yenilenebilir enerji kaynağı kullanımı özendirilmektedir.