Güneş Gözesi Üretiminde Yaşanan Sıkıntılar ve Dünya Genelinde Göze Üretim Durumları - Shortages in Solar Cells Production and Cell Production All Around the World

GİRİŞ

Ü

güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Elektrik İşleri Etüt İdaresi (EİE) tarafından Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğünde (DMİ) mevcut bulunan 1966-1982 yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ışınım şiddeti verilerinden yararlanarak yapılan çalışmaya göre Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ışınım şiddeti 1311 kWh/m²-yıl (günlük toplam 3,6 kWh/m²) olduğu tespit edilmiştir [1]. Avrupa yenilenebilir enerji konseyi (EREC), 1996 yılından

itibaren 2040 yılına kadar olan dönem için, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının dünya genelindeki, durumunu içeren bir senaryo hazırlamıştır. Bu senaryodan alınan bilgilerin bir bölümü Çizelge 1'de verilmiştir. Senaryoya göre, PV ve rüzgâr ilk yıllarda çok hızlı büyüme göstermektedir. Diğer teknolojiler ise sonraki 20 yıllık dönemde büyüme göstermektedir. Buna göre 2001-2020 yılları arasında PV teknolojisinin %30'luk bir büyüme göstereceği öngörülmektedir. Ülkemizde son derece yüksek olan yenilenebilir enerji potansiyelin etkin bir biçimde değerlendirilememesi son derece üzücüdür. Mevcut potansiyeli bakımından ülkemize göre daha kötü durumda olan ancak faydalanma bakımından ülkemizden çok daha ileride olan pek çok ülke bulunduğu da bir gerçektir.

Güneş Gözesi Üretiminde Yaşanan

Sıkıntılar ve Dünya Genelinde Göze Üretim

Durumları

ÖZET

Bu çalışmada güneş gözeleri hammadde sıkıntıları da dikkate alınarak incelenmiştir. Güneş gözesi üretimi yapan firmalar hem üretim teknikleri,ürün verimlilikleri ve pazar payları hem de bulundukları ülkeler ve coğrafi konumları bakımından karşılaştırılmalı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca güneş gözesi üretim teknolojisindeki yenilikler üzerinde durularak ülkemizdeki mevcut durum ve yapılması gereken çalışmalar hakkında bilgi verilmiştir.

Güneş pilleri, güneş enerjisi, güneş gözesi üretim teknikleri, PV pazarı. Anahtar Kelimeler:

Ramazan ŞENOL

İbrahim ÜÇGÜL

Mustafa ACAR

*

Süleyman Demirel Üniv.,Yenilenebilir Enerji Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezi 32260 ISPARTA

Süleyman Demirel Üniv.Yenilenebilir Enerji Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezi 32260 ISPARTA

Süleyman Demirel Üniv. Makina Mühendisliği Bölümü 32260 ISPARTA

ABSTRACT

In this study, solar cells are investigated, taking in to account raw material shortages. The companies producing solar cell are given comparatively by production techiniques, product effeciencies and market shares and also by countries and geographical positions. Also by analysing developments at solar cell production technology, the state of play in our country and required studies are discussed.

Solar cells, solar energy, solar cell production techniques, PV market. Keywords:

Shortages in Solar Cells Production and

Cell Production All Around the World

* İletişim yazarı

Geliş/Received : 26.03.2008 Kabul/Accepted : 28.05.2008

GÜNEŞ GÖZELERİ FOTOVOLTAİK

SİSTEMLER

Fotovoltaik etkiye dayalı güneş gözesi (pili) teknolojisi tarih içinde aşağıdaki şekilde gelişmiştir. 1873’te İlloughby Smith'in selenyumun fotovoltaik etkisini bulmasını, Adams ve 1876’da Day'ın katı selenyum fotovoltaik etkisini bulması takip etmiştir. 1883 yılına gelindiğinde Amerikalı kâşif Charles Fritts, selenyum tabakalardan yapılmış ilk güneş gözesini tanımlamıştır. 1950'li yıllara gelinceye kadar çeşitli deneylerle fotovoltaik etkilerin kanıtlanmasına ve rapor edilmesine devam edilmiştir. 1951 yılında Germanyumdan elde edilmiş tek kristalli bir yapı imal edilmiştir. 1954 yılında Kadminyumun fotovoltaik etkisi rapor edilirken aynı yıl Bell laboratuvarı araştırmacılarından Pearson, Chapin ve Fuller, ilk kez %4,5 verimle çalışan silikon güneş gözesini imal ettiklerini duyurmuşlardır. Aynı yıl Western elektrik fotovoltaik teknolojilerin lisansını satmaya başlamıştır. 1957, 1958, 1959 ve 1960'lı yıllara gelindiğinde ise Hoffman elektronik sırasıyla %8, %9, %10 ve %14 verimli güneş pillerini imal ettiğini duyurmuştur [3]. 2000'li yıllara gelindiğinde ise Almanya'da 100.000 çatının güneş pilleri ile kaplanması için çalışma başlatılmıştır. Aynı dönemlerde Japonya'da 10.000 çatı programı başlatılmıştır [4]. 2004 yılında, Almanya'nın Neustodt kentinde 2 MW kurulu güce sahip güneş fotovoltaik güç tesisi şebekeye bağlanmıştır [5]. 2004 yılının sonuna gelindiğinde, Almanya'da güneş gözesi toplam kurulu gücü yaklaşık 53 MW olmuştur. Aynı yıl içinde Dünya Bankası 29 ülkede 30'dan fazla projeye destek vermek için bir fon açmıştır [6]. 2004 yılı eylül ayında ise Türkiye Büyük Millet Meclisi yeni bir yenilenebilir enerji yasasını çıkarmıştır. Bu yasa, gelecek 5 yıllık dönemde 4-5 MW'lık bir yenilenebilir enerji kurulumunu desteklemektedir [4].

Ülkemizde çoğunluğu Orman Bakanlığı orman gözetleme kuleleri, Türk Telekom, deniz fenerleri ve otoyol aydınlatmasında, EİE Genel Müdürlüğü, Muğla Üniversitesi, Ege Üniversitesi, Süleyman Demirel Üniversitesi gibi kamu

kuruluşlarında olmak üzere küçük güçlerin karşılanması ve araştırma amaçlı kullanılan güneş gözesi kurulu gücü 1 MW' a ulaşmıştır [1]. Özellikle son dönemde Muğla Üniversitesi yaptığı temiz enerji atılımları ile üniversiteler arasında ön plandadır. “54 kW Gücündeki Şebekeye Bağlı Fotovoltaik Sistemin Muğla Üniversitesi Kütüphane Çatısına Entegrasyonu” isimli DPT projesi ile dört aşamalı olarak Muğla Üniversitesi yerleşkesi içerisine toplam gücü 54kW olan fotovoltaik sistem kurulmuştur. Geçtiğimiz aylarda ise "Binaya Entegre İlk Fotovoltaik (PV) Cephe Kaplama" uygulaması ile Rektörlük binası Fotovoltaikler ile kaplanmıştır. Yine yerleşke sınırları içerisinde çevre aydınlatma armatürleri PV'ler ile çalışmaktadır. Süleyman Demirel Üniversitesi Temiz Enerji Evi, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezi öncülüğünde hayata geçirilmiştir. Evin tüm elektrik ihtiyacı PV'ler vasıtasıyla karşılanmaktadır. Ayrıca LED diyotlu aydınlatma armatürleri imal edilerek yerleşke içinde çeşitli noktalarda çevre aydınlatması PV'ler aracılığıyla yapılmaktadır. Ülkemizde uygulamaları hızla artan bu teknolojinin henüz üretim tesisisin olmayışı oldukça düşündürücü ve üzücüdür. Ülkemizdeki güneş enerjisi potansiyelinden yeterince faydalanılama-masındaki temel sebeplerden birisi PV fiyatlarının yüksek oluşudur. Son kullanıcı fiyatının Avrupa'ya kıyasla yüksek oluşu ve teşviklerin yeterince tatmin edici olmaması toplumumuzu fatura göndermeyen Güneş'ten mahrum bırakmaktadır.

Güneş pillerine ait uygulama alanlarından bazıları; Çiftlik, dağ evleri, yazlıklar, küçük ve orta ölçekli işletmeler, Elektriği olmayan şehre uzak köyler, su kalitesi ve çevresel veri izleyicilerin enerji ihtiyacının karşılanması, acil iletişim sistemleri, otoyol ışıklandırılması, sulama ve pompa sistemleri, bahçe, sokak ve reklam panoları aydınlatılması, telekomünikasyon sistemleri, TV ve radyo sistemlerinin elektrik ihtiyacıdır. Şebekeye bağlı bir güneş gözesi tesisine ait blok diyagram Şekil 1 'de gösterilmiştir.

Çizelge 1. 2040 Yılına Kadar Olan Süreçte Yenilenebilir Kaynakların Gelişme Senaryoları [2].

HAMMADDE SIKINTISI

ÜLKELERE, FİRMALARA VE

TEKNOLOJİ ÇEŞİDİNE GÖRE ÜRETİM

DURUMLARI

çoğunlukla oksijenle birlikte kum formunda bulunur. Oksijen silikondan çıkartılarak uzaklaştırıldığında, ham poli-kristal silikon kalır. Bu ultra-saf poli, yarı iletken endüstrisinde kullanılır. En büyük poli-silikon üreticileri; Hemlock Semiconductor, Wacker Chemie, REC, Tokuyama, MEMC, Mitsubishi (Japon ve Amerika) ve Sumitomo-Titanium 'dur. Bu yedi firmanın tüm dünya geneli üretimi 2006 yılı itibarıyla toplamda %75 'lik bir oranı oluşturmaktadır [8]. Geleneksel güneş gözeleri (silikon tabanlı) yüksek verime sahiptir. Ancak hammadde sıkıntısı yüzünden bu ürünlerin fiyatları oldukça pahalı bir hal almaktadır. Buna karşılık ince film teknolojisiyle üretilen gözeler (örneğin Kadmiyum Tellür teknolojisi) oldukça cazip bir fiyata sahipken verimleri düşüktür. First Solar firması 2007 yılı eylül ayında bu gözeler için ortalama verimi %10,5 olarak açıkladı [9]. Güneş gözesine olan talebin artması ve yaşanılan hammadde sıkıntısı üreticileri beklenmedik bir sıkıntıya sürükledi. 2004 yılında 26.000 ton olan hammadde talebi, 2005 yılında yaklaşık %7 'lik bir atış gösterdi. Ancak 2006 yılında bu sıkıntı en kritik noktaya ulaştı. 2008 yılı için, 4 büyük poli-silikon üreticisi kapasitelerini %50 oranında artıracaklarını açıkladılar. Bu ise toplamda dört firma için 17.000 ton'dan daha fazla bir değere tekabül etmektedir [10]. Özellikle son birkaç yıldır silikon wafer üreticileri, 300 mm wafer için yeni kapasiteler oluştururken bir yandan büyük yatırım maliyetleri ile mücadele ederken bir yandan da fiyatları aşağı çekebilmek için çaba sarf etmektedirler. Bugünlerde,

güneş gözesi endüstrisi silikon wafer temini konusunda yarı iletken üretim endüstrisi ile rekabet etmektedir. Özellikle bu mücadele güneş gözeleri ve silikon wafer'ın anahtar malzemesi olan poli-silikon için yapılmaktadır. Çoğu silikon wafer üreticisi, önceki yıllarda güneş gözesi endüstrisinden daha ziyade yarı iletken teknolojisine odaklı çalışıyorlardı. Güneş endüstrisi için gerekli olan wafer talebi küçük ölçekte olduğu yıllarda, üreticiler uygun fiyat ve düşük kalitedeki wafer'ları rahatlıkla temin etmekteyidiler. Ancak ne zaman ki güneş gözeleri için talep arttı, wafer tedarikçileri strateji değiştirmek zorunda kaldılar. Yarı iletken teknolojisinde kullanılan wafer için, yarı iletken üretici firmalarının önerdiği ve ödediği fiyat, güneş gözesi imalatçılarının önerdiği ve ödediği fiyatın birim bazında oldukça üzerinde oldu. Buradaki temel neden ise silikon wafer’in yarı iletken malzeme üretiminde kullanıldığında üretim maliyetinin oldukça düşük bir bölümünü (%5-10) oluştururken güneş gözesi imalatında kullanıldığında üretim maliyetinin oldukça büyük bir bölümünü (>%55) oluşturmasıdır. Dolayısıyla wafer fiyatındaki %5'lik ya da %10'luk bir artış söz konusu olduğunda yarı iletken teknolojisi bu olumsuz durumdan çok az etkilenirken güneş gözesi imalatçıları oldukça zor bir durum ile karşı karşıya kalmaktadır [11].

Güneş gözesi, yenilenebilir enerji piyasasındaki dinamikliği korumaya devam etmektedir. Güneş gözesi piyasası, 2006 yılında kurulan sistemleri ve bileşenleri ile toplamda yaklaşık olarak 20 Milyar $ gibi şaşırtan bir orana ulaşmakla kalmadı aynı zamanda yenilenebilir enerji piyasasının en dinamiği ve en tahmin edilemezi oldu. Bu endüstri 2006 yılında,

poli-Şekil 1. Şebekeye Bağlı Bir Güneş Gözesi Tesisine Ait Blok Diyagram [7].

silikon sıkıntısıyla mücadele etmenin yanı sıra, Çin ve Tayvan' daki üretim kapasitesini desteklemek için büyük sermayeler oluşturularak, pratik ince film teknolojileri ortaya çıkmış ve ayrıca pek çok küresel destek rejimlerinde tatmin edici değişiklikler yapılmıştır.

Bazı olumsuzluklara rağmen, bu sektör sağlam bir dayanım göstermektedir. Almanya, İspanya ve ABD gibi pek çok ülkedeki ekonomik destek ve teşviklerin varoluşu sayesinde tüketiciler güneş gözeleri ile temiz enerji üretimi konusundaki istek ve heveslerini korumuşlardır. Bu sayede PV piyasasının momentumu güçlü kalmıştır.

2006 yılında ortalama sistem fiyatlarının artmasına rağmen, endüstri büyümektedir. 2006 yılında dünya genelindeki hücre üretimi geniş ölçekli bir tehdit olan poli-silikon hammadde sıkıntısına rağmen %41 artarak 2520 MW’a ulaşmıştır. Aynı yıl dünya geneline bakıldığında 76 adet üretici bulunduğu görülmekteydi. Çizelge 2 incelendiğinde en düşük artışın Japonya'da olduğu (poli-silikon sıkıntısı nedeniyle), en büyük artışın ise dünyanın diğer coğrafi bölgelerinde olduğu görülmektedir. Şekil 3 incelendiğinde ise dünya genelindeki üretim yapan firmalardan en fazla üretim yapan 15 firma ve 2005 yılı büyüme oranları ile birlikte 2005 yılındaki sıralamaları görülmektedir. İlk sırayı Japon Sharp firması,

ikinci sırayı Alman Q-Cells firması, üçüncü sırayı Japon Kyocera firması almaktadır. Bu üç firma arasında en büyük ortalama artışa &-Cells firması ulaşmıştır. Bu başarıdaki pay sahiplerinden biri de &-Cells firmasının stratejik ortağı olan Norveç kökenli Renewable Energy Corporation'dır. Bu ortaklık sayesinde Q-Cells poli-silikon kaynaklarına daha rahat ulaşabilmektedir.

Bu üç büyük firmanın dışında, 2006 yılında diğer bazı PV firmalarında da değişimler ortaya çıkmıştır. Örneğin Çin kaynaklı Suntech firması %92'lik büyüme oranı ile 2005 yılında 8. sırada iken 2006 yılında 4. sıraya yükselmiştir.

Tayvan kaynaklı Motech firması %83’lük artışla 7. sıraya yükselmiştir. Diğer Çin ve Tayvan üretici firmaları 2007 yılında ilk 15 firma arasındaki yerlerini alacak gibi görülmektedir. Amerikan kaynaklı olan SunPower ve First Solar firmaları da ilk 15 firma arasına girmeyi başarmıştır. Schott of Germany, BP ve Shell gibi daha eski PV üreticileri hammadde sıkıntısı yüzünden üretimlerinde düşüşler yaşamışlardır.

Göze (hücre) üretimini ölçmek, değerlendirmek ve kıyaslamak en kolay yol olmakla birlikte, bu hücrelerin faydalı modüller haline getirilmelerini sağlamak, ürünleri ve elektrik üretiminde nerelerde-nasıl kullanıldıklarını anlayıp değerlendirmek oldukça önemlidir. 2006 yılındaki en şaşırtıcı olay, dünya genelinde üretim hattındaki PV tesislerin kurulumlarındaki artışla birlikte PV göze ve modüllerin fiyatlarındaki artışlar olmuştur. PV kurulumları, dünya genelindeki üretim hattındaki artışla birlikte artmaktadır. Çizelge 3, PV'lerin hangi sektörde ne kadar değişim gösterdiğini ortaya koymaktadır.

Çizelge 4 incelenecek olursa, sistem bazlı uygulamaların coğrafi dağılımları ortaya çıkmaktadır. Bu çizelgeye göre, sistem bazlı uygulamalarda Almanya, 2005 yılına göre 2006 yılında %50'nin üzerinde bir artışla %56'lık bir kurulum payına sahiptir. Avrupa'nın geri kalan bölümünde ise özellikle İspanya uyguladığı PV programı sayesinde büyük bir artış göstermiştir. ABD ise %31'lik bir büyüme göstermiştir.

Çizelge 2. 2006 Yılına Kadar Küresel Bazda Hücre Üretimi (MW DC) [12].

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2006 v 2005 A.B.D 75 100.3 120.6 103 138.7 154 201.6 30.9 % Japonya 128.6 171.2 251.1 363.9 601.5 833 926.9 11.3 % Avrupa 49.8 73.9 122.1 200.2 311.8 476.6 678.3 42.3 % Diğer 23.4 40.6 53.3 81.3 141.5 322.5 714 121.4% Toplam 276.8 386 547 748.4 1193.5 1782.3 2520.7 41.1 %

Özellikle Almanya, İspanya ve ABD'deki güçlü talep artışı, sınırlı olan poli-silikon hammadde temini ile birleşince 2006 yılında fiyatlar artışını sürdürmüştür. Modül fiyatları, 2005 yılında yaklaşık olarak 3,50 $/W iken 2006 yılında 3,75 $/W olmuş ve 4,00 $/W değerini görmüştür. Fiyatların 4,00 $/W değerini görmesi ile birlikte modül satışları 2007 yılının

ikinci çeyreğinde % 10 azalmıştır. Modüllerdeki bu fiyat artışların poli-silikon için 55 $/kg 'dan 65 $/kg 'a hatta spot piyasada 300$/kg'a kadar çıktığı görülmektedir. Bu fiyat artışları sayesinde bu alanda üretim yapanlar tahmin edilemeyen bir kâr marjı elde etmişlerdir.

Amerikan PV piyasası 2006 yılında belirsiz bir dönem geçirmesine rağmen birkaç güçlü oluşumun ortaya çıkmasıyla ayakta kalmayı başarmıştır. İlk olarak, Amerikan hücre üretici firmaları poli-silikon sıkıntısı yüzünden geleneksel wafer tabanlı teknolojilerden ince film tabanlı teknolojilere geçiş yapmışlardır. İkinci olarak, Amerika’daki PV talebi California tarafından domine edilmektedir. ABD'de

3 Milyar $ 'lık PV geri ödeme ve indirim programı dışında diğer eyaletlerde de PV kullanımında önemli artışların olduğu bilinmektedir. Bu olumlu oluşumlar sayesinde Amerika'daki PV kullanımı önümüzdeki yıllarda artış gösterecektir.

Çizelge 5'te Amerika'daki PV hücre üretiminin 2000 ile 2006

Çizelge 5. Amerika'daki PV Hücre Üretiminin 2000 ile 2006 Yılları Arasındaki Değişimi [12].

Company 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 06 v 05 First Solar - - - 3 6 20 60 200 % Solarworld CA (Shell Solar 28 39 46.5 52 32 42 35 -16.7 % United States OVONICS 3 3.8 4 7 14 22 28 27.3% BP Solar 20.5 25.2 31 13.4 14.2 22.6 25.6 13.2 % GE (Astropower) 18 26 29.7 17 25 18 22 22.2 % Evergreen Solar - - 1.9 2.8 6 14 13 -7.1 % Schott Solar 4 5 5 4 10 13 13 0 % Global Solar - - - 2 1 1 2.5 150 % Other 1.5 1.3 2.5 1.8 0.5 0.5 2.5 400 % Total 75 100.3 120.6 103 138.7 154 201.6 30.9 % Fırst Solar - - - 134 141.6 5.7 %

Çizelge 3. Uygulama Türüne Göre PV Kullanımı [12].

Sektör 1996 1998 2000 2002 2004 2005 2006 Tüketici Ürünleri 22 30 40 60 75 80 90 Dünya Geneli Şebekeden Bağımsız, Yerel 23 34 53 85 110 125 140 İletişim/Haberleşme 23 31 40 60 80 90 100 Şebekeden Bağımsız, Ticari 12 20 30 45 55 60 70 Şebekeye bağlı yerel/ticari 7 35 120 270 700 1375 1600 500 KW’tan Büyük 2 2 5 5 20 30 100 Toplam (MW/Yıl) 89 152 288 525 1040 1550 2200 Ortalama Modül Fiyatı USS/W 4 4 3.5 3.25 3.5 3.75 3.75

Çizelge 4. 2000-2006 Yılları Arasında Dünya Genelinde PV Modül Kurulumları ve 2007 Yılı Tahminleri [12].

ÜLKE 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Almanya 44 78 80 170 500 700 1050 1260

Avrupanın diğer ülkeleri 1 3 10 11 24 60 118 234

Japonya 74.4 91 141 201 256 320 350 402.5

Asyanın diğer ülkeleri 13 19 43 33 47 55 81 131.9

A.B.D 16.8 28.4 49.1 71.7 89.9 108 141.4 259

Diğer 21 37 77 118 147 139 130 158.8

Ülkeler

Toplam 170.2 256.4 400.1 604.7 1063.9 1382 1870.4 2446.2

e

yılları arasındaki değişimi görülmektedir. Amerika'daki PV üretiminin 2006 yılı büyümesi %31 olmuştur. Bu büyüme oranını First Solar firması 60 MW 'lık üretim ve %200 'lük büyümeyle tek başına ayakta tutmuştur. Firma bu oranı silikon tabanlı üretim yerine cam üzerine uyguladığı Kadmiyum Tellür ile yakalamıştır. First Solar firmasını, %27'lik artış gösteren Unisolar firması takip etmektedir. Unisolar firması üretimini Amorf silisyum tabanlı yapmaktadır. Firma üretimini 2010 yılında 300 MW'a çıkarmayı hedeflemektedir.

Çizelge 6'da ise Amerika'daki eyaletlerde kurulan şebekeye bağlı PV modüllerin durumu görülmektedir. Çizelgeye göre California ve New Jersey, Amerika'daki şebekeye bağlı PV sistemlerinin yaklaşık olarak %90'ını oluşturmaktadır. Şekil 4'de Amerika 'daki şebekeye bağlı PV sistemlerin ticari ve bireysel dağılımları görülmektedir. 2006 yılı için ticari

uygulamalar, tüm şebekeye bağlı PV uygulamaların %60 'ını oluşturmaktadır.

Amerika'daki PV talebinin dinamik büyümesi ve ince film

şirketlerinin hızlı büyümeleri karşısında, Japon piyasasının 2006 yılını durağan geçirdiği Çizelge 7'den görülmektedir. Japonya'daki PV hücre üretimi 2005 yılına göre 2006 yılında sadece %11,3 oranında artmıştır. Bu oranın düşük kalmasının en başlıca sebepleri hammaddeye ulaşma sıkıntısı ve hammadde fiyatının yüksek olmasıdır. Japon firmaları arasındaki en büyük artış oranları Kyocera ve Sanyo firmalarına ait olup %20'nin üzerinde büyüme oranlarına ulaşmışlardır.

Durgun sayılabilecek Japon PV pazarına karşı, Avrupa'daki PV üretimi ve kurulumu çılgınca denilebilecek şekilde büyüme göstermektedir. Avrupa'daki PV üretimi 2006 yılında yaklaşık %40'lık artışla 657 MW'a ulaşmıştır. Bu büyüme Çizelge 8'de firmalar bazında özetlenmiştir. Bu büyümede en büyük pay sahibi olan firmalar Almanya menşeli olan Q-Cells, Solar World, Schott ve Ersol firmaları ile birlikte Norveç firması olan Scancell, Belçika'lı

Çizelge 6. Amerika'daki Eyaletlerde Kurulan Şebekeye Bağlı PV Modüllerin Durumu [12].

2005 2006 2006 v 2005 California 52.015 70.573 36 % New Jersey 5526 17.858 223 % New York 1418 2709 91 % Nevada 494 2619 434 % Arizonae 1549 2088 35 % Massachusetts 640 1452 127 % Coloradoe 179 933 524 % Texas 593 714 20 % Connecticut 174 541 211 % Oregon 353 529 50 % All otherse _{699 1,450 107 %} Total 633,640 101,466 59.4 % * e: tahmin edilen

Şekil 4. Amerika'daki Şebekeye Bağlı PV Sistemlerin Ticari ve Bireysel Dağılımları [12].

Çizelge 7. 2000-2006 Yılları Arasında Japonya'daki PV Hücre Üreten Firmalar (MW DC) [12].

Company 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 06 v 05 Sharp 50.4 75 123.1 197.9 324 428 434 1.4 % Kyocera 42 54 60 72 105 142 180 26.8 % Sanyo 17 19 35 35 65 125 155 24 % Mıtsubishi 12 14 24 42 75 100 111 11 % Kaneka 5 8 7.5 13.5 20 21 30 42.8 % Mitsubishi HEL - - - 2 10 12 12 0 % Hitachi - - - 5 5 0 % Other 2.2 1.2 1.5 1.5 2.5 - 0.5 n/a Tota l 128.6 171.2 251.1 363.9 601.5 833 927.5 11.3 %

Çizelge 8. 2000-2006 Yılları Arasında Avrupa'daki PV Hücre Üreten Firmalar (MW DC) [12].

Company 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 06 v 05

Q-Cells (DE) - - 8 28 75 166 253.1 52.5 %

Schott Solar (DE) 10 16 24.5 38 53 82 83 1.2 %

Isofoton (ES) 9.5 18 27.4 35.2 53.3 53 61 15.1 %

Deutsche Solar/Shell (DE) 3.3 7.5 9 42 38 55 51 - 7.3 %

Ersol (DE) - - 9 9 16 20 40 100 %

Sunways (DE) - - 4.5 4.5 11 16 30 87.5 %

Scancell (NW) - - - - 5 10 27.5 175 %

Photowatt (FR) 14 14 17 20 22 24 24 0%

Photovoltech (BE) - - - 12 20 66.7 %

Ever-Q (DE) - - - 15 n/a

BP Solar (DE) 9.2 12.2 16.7 16.5 23.5 16.8 12.3 -27.10 %

Solterra (CH) - - - 12 n/a

Solarwatt (DE) - - - 8 n/a

Antec (DE) - - - - 7 8 8 0 %

Hellos (IT) 1.5 2.2 3 3.5 4 5 5 0 %

Würth Solar (DE) - - - 2.4 n/a

Other 13. 2 16.5 16 13.7 11.6 14 15 11.1 %

Total 49.8 73.9 122.1 200.2 311.8 472.8 657.3 39 %

Çizelge 9. 2000-2006 Yılları Arasında Amerika, Japonya ve Avrupa'nın Dışında Kalan Diğer Ülkelerdeki PV Hücre Üretimi [12].

Firma 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 06 v 05 Suntech (CH) - - - - 28 82 157.5 92.1 % Motech (TW) - 3.5 8 17 35 60 110 83.3 % Sunpower (PH) - - - 23 62.7 172.6 % CEEG Nanjing PV (CH) - - - 7 60 757.1 % Baoding Yingli (CH) - - - 10 35 250 % BP Solar (AU) 5.8 7 8.4 26.2 34 35.2 33.4 -5 % E-TON (TW) - - - - 5 28 32.5 16.1 % JA Solar (CH) - - - 25 n/a Solarfun (CH) - - - 25 n/a DelSolar (TW) - - - 20 n/a

Mıcrosot Inti. (UAE) - - - - 1.4 6.8 15 120.6 %

Gintech (TW) - - - 15 n/a Shenzhen Topray - - - 5 15 200 % Solar (CH) BP Solar (N) 6.5 8.1 13.1 14.1 14.1 13.4 14.4 7.2 % Kyungdong - - - 12.5 n/a PV Energy (SK) Diğer (Çin) 2.5 3 8 9 7 30 52 73.3 % Diğer (Hindistan) 4 4.4 6 9 17 22.1 29 32.1% Diğer 4.7 14.7 9.8 6 - - - n/a Toplam 23.4 40.6 53.3 81.3 141.5 322.5 714 121.4 % Toplam Çin 2.5 3 8 9 35 134 369.5 275.7 % Toplam Tayvan - 3.5 8 17 40 88 177.5 101.7 % Toplam Hindistan 10.46 12.46 19.1 23.11 31.1 35.5 43.37 22.2 %

Çizelge 11. 2010 Yılına Kadar Tahmin Edilen İnce Film Üretimi

2006 2007e 2008 2009 2010

Kadmiyum Tellür (CdTe) – 7 Firma

CdTe (Planlanan) 68 140.3 232.5 282.5 286.3

CdTE (Potansiyel) 152.5 250 300 312.5

Bakır İndiyum (Galyum) di-Seleonid (GIGS)– 22 Firma

CIGS (Planlanan) 4.9 36.7 138.1 286 450.5

CIGS (Potansiyel) 92.9 432.7 940 1362.50

Amorf ve Diğer Silikonlar (a-Si) – 45 Firma a-Sİ (Planlanan)

a-Sİ (Potansiyel) 123.2 270.9 621.5 1102.70 1513.50

Dye, Nano, Organik – 12 Firma

Dye, Nano, Organik (Planlanan) 15 122.5 222.5 246.3

Dye, Nano, Organik (Potansiyel) 15 145 290 385

Toplam İnce Film

Toplam (Planlanan) 196 463 1115 1894 2,496

Toplam (Potansiyel) 587 1762 3314 4,568

e e e

*e: tahmin edilen

Photovoltech ve İsviçre'li Solterra 'dır. İspanyol Isofoton firması da 2006 yılındaki üretimde önemli bir paya sahiptir. Genellikle uzun vadeli ve yüksek fiyatlı yapılan anlaşmalara, sabit ve güvenilir hammadde temini sözleşmelerine ve sağlam ödeme planlarına rağmen PV üretimi yapan uluslar 2006 yılında zor durumlara düşmüş ve kıyasıya bir rekabete girişmişlerdir. Çin ve Tayvan 'da ortaya çıkan yeni firmalar bu durumun oluşmasında etkin bir rol oynamışlardır. Önderliğini Çin firması olan Suntech ve Tayvan firması olan Motech'in yaptığı bu firmalar; Amerikan, Japon ve Avrupa'lı üretici firmalara, hammadde temini, wafer ve hücrelerin modüllere dönüşümü için gerekli olan diğer ekipmanların temini

konusunda meydan okumuşlardır. Çizelge 9 incelendiğinde, Amerika, Japonya ve Avrupa'nın dışında kalan diğer ülkelerdeki durum görülmektedir. Burada en şaşırtıcı durum Tayvan firmalarının 2006 yılında üretimlerini 177,5 MW'a çıkararak iki kat, Çin firmalarının üretimlerini 369,5 MW'a çıkararak üç kat artış göstermiş olmalarıdır. Bu iki ülkenin dışında kalan diğer ülkeler kayda değer bir büyüme gösterememişlerdir.

İnce film teknolojilerinin önümüzdeki birkaç yıl içinde hızlı bir büyüme göstermesi beklenmektedir. Öyle ki bu değerin 2010 yılında en az 2,5 GW olması öngörülüyor. İlk olarak, var olan Unisolar, First Solar ve Kaneka gibi üretici firmalar

Çizelge 10. 2003-2006 Yılları Arasında Kullanılan Teknik Bakımından PV Hücre Üretimleri [12].

TOPLAM PAZAR PAYI (%)

GÖZE TİPİ 2003 2004 2005 2006 2003 2004 2005 2006

MONOKRİSTAL 200 370.9 506.9 957.8 25.6 31 24.8 38

POLİKRİSTAL 457.8 641.6 996.4 1174.40 60.6 53.6 55.8 47.1

MONO+POLİ TOPLAMI 657.8 1012.50 1503.30 2132.10 87.10 84.6 84.20 85.10

ŞERİT (SİLİKON) 20.3 41 53 68 2.7 3.4 3 2.7

DİĞER KRİSTALLER (HIT) 43.5 80 122 150 5.8 6.7 6.8 6

DİĞER KRİSTAL SİL. TOPLAMI 63.8 121 175 205 8.4 10.1 9.8 8.6 AMORE SİLİKON 25.8 47.1 71.3 97.7 3.4 3.9 4 3.9 KADMİYUM TELLÜR 3 13 32 68 0.4 1.1 1.8 2.7 CIS/GIGS 4 3 4.5 4.9 0.5 0.3 0.3 0.2 İNCE FİLM TOPLAM 32.8 63.1 107.8 170.6 4.3 5.3 6 6.8 TOPLAM (TÜM TEKNOLOJİLER) 755.1 1197.10 1786.10 2520.7

üretim teknolojilerini ekipman ya da hammadde sıkıntısına takılmadan hızlı bir biçimde artırmaktadırlar. İkinci olarak, dijital göstergeli depolama endüstrisinden uyarlanmış olan Amorf silikon üretim ekipmanları firmalar aracılığı ile Avrupa, Hindistan ve Amerika 'daki yerel dağıtım kanalları tarafından satılmaktadır. Üçüncü olarak, sağlam bir finans yapısı ve yeterli teknik donanımı olan firmaların önderlik ettiği CIGS (Bakır indiyum (galyum) di-selenid), Kadmiyum Tellür ve hücrelerin saydam plastik ile kaplandığı (hammaddesi petrol olan) Dye-sensitized modüller az miktarda da olsa üretilecektir.

Modül fiyatlarının 2010 yılında, kristal silikon tabanlılarda 2,00 $/W'ın altında ve ince film modüllerde de 1,50 $/W 'ın altında olacağı beklenmektedir [12].

Bu çalışmada, güneş gözelerinin üretim ve kurulum kapasiteleri dünya geneli için ülkeler, firmalar ve uygulama şekilleri bakımından incelenmiştir. Son birkaç yıldır yaşanan hammadde sıkıntısı ve yarattığı sonuçlar ele alınmıştır. Ülkemizde bu potansiyelin daha etkin ve yaygın kullanımı için mutlaka bazı adımlar atılmalıdır. Örneğin; halen eksik ve yetersiz olan teşvik yasası mutlaka değiştirilerek yürürlüğe sokulmalıdır. En az bir tane olmak üzere güneş gözesi fabrikası ülkemizde tesis edilmelidir. PV uygulamaları hakkında görsel ve yazılı basın yayın organlarında etkili bir tanıtım yapılmalıdır. Konuyla ilgili olarak uzman kişilerin görüşlerine başvurularak ortak çalışma ve proje alanları oluşturulmalıdır. Ayrıca konu ile ilgili olan üniversitelerdeki birimler ile MEB il ve ilçe müdürlükleri ortak çalışmalar yaparak yetişmekte olan genç neslin konuya olan ilgi ve bilgilerinin artırılması sağlanmalıdır. Bu safhada, bilimsel araştırma kurumları ve üniversiteler bilimsel altyapı hazırlığını, Ticaret ve Sanayi Odaları ticari uygulanabilirliğini, kamu kurumları yasal uygulanabilirliğini, çeşitli mühendis odaları teknik uygulanabilirliğini, yerel yönetimler

uygulamaların bölgeye adapte edilmesine yönelik imkânların sağlanmasını, sivil toplum örgütleri kamuoyunun bilinçlendirilmesini görevlerini paylaşmalıdır. Mevcut Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanunu'nun yetersiz olduğu tüm akademik camia tarafından her fırsatta dile getirilmekte ve çözüm önerileri ortaya konulmaktadır. Ülke enerji politikası için mutlaka güneş enerjisi ve uygulamaları ciddi manada ele alınmalı ve mümkün olan en üst seviyede bu potansiyel değerlendirilmelidir. Bunun için gerekli olan yatırımlar, yasal iyileştirme ve teşvikler vakit kaybetmeden hayata geçirilmelidir.

Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü, http://www.eie.gov.tr

Renewable Energy World, July-August 2004 Volume 7 Number 4

“Handbook Of Photovoltaic Science and Engineering”, John Wiley & Sons, Inc, 2002, U.S.A.

Renewable Energy Word Sebtember-October 2004 Volume 7 Number 5

Renewable Energy Word March-April 2004 Volume 7 Number 2

Renewable Energy Word May-June 2004 Volume 7 Number 3 www.Gunes-pili.com

http://www.wikipedia.org

“CIGS-Based Solar Cells Achieve Efficiency Breakthrough”, http://www.eetindia.co.in

“Polysilicon Supply To Meet Solar Cell Sector Demand”, http://www.eetindia.co.in

“Wafer vendors under pressure from PV industry dynamics”, http://www.eetindia.co.in

“PV Market Update”, Travis Bradford, Paul Maycock, Renewable Energy World, July-August 2007, Volume 10, Number 4.

SONUÇ

KAYNAKÇA

2.

3. Luque, A., Hegedus, S.,

4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.