(bölüm 1)
Güneş enerjisi, kaynağı Güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Güneş’in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir.
Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır.
Güneş enerjisi, kaynağı Güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Güneş’in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır.
Güneş’in yüzeyinde güneş radyasyonunun yoğunluğu yaklaşık 6,33 x 107 W/m2dir. Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, yaklaşık 1370 W/m2 (Watt/m2) değerindedir, ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin Dünya’ya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır.
Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970’lerden sonra hız kazanmış, Güneş enerjisi sistemleri; teknolojik olarak ilerlerken maliyet açısından ucuzlamıştır. Güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir birincil enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.
Dünyanın atmosferinin üzerine ve Dünya yüzeyine düşen teorik yıllık ortalama Güneş ışığı, uzayda, birim alana ulaşan Güneş ışınları, Güneş’e dik bir yüzey üzerinde ölçüldükleri zaman 1,366 W/m2dir. Bu değer Güneş enerjisi sabiti olarak da anılır. Gezegen atmosfer bu enerjinin %6’sını yansıtır, %16’sını da sönümler ve böylece deniz seviyesinde ulaşılabilen en yüksek Güneş enerjisi 1,020 W/m2dir.
Bulutlar gelen ışımayı, yansıtma suretiyle yaklaşık %20, sönümleme suretiyle de yaklaşık %16 azaltırlar. Örneğin Kuzey Amerika’ya ulaşan Güneş enerjisi 125 ile 375 W/m2 arasında değişirken günlük elde edilebilen enerji miktarı, 3 ila 9 kWh/m2 (kilowatt.saat/metrekare) arasında değişmektedir.Bu değer, elde edilebilecek mümkün en yüksek değer olup Güneş enerjisi teknolojisinin sağlayacağı en yüksek değer anlamına gelmez. Örneğin, PV panelleri (fotovoltaik panel), bugün için yaklaşık %15’lik bir verime sahiptirler. Bu nedenle, aynı bölgede bir güneş paneli, 19 ile 56 W/m2 ya da günlük 0,45-1,35 kWh/m2 enerji sağlayacaktır.
Bugünkü %8 verime dayalı teknoloji ile dahi, işaretli bölgelere yerleştirilecek Güneş panelleri, bugün fosil yakıtlar, hidroelektrik vb kaynaklara dayalı tüm santrallerin ürettiği elektrik enerjisinden biraz daha fazlasını üretebilecektir.
Hava kirliliğinin neden olduğu küresel loşluk ise daha az miktarda güneş ışınının yeryüzüne ulaşmasına neden olduğu için, Güneş enerjisinin geleceği ile ilgili az da olsa endişe yaratmaktadır. 1961-90 yılları arasını kapsayan bir araştırmada, aynı dönem içerisinde deniz seviyesine ulaşan ortalama Güneş ışını miktarında %4 azalma olduğu gözlenmiştir.
Güneş Dünya’nın yörünge eksenine 1,366 watt/metre² enerji iletir, fakat yeryüzüne ulaşan enerji miktarı biraz daha azdır.
Güneş ışınlarından yararlanmak için pek çok teknoloji geliştirilmiştir. Bu teknolojilerin bir kısmı Güneş enerjisini ışık ya da ısı enerjisi şeklinde direkt olarak kullanırken diğer teknolojiler Güneş enerjisinden elektrik elde etme şeklinde kullanmaktadır. Güneş enerjili sıcak su sistemleri, suyu ısıtmak için Güneş ışınlarından yararlanır. Bu sistemler evsel sıcak su ya da bir alanı ısıtmak için kullanılabildiği gibi çoğunlukla bir havuzu ısıtmak için de kullanılır. Bu sistemler çoğunlukla bir termal güneş paneli ile bir de depodan oluşur. Güneş enerjili su ısıtıcıları üç grupta toplanır.
*Aktif sistemler, suyun ya da ısı transfer sıvısının çevirimi için pompa kullanırlar.
*Pasif sistemler, suyun ya da ısı transfer sıvısının devrini doğal çevirim ile sağlarlar.
*Kütle sistemleri su tankının doğrudan Güneş ışığı ile ısınmasını amaçlarlar.
*Düzlemsel güneş kollektörleri: Türkiye’de de çok yaygın olarak kullanılan, evlerde sıcak su elde etmede kullanılan sistemlerdir.
*Yek-odaklı güneş enerjisi santralleri: Bunlarda, doğrusal, çanak şeklinde ya da merkezi bir odağa yönlendirilmiş dev aynalar kullanılarak odak noktasında çok yüksek sıcaklıkta ısı elde edilir. Genellikle elektrik üretiminde kullanılır. Ancak henüz bir yaygınlık kazanamamışlardır.
*Vakum tüplü güneş enerjisi sistemleri: Vakum tüplü güneş enerjisi kolektörleri: iç içe geçmiş 2 adet silindirik cam tüpün ısı yolu ile birbirine bağlanması ve bu işlem sırasında arasındaki havanın alınması ile üretilir. Dış silindirik tüpün yüzeyine düşen Güneş ışınları aradaki havasız ortamdan geçerek iç kısımdaki silindirik tüpün yüzeyinde absorbe edilmesi ile çalışır. Arada madde olmadığından dolayı sadece ışıma ile ısınan sistem suyu dış hava sıcaklığından bağımsızdır.
*Güneş ocakları: Çanak şeklinde ya da kutu şeklinde güneş ısısını toplayan yapılardır. Gelişmekte olan ülkelerde daha yaygın kullanılır.
*Trombe duvarı: Sandviç şeklinde cam ve hava kanalları ile paketlenmiş bir pasif Güneş enerjisi sistemidir. Güneş ışınları gün boyunca, duvarın altında ve üstünde yer alan hava geçiş boşluklarını tahrik ederek doğal çevirim ile termal kütleyi ısıtırlar. Gece ise trombe duvarı biriktirdiği enerjiyi ışıma yolu ile yayar.
*Geçişli hava paneli: Aktif Güneş enerjili ısıtma ve havalandırma sistemidir. Termal güneş paneli gibi davranan, Güneş’e bakan delikli (perfore) bir duvardan oluşur. Panel, binanın havalandırma sistemine ön ısıtma uygular. Ucuz bir yöntemdir. %70’e kadar verime ulaşılabilir.
Devam edecek…
