Blog

Fotovoltaik Nedir?

Genellikle solar pil olarak da adlandırılan fotovoltaik hücreleri, fotonlardan oluşan güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren ve diğer çoğu elektrik üretim araçlarından farklı olarak mekanik bir parçası bulunmayan bir cihazdır. Ek olarak, bu hücrelerin bazı türleri güneş ışığının dışında yapay olarak oluşturulmuş ışığı da elektrik enerjisi üretmek için kullanabilirler. Fotonlar gün ışığı spektrumunda farklı dalga boylarına karşılık gelen miktarlarda enerjiyi içerir. Foton parçaları yarı iletken malzemeden yapılmış olan fotovoltaik hücrelerine çarptığında bu hücrelerden geçebilir, yansıyabilir ya da yarı iletken malzeme tarafından emilebilirler. Bu bağlamda solar enerji hücrelerine ulaşan foton parçalarından sadece hücreler tarafından emilenler elektrik üretimi için enerji sağlar.

Yarı iletken malzeme yeterli miktarda foton parçası yani güneş enerjisi emdiğinde malzemedeki elektronlar atomlarından koparlar. Solar enerji hücrelerinin üretimi sırasında yüzeyinin özel işlemlerden geçmesi yüzeyin yarı iletken malzemeden kopan elektronları çekecek şekle getirir. Böylece elektronlar doğal olarak solar enerji hücrelerinin yüzeyine hareket ederler. Bununla beraber, negatif yük taşıyan elektron parçalarının hücrelerin yüzeyine doğru hareketi hücrenin ön ve arka yüzeylerinde yük dengesizliği yaratır. Bu oluşan dengesizlik yüzeyler arasında gerilim farkı oluşturur ve ortaya bir elektrik alanı çıkar. Solar enerji hücrelerinde bulunan iletkenler bu hareket eden elektronları alır. Bir elektrik devresine bağlanması durumunda devrede elektrik akımı meydana getirir.

Fotovoltaik Hücreler

Fotovoltaik hücrelerinde kullanılan yarı iletken malzemenin türü ve teknolojisi hücrelerin fotonlardan aldıkları enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmedeki verimliliklerini belirler. 1980’lerden beri fotovoltaik hücrelerinin verimlilikleri artış göstermiştir ve günümüzde de %20 civarında olan hücre verimliliğinin arttırılmasına yönelik çalışmalar mevcuttur. Fotovoltaik hücreler bir fotovoltaik sisteminin temel yapı taşı olarak değerlendirilebilir. Tek bir fotovoltaik hücresi sadece kol saatleri ya da hesap makineleri gibi cihazlarını çalıştırmaya yetecek kadar küçük enerjiler üretir. Fotovoltaik hücreleri seri bir şekilde bağlanarak farklı sayılarda hücrelerden oluşan ve dış ortamlarda çalışmaya uygun şekilde tasarlanmış solar enerji panellerini oluştururlar. Bu bağlamda, solar panellerinin üretebileceği elektrik enerjisinin miktarı panelde bulunan solar enerji hücre sayısı ya da panelin yüzey alanı ile birlikte artış gösterir. Ek olarak, fotovoltaik panellerinin seri ve paralel kombinasyonlarla bağlanması sonucu fotovoltaik dizileri oluşur. Fotovoltaik dizilerini oluşturan güneş paneli sayısı o dizinin üretebileceği toplam enerji miktarını belirler.

Enerji Üretimi

Güneş modülleri doğru akım (DC) üretirler. Elektrik iletim ve dağıtım sistemlerinde tüm elektrik alternatif akım (AC) olarak kullanılır. Bu yüzden evirici adı verilen cihazlar yardımıyla solar enerji panelleri vasıtasıyla üretilen doğru akım elektriği sistemin şebekeye bağlantı noktasından önce alternatif akım elektriğine dönüştürülür. Güneş enerjisi panelleri üretebilecekleri en yüksek enerji miktarını güneş ışığı ile dik bir şekilde karşılaştıklarında üretirler. Bu nedenle, bazı sistemlerde solar enerji panellerinin güneş ışığını gün boyunca takip etmesini sağlayacak yapılar bulunsa da bunlar çok pahalı oldukları için pek yaygın değillerdir. Çoğu fotovoltaik sistemi kuzey yarımkürede güneye, güney yarımkürede kuzeye bakacak şekilde ve sistemin ekonomik performansını optimize eden bir açıda sabit olarak kurulmuş solar modüllerden oluşmaktadır.   

GES’in ne olduğu ile ilgili yazımıza buraya tıklayarak ulaşmanızı tavsiye ederiz.