Güneş Panelleri Çeşitleri

Hepimizin her yerde karşılaştığı ve aynı zamanda kullandığı solar panellerinin farklı çeşitleri olduğunu biliyor muydunuz? Kullanım alanlarına göre farklılık gösteren solar panellerine bir göz atalım.

1. Nesil Güneş Panelleri

İlk olarak en eski nesil olan 1. Nesil Güneş Panellerini inceleyelim. Bunlar disksel plakalarla hazırlanmıştır. Her plaka 2-3 Watt’lık güç verir. Yüksek verimine bağlı en genel olarak kullanılan nesildir. Bu nesil iki çeşit solar panelden oluşur. İkisi de kristalleşme seviyelerine göre ayrılır.

Monokristal Güneş Panelleri (Mono-SI)

Tüm plakaların tek kristalli silikon ile oluşmuş şeklidir. Görüntülerini silikonların yuvarlanmış köşelerinden ayırt etmek mümkündür. En verimli ve uzun ömürlü güneş panelidir. Sebebi ise kullanılan kristalin (tohum), Czochralski (CZ) yöntemi ile erimiş saf silikona yerleştirilmesidir (elektronlar saf silikonda daha rahat hareket etmektedir). Bu silikon, tohumu kaplar ve tohum çıkarılınca bir külçe kristal oluşur. Oluşan külçeler disk dediğimiz ince dilimlere bölünür ve böylece plakalar meydana gelir. Ve her Mono-SI, 60 veya 72 plakalardan oluşur.

Bu sayı panelin boyutuna göre değişebilir. Bu saf silikonlu plakalar sayesinde de verim %20 ve üzerine çıkabilmektedir (genel olarak %17-22 arasında). Tabi bunun avantajı olduğu gibi bir dezavantajı da pahalı olmasıdır. Verimi yüksek olmasından ötürü çatılarda en çok kullanılan panel çeşidi diyebiliriz. Peki neden mi çatı? Çünkü verim yüksek olduğundan çatı gibi kısıtlı alanlarda az panel ile çok verim elde edilir, panel tasarrufu yapılır.

monokristal güneş panelleri

Polikristal Güneş Panelleri (Poly-SI)

Plakalarda çoklu kristaller ile oluşmuştur. Görüntüleri kareli ve mavili şekilleriyle ayırt edilmektedir. Bu mavisel görüntü üretim şekliyle alakalıdır. Farkı, Mono-SI’ye göre tohumun erimiş saf silikona daldırıldıktan sonra silikon içinde bekletilmesidir. Soğuduktan sonra yine bölünse de, bir tane tohumdan bir fıçı dolusu silikonla birleşmiş çoklu (multi/poli) kristal oluşmuş olur.

Yani, kristal azalıp silikon arttıkça renk açılmakta ve panellerdeki siyahımsı koyu mavi görüntü açık maviye dönüşmektedir. Kristal oranı düşen bu panel türünün verimliliği de %15-17 civarında kalsa da en ucuz ve üretilmesi kolay panel türüdür. Hatta gelişen teknoloji ile birlikte artık bu oran Mono-SI’ye oldukça yaklaşmış durumdadır. Her ne kadar verimlilik zamanla arttırılabilir olsa da, panel hassas bir yapıya sahip olmasından ötürü sıcaklık yükseldikçe ömrü kısalmaktadır. Tarla veya dağ eteklerinde, yani açık boş arazilerde geniş bir kullanım alanı vardır.

polikristal güneş panelleri

2. Nesil Güneş Panelleri

Bunlar “fotovoltaik” (PV) hücrelerden oluşan birden fazla ince filmlerin birleşmesiyle, birleşmiş filmlerin de eklenmesiyle yani kaplama yöntemleriyle oluşuyor. Malzeme farklı olsa da hepsi TFSC (Thin Film Solar Cells) çatısı altındadır.

Amorphous silicon (a-Si) PV

Amorf silikonun kullanılarak üretilir. Verimi düşüktür fakat çevre dostudur. Düşük verimin sebebi amorf silikon atomlarının normale göre daha düzensiz bir yapıyla birbirine bağlanmalarıdır. Bunlar da anormal elektriksel davranışlara yol açar. Üçlü film katmanı şeklinde sunulduğundan TFSC’ler arasında en iyisidir.

amorphous silicon

Cadmium Telluride (CdTe) PV

Kadmiyum tellürid veya bazen kadmiyum sülfür (CdS) kullanılarak üretilir. En düşük karbon izine ve diğer PV’lere göre en kısa enerji geri ödeme süresine sahiptir. Fakat ömrü bittiğinde geri dönüşüm konusunda hala şüpheler barındırmaktadır.

cadmium telluride

Copper Indium Gallium Selenide (CIGS/CI(G)S/CIS) PV

Akım tutmak için bakır indiyum galyum selenid kullanılarak üretilir. Bunlar sayesinde güçlü bir emme katsayısına sahip olurlar. Fakat hala parça verimliliği düşüktür.

Bütün bu kaplamalar filmlerin kırılgan yapısından ötürü (inceliği 1 µm) cam, plastik gibi maddelerin üzerine uygulanmaktadır. Filmin üzerine de hasar görmemesi için şeffaf bir malzeme daha eklenir. Avantajları Mono&Poly-SI’ye göre daha az işlem yapılması ve filmlerin ince olması sonucu üretimleri de daha kolay ve ucuzdur. Dezavantaj olarak ta ömürleri kısa ve verimlilikleri düşüktür.

Bu verimlilik genel olarak %10-13 civarındadır, diğer yandan henüz satışı olmayıp laboratuvar ortamlarındaki testler sonucu çıkan PV’lerde bilim adamları %23.4’lük bir verime kadar ulaşabilmiş durumdadır. Ne kadar çok panel kullanılırsa o kadar çok verim alınabildiği için büyük alanlarda (bina, araç, cam vb.) tercih edilir. Öte yandan hesap makinesi gibi konumlandırılması sınırlı eşyalara de yerleştirilebilir. 1. Nesilden fark olarak verimliliği düşük olsa da, daha estetik dururlar.

copper indium gallium selenide

3. Nesil Güneş Panelleri

Bunlarda yine PV teknolojisi kullanılmaktadır fakat çoğu hala geliştirme aşamasındadır. Maliyet olarak oldukça ucuzdurlar, üretim olarak ta diğer panellere göre daha basittirler. Aşağıda verilenlerden en çok geliştirilenler DSSC ve CVP’dir. Kullanım alanları ise güneşe gün boyu erişimi olan düzlüklerdir.

Concentrated PV Cells (CVP)

Yoğunlaştırılmış PV pilleridir. Düşük (low) yoğunlaşma (LCVP) ve yüksek (high) yoğunlaşma (HCVP) gibi çeşitleri vardır. Kavisli ayna yüzeyleri, lensler gibi görünüşe sahip olup güneş ışınlarını bir araya getirir ve verimliği artırır (şimdiye kadar en yüksek %41 oranında ölçülmüştür). Böylece şimdiye kadar görülen en yüksek verimlilik oranına ulaşılmıştır fakat bu orana ulaşmak veya geçmek için CVP’nin güneşe bakan açısı mükemmele yakın getirilmelidir.

concentrated pv cells

Copper Zinc Tin Sulfide (CZTS)

Bakır çinko kalay sülfit’ten üretilir. TFSC sınıfına girme potansiyeline sahiptir, çalışmalar devam etmektedir. CIGS ve CdTe’den fark olarak sadece bol bulunan ve toksin olmayan elementlerden oluşur.

copper zinc tin sulfide

Dye Sensitized Solar Cells (DSSC/DYSC)

Boya hassaslaştırılmış güneş pilleri, bazen boya duyarlı hücreler (DSC) olarak ta adlandırılan üçüncü nesil güneş panelleridir. Işığa duyarlı anot ve elektrolit arasındaki elektrokimyasal sistem ile çalışır. Gözle görülen tüm ışınları elektrik enerjisine dönüştürebilme özelliğine sahiptir. Bu yönü ile yapay fotosenteze benzetilebilir. Bu ise Grätzel (G) Yöntemine dayandırılıyor. Şu an her hava koşullarında kullanıma uygun hale getirilmesi üzerinde çalışılmaktadır.

dye sensitized solar cells

Organic Solar Cell (OSC)

Organik güneş pilleri, organik elektroniği kullanan bir fotovoltaik türdür. Organik moleküllerin optik emme katsayısı yüksektir. Bu nedenle büyük miktarda ışık, genellikle yüzlerce nanometre düzeyinde az miktarda malzeme ile absorbe edilebilir. Organik fotovoltaik hücrelerle ilişkili dezavantajlar, silikon güneş pilleri gibi inorganik fotovoltaik hücrelere kıyasla düşük verimlilik, düşük kararlılık ve düşük güçtür.

organik güneş pilleri

Biliyor muydunuz?

güneş enerjisi sistemleri

ABD’nin Nevada Eyaletindeki Tonopah’ın yakınında bulunan, SolarReserve şirketi tarafından yapılmış ve maliyeti 975 Milyon Dolar olan “Crescent Dunes Güneş Enerjisi Projesi” inde 10.347 adet ayna kullanılarak 1.196 m²’lik alana inşa edilmiştir.

crescent dunes

100 MW’lık kapasitesi olan bu proje, güneş enerjisini aynalar yardımıyla 200m uzunluğundaki Güneş Enerjisi Kulesine yoğunlaştırıyor. Toplanmış ışık, ısı enerjisine dönüştürülüp Isı Motorunu çalıştırıyor, bu motor da elektrik üretecine bağlıdır.

arıcılık malzemeleri
turhost
Tolga Can
Tolga Can
Pamukkale Üniversitesinde Elektrik-Elektronik Mühendisliği öğrencisiyim. Mühendis Beyinler sitesinde bildiklerimi paylaşmayı ve diğer mühendis arkadaşlarımızla bilgi alışverişinde olmayı seviyorum.
guest
0 Yorum
Inline Feedbacks
View all comments
Yazar Ol
arıcılık malzemeleri

Yeni Yazılar

hosting

Mühendislik Maaşları

Bunları Gördünüz mü?