Fotovoltaik Güneş Panelleri

Güneş enerjisini elektrik akımına dönüştüren teknolojiye fotovoltaik (PV) teknolojisi denir. Silikon benzeri materyaller, güneş enerjisini direkt elektrik enerjisine çevirme özelliğine sahiptir. Bu durumu da fotovoltaik etki adı verilir.

Güneş ışığını alan fotovoltaik güneş hücreleri, direkt olarak DC elektrik enerjisine çeviren yarı iletken maddelerden meydana gelen sistemlerdir. Yüzeyleri genellikle kare, dikdörtgen ya da daire formunda olan güneş hücrelerinin alanı ortalama 100 / 156 / 243 santimetrekare, kalınlıkları 0.2 - 0.4 mm civarında olur. Güneş pilleri, fotovoltaik prensibe dayalı çalışırlar. Bunun anlamı, üzerine düşen ışıkla birlikte uçlarında elektrik gerilimi oluşmasıdır. Güneş pilleri, fotoları soğurur ve fotonların enerjisini elektrona dönüştürür. Bu elektronlar, hücrelerin ön ve arka tarafında depolanır. Burada meydana gelen gelen gerilim, bir elektrik akımı oluşturur. Modüllerle panellerle yerleştirilen hücreler, istenilen gerilime ulaşabilmek adına kendi içlerinde de seriler halinde birbirine bağlıdır.

Güneş pilinin yapısı göz önünde bulundurularak güneş enerjisinin yüzde 5 ile yüzde 20'si elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Güç çıkışına yükseltmek için fazlaca güneş pili birbirine paralele veya seri bağlanarak bir yüzey üstüne yerleştirilir. Bu yapıya ise fotovoltaik modül denir. Ne kadar güç gerektiğine göre modüller birbirlerine paralel veya seri bağlanarak Watt'larla ölçülen enerji megaWatt'lara kadar yükseltilebilir.

PV modülleri aracılığıyla sağlanan enerji, akü ve pillerde olduğu gibi doğru akımdır. Bu sebepten ötürü, tesis ve evlerde bu enerjiyi kullanabilmek için inverter ile alternatif akıma dönüştürülmesi gerekir. Buna ek olarak, PV modülleri sayesinde enerjinin tüketildiği yerde elektrik üretim sağlanırken, birlikte sisteme monte edilecek sayaçla PV modüllerinden elde edilen elektrik şebekeye de verilebilir. Eğer, ev sahiplerinin ürettikleri enerji, tükettiklerinden çoksa, devlet tarafından açıklanan garanti alım üzerinden dağıtıcı firma ev sahiplerini ödeme yapar. Tüketilen enerjinin fazla olduğu durumda ise ev sahibi, bu farkı yalnızca şebekeden satın almış olur.

Fotovoltaik Enerji Sistemleri Çeşitleri Nelerdir?

Fotovoltaik enerji sistemleri kullanım alanlarına göre temelde ikiye ayrılır. Bu sistemler şu şekildedir;

Şebeke Bağlantılı Sistemler: Şebeke bağlantılı sistemlerde güneşten elde edilen enerji, fotovoltaik paneller yardımıyla DC elektrik akımına dönüştürülür, sonrasında da buradan invertere gelir. DC akımını AC akımına çeviren inverter, aynı zamanda şebeke koşullarını kontrol eder. Şebeke koşulları ise voltaj ve frekansın, ülke standartlarına uygun seviyede olması gerektiğini belirler. Şebeke bağlantısı olan inverterin çıkışından sağlanan AC akım, yüklerin beslenmesinde kullanılır. Ayrıca, fazlalık enerji mahsuplaşma tekniğiyle enterkonekte şebekeye aktarılır. Bu tip sistemler, santral tipi kuruluşlardan evlere kadar pek çok alanda kullanılır.

Şebekeden Ayrık Sistemler: Bu tip sistemler, şebekenin olmadığı yerlerde enerji üretmek, enerjiyi depolamak ve kıllanmak amacıyla tasarlanmış sistemlerdir. Enerji üretmek için belirli bir talep olması gerekir. Talep olmadığı durumlarda üretilen enerji depolanarak, daha sonra kullanıma hazır hale getirilir. Şebekeden ayrık sistemlerde yalnızca DC yükler beslenebilir. İlk etapta paneller vasıtasıyla elde edilen DC akım, DC yük ayırıcıyla birleştirilerek şarj regülatörüne gönderilir. Şarj regülatörü de üretilen enerjinin akü ve voltaj değerlerini baz alarak regülasyonu yapar. Devamında da DC akım akülerde biriktirilir. Buna ek olarak biriktirilip depolanan enerjiyi yüklerle besleme görevini düzenleyen de yine şarj regülatörüdür.