arama

Güneş Enerjisinden Nasıl Elektrik Elde Edilir?

  • paylaş
  • Oyla
    Loading...

Hayat kaynağı olan güneşten nasıl elektrik elde edilir? Fotovoltaik pillerle güneşten elektrik elde edilmesi hakkında herşey bu yazıda…

Güneş, dünyanın en büyük hayat kaynağıdır, aynı zamanda dünyadaki nükleer enerji dışındaki bütün yakıtların da kaynağıdır. Güneş’in dünyamıza olan uzaklığı 1,496×1011 m dir. Bu rakam dünyanın çapının yaklaşık 109 katıdır. İçerisinde, devamlı olarak Hidrojenin Helyuma dönüştüğü füzyon tepkimeleri gerçekleşir. Tepkimelerden meydana gelen kütle farkı, ısı enerjisine dönüşüp uzaya yayılmaktadır.

Güneş enerjisi, 4 hidrojen atomunu 1 helyum atomuna dönüştürmesinde saklıdır. 4 H = 4,032 , 1 He = 4,003 birim ağırlıktadır. Yani tepkimeler sonucu 0,029 birim ağırlık enerjiye dönüşüp uzaya aktarılmaktadır. Bu da demek oluyor ki güneşte her saniyede yaklaşık olarak 564 milyon ton H, 560 milyon He’ye dönüşmektedir. Kaybolan 4 milyon ton kütle foton olarak uzaya yayılmaktadır.

Dünya atmosferinin dışında güneş enerjisinin şiddeti, yaklaşık olarak 1370 W/m2 değerinde gerçekleşir, ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişiklik gösterir. Güneş enerjisi teknolojileri, ana temel’ de termal ve fotovoltaik sistemler olarak ikiye ayrılır. Fotovoltaik piller, yüzeylerine gelen güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Bu piller güneş enerjisini yapısına bağlı olarak %5 ile %20 arasında bir verimle elektrik enerjisine çevirebilme işlevine sahiptir.

Panellerin genel olarak çalışma prensibi, fotonların kopardığı elektronların eklemde dolaşması ve elektrik akımı üretmesidir. Ana temelde N tipi yarı iletken ve P tipi yarı iletken olmak 2 katmandan oluşurlar. N tipi yarı iletken elde etmek için çok yaygın olarak kullanılan silisyum eriğine periyodik cetvelin 5. grubundan bir element eklenir (örneğin fosfor). Silisyumun dış yörüngesinde 4, fosforun dış yörüngesinde 5 elektron olduğundan dolayı, fazla olan elektronu güneşten gelen fotonların enerjisi ile dışarıya verir.
P tipi yarı iletken elde etmek için de, silisyum eriğine periyodik cetvelin 3. grup elementlerinden biri eklenir (örneğin: alüminyum, indiyum, bor). Bu elementlerin son yörüngesinde 1 elektron eksik olduğu için N tipi yarı iletkenden P tipi yarı iletkene elektron akışı olur ve doğru akım oluştururlar.