GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ (FOTOVOLTAİK PİL)

  • View
    85

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ (FOTOVOLTAİK PİL). İBRAHİM TOPAL MEHMET ESEN İSMAİL GEYİK YRD. DOÇ. DR. ADNAN TOPUZ. - PowerPoint PPT Presentation

Text of GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ (FOTOVOLTAİK PİL)

GNE ENERJS LE ELEKTRK RETM (FOTOVOLTAK PL)

BRAHM TOPALMEHMET ESENSMAL GEYK

YRD. DO. DR. ADNAN TOPUZ

GNE ENERJS LE ELEKTRK RETM(FOTOVOLTAK PL)GNE ENERJSGnmzn vazgeilmez tketim aralarndan biri de enerjidir. Enerjinin temiz, verimli ve ekonomik kullanm, lkelerin gelimilik dzeylerinin en nde gelen lt olarak deerlendirilmektedir. Bugn dnyann ticari enerji talebi, fosil yaktlardan, nkleer ve hidrolik enerji kaynaklarndan karlanmaktadr.

Fosil yaktlarn yakn bir gelecekte tkenme olasl ve kullanmndan kaynaklanan evre kirliliinin artmas nemli sorunlardr. Bu olumsuzluklarn yan sra enerji tketimi durmadan artmakta ve gelecekte de daha byk bir ivmeyle artaca grlmektedir. Enerjinin bylesine bir trend izlemesi, alternatif enerji kaynaklarna ynelii kanlmaz klmaktadr.

FOTOVOLTAK NEDR ?Gne pilleri (fotovoltaik piller), yzeylerine gelen gne n dorudan elektrik enerjisine dntren yariletken maddelerdir.

Gne pilleri fotovoltaik ilkeye dayal olarak alrlar, yani zerlerine k dt zaman ularnda elektrik gerilimi oluur. Pilin verdii elektrik enerjisinin kayna, yzeyine gelen gne enerjisidir. Gne enerjisi, gne pilinin yapsna bal olarak ortalama % 5 ile % 20 arasnda bir verimle elektrik enerjisine evrilebilir.

Gkn artrmak amacyla ok sayda gne pili birbirine paralel yada seri balanarak bir yzey zerine monte edilir, bu yapya gne pili modl ya da fotovoltaik modl ad verilir. Gtalebine bal olarak modller birbirlerine seri yada paralel balanarak bir ka Watttan megaWattlara kadar sistem oluturulur.

Fotovoltaik piller ilk olarak 1839 ylnda Fransz fiziki Edmond Becquerel tarafndan bulunmutur.

Fotovoltaik (PV) teknolojilerin tarihsel geliimi

1946da Russell Ohl, modern PV hcresi patentini ald. 1954de Bell Laboratuarlarnda, %6 verimli silisyum PV hcreler oluturuldu. 1957de Hoffman Elektronik, % 8 verimli silisyum PV hcreler gelitirdi. 1958de Hoffman Elektronik, % 9 verimli silisyum PV hcreler gelitirdi. Ayn ylda Vanguard I isimli uzay aracnda ilk defa PV hcreler kullanld. Bu hcreler, 100 cm2 ye 0.1W g retiyorlard. 1960da Hoffman Elektronik, % 14 verimli silisyum PV hcreler gelitirdi.

1970de Zhores Alferov, GaAs hetero-eklem PV hcrelerini oluturdu. 1988de Applied Solar Energy Corp., %17 verimli iki-eklemli PV hcrelerin seri retimine geti. 1989da Applied Solar Energy Corp., %19 verimli iki-eklemli PV hcreler gelitirdi.

1970lerin sonunda Petrol krizi ile, Alternatif enerji kaynaklar aray balad. PV hcrelere ilgi artt. PV hcrelerin AR-GE ve retimi hzland. 1985de New South Wales niversitesinde, % 20 verimli silisyum PV hcreler gelitirildi

2006da Spectrolab, %40 verimli -eklemli PV hcreler gelitirdi. 2008de NREL, %40.8 verimli -eklemli PV hcre gelitirerek, dnya rekoruna imza att. 2009da Spectrolab, %41.6 verimli -eklemli PV hcre gelitirerek, rekorun yeniden sahibi oldu.

PV Sistemlerinin Avantajlar Enerji arz gvenlii (yerli kaynak)Bedava yaktHareketli para yok, bozulma tamir azMinimum bakm maliyetiKolayca kurulum, modler sistemGrltsz almaZararsz emisyon, atk yok

PV Sistemlerinin Dezavantajlar

leri teknoloji,Yksek Yatrm, i istihdamPahal olmas, son yllarda kullanmnn artmas ile fiyatlar dme trendinde olmas

FOTOVOLTAK HCRE YAPILARIGnmz elektronikrnlerindekullanlan transistrler, dorultucu diyotlar gibi gne pilleri de, yar-iletken maddelerden yaplrlar. Yar-iletken zellik gsteren birok madde arasnda gne pili yapmak iin en elverili olanlar, silisyum, galyum arsenit, kadmiyum tellr gibi maddelerdir.

Kristal Silisyum :nce bytlp daha sonra 200 mikron kalnlkta ince tabakalar halinde dilimlenen Tekkristal Silisyum bloklardan retilen gne pillerinde laboratuvar artlarnda %24, ticari modllerde ise %15in zerinde verim elde edilmektedir.

.Galyum Arsenit (GaAs):Bu malzemeyle laboratuvar artlarnda %25 ve %28 (optik younlatrcl) verim elde edilmektedir. Dier yariletkenlerle birlikte oluturulan ok eklemli GaAs pillerde %30 verim elde edilmitir. Kadmiyum Tellrid (CdTe):ok kristal yapda bir malzeme olan CdTe ile gne pili maliyetinin ok aalara ekilecei tahmin edilmektedir. Laboratuvar tipi kk hcrelerde %16, ticari tip modllerde ise %7 civarnda verim elde edilmektedir.

Bir Fotovoltaik Sistem Nasl alr?

Basite PV sistemleri de dier elektrik retim sistemlerine benzer olarak alr. Sadece kullandklar ekipmanlar deiiktir. Sistemin operasyonel ve fonksiyonel ihtiyalarna bal olarak DC-AC inverter, Ak, arj kontrol nitesi, yedek g kayna ve sistem kontrolr gibi ekipmanlara ihtiya duyulabilir.

ekilden grlebilecei gibi PV dizisi tarafndan retilen DC gerilim bir adet arj kontrolnden geirildikten sonra ak grubuna yollanr burada depolanan enerji nmn az olduu saatlerde sisteme gerekli enerjiyi salar. Ak grubundan kan DC gerilim bir adet inverter yardmyla AC gerilime dntrlerek evlerimizde kullanabileceimiz ekle dntrlr.

Panel tiplerine gre panel verim vegc

Fotovoltaik G nitelerinin Dnyada KullanmBugn kullanm dnyada en hzl artan endstri FOTOVOLTAK(PV) endstrisidir ve sz konusu endstriyi kullanan lkelerin, bata Almanya olmak zere, gne nm potansiyelleri Trkiye ile kyaslanamayacak kadar dktr.

PV sistemlerin arlkta kullanld gne enerjisi uygulamalar ile ilgili Avrupa Birlii Parlamentosu tarafndan yaynlanan Gne enerjisiyle retim raporunda, 2020 ylnda gne enerjisiyle retilen elektriin dnyada;

1 milyar insana ulaaca,2.2 milyon insana bu alanda i alaca,CO2gazemisyonunun ylda 169 milyon-ton azalaca bildirilmektedir.

Avrupa ehirlerinin, gneten yllk yararlanma derecesi

LizbonPortekiz1,860 hRomatalya1,687 hIstanbulTrkiye1,454 hCenevresvire1,394 hParisFransa1,265 hVarovaPolonya1,159 hBerlinAlmanya1,146 hStockholmsve1,137 hLondraByk Britanya1,131 hBrkselBelika1,084 hOsloNorve1,015 h

TRKYENN GNE ENERJ POTANSYEL

lkemiz, corafi konumu nedeniyle sahip olduu gne enerjisi potansiyeli asndan birok lkeye gre ansl durumdadr.

EE tarafndan yaplan almaya gre Trkiye'nin ortalama yllk toplam gnelenme sresi 2640 saat (gnlk toplam 7.2 saat), ortalama toplam nm iddeti 1311 kWh/m-yl (gnlk toplam 3.6 kWh/m) olduu tespit edilmitir.

Gne Enerjisinden En ok Faydalanan lkeler

Solar piller henz %50nin altnda bir oranda enerji verimliliine sahip olsa da dnyada gne enerjisine ciddi yatrmlar yaplyor. lkemizdeyse yenilenebilir enerji kaynaklar konusunda ok fazla konuulmasna karn ok az icraat hayata geiriliyor. Gne enerjisinden elektrik retimi konusunda Avrupa lkelerinin en geri kalm isimlerinden olan lkemizde, 2012 itibariyle solar panellerden retilen elektrik sadece 7 megawatt. Buna karn su stmada gne enerjisinden faydalanma orannn en yksek olduu lkelerin banda ise Trkiye geliyor.

Peki dnyada gne enerjisinden faydalanma orannn en yksek olduu lkeler hangileri? Bu konuda Avrupada ciddi yatrmlar yaplyor. in,ABD gibi sanayisi ok gelimi lkelerde ise tahminlerin ok gerisinde rakamlar mevcut.

ngiltere: 1.000 MW

ek Cumhuriyeti: 1.963 MWFransa: 2831 MW

in: 3.100 MW

Japonya: 4.700 MW

talya: 12.750 MW

Almanya: 24.800 MW

Trkiyede Gne Enerjisinin Blgesel Dalm

GES MEVZUATINDA GELMELER5346 sayl Yenilenebilir Enerji Kanunu'nun 6/c Maddesinde 29.12.2010 tarihinde yaplan deiiklikle 600 MW'a kadar GES (Gne enerjisine dayal Elektrik retim Santrali) kurulmasnn n almtr. Konuyla ilgili tamamlayc mevzuat da aadaki ekilde tekemml etmitir:

1. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanl GES Ynetmelii yaynlandm (19.06.2011)

2. EPDKnn lm Standartlar Teblii yaynland (22.02.2012)

3. TEAn GES Yarma Ynetmelii yaynland (29.05.2012)

4. EPDKnn, Lisans Bavurularnn alnma tarihinin 10-14 Haziran 2013 olarak tespit edildii, GES tesisi kurulacak sahalara ilikin kriterlerin ve bavuru dosyas ieriinin belirlendii 24.05.2012 tarih ve 3842 sayl Kurul Karar yaynland (14.06.2012)

5. Meteoroloji Genel Mdrl tarafndan lm tesislerinin standartlar ve uygulamaya dair detaylarn belirleyen Ynerge yaynland (10 .07.2012)

6. Son olarak, Gda Tarm ve Hayvanclk Bakanlnca, tarm arazilerinde GES tesisi kurulmas ile ilgili uygulama kriterleri belirlenerek 10.07.2012 tarihinde l Mdrlklerine sirkle edildi.

Baymak Gne Enerjisinden Elektrik retimini Evlere TayorTrkiyede yenilenebilir enerji her geen gn daha fazla kullanlmaya balarken, Baymak Trkiyede ilk defa yaygn bayi ayla evlere, okullara, i yerlerine, fabrikalara gne enerji sistemleri kurmaya balyor. Baymak A. Genel Mdr Ender olak, yasal dzenlemelerin tamamlandn ve Trkiyede artk her ev iin lisans gerekmeksizin kendi elektriini retmesinin, kullanm fazlasnn ise ebekeye satmasnn nnde bir engel kalmadn belirtti. olak Baymakn Trkiyede bir ilke imza atarak gne enerjisini Trkiyede her kesimin kullanmna sunduunu, bu amala da 1,23 kWden balayan ve deiik kapasitelerde hazrlanan paket gne enerji sistemlerinin satna balandn belirtti. Biyo-Fotovoltaik Enerji reten Yosun Masa

Okuma lambanzn yada dizst bilgisayarnzn enerji ihtiyacn bitkilerden karladnz hayal edin. Yakn gelecekteki alternatif enerji kaynaklarna k tutan konsept alma "Moss Table" yosunlarn fotosentezinden elektrik retiyor.

Biyo-fotovoltaik(BPV) teknolojinin fotosentez srecine uygulanmas ile elde edilen enerjinin biyo-elektrokimyasal cihazlar tarafndan elektrie dntrlmesi ilemi henz emekleme aamasnda olsa bile umut vaat ediyor.

27Trkiyenin lk Orta Gerilim Gne Enerji Projesi Bursa' da Yapld.

Austos aynda Grsu Belediyesi tarafndan ihalesi yaplan proje Bursa Eskiehir Bilecik Kalknma Ajans(BEBKA) tarafndan desteklenmekte olup, yenilenebilir enerji alannda devlet destekli en byk kamu projesi olma zelliini tamaktadr. Arazi zerine kurulan96 kWpkurulu gce sahip olan sistemin rettii elektriin tmn datm irketiUEDAa vererek Grsu Belediye Binasnn elektrik faturasn sfrlamas hedeflenmektedir. 2013 GNE YILI OLACAK!!!

TRKYE yenilenebilir enerji yatrmlarnda hayli yol ald. Hidroelektrik santrallerindeki (H