Güneş panelleri .1

Hazırlayanlar:

Büşra Günhan

Süleyman Pala

DÜNYANIN ENERJİ İHTİYACI GÜNEŞ VE GÜNEŞ ENERJİSİ FOTOVOLTAİK TARİHÇE FOTOVOLTAİK YAPI VE ÇALIŞMA

PRENSİBİ GÜNEŞ HÜCRE ÇEŞİTLERİ ÜÇÜNCÜ NESİL HÜCRE UYGULAMALARI GÜNEŞ PANELLERİNİN KULLANIM

ALANLARI ÖZET KAYNAKLAR

http://www.slideshare.net/abdelk/rasit-turan


Güneş, hidrojen ve helyum gazlarından

oluşan orta büyüklükte bir yıldızdır.

İçinde, sürekli olarak hidrojenin helyuma

dönüştüğü füzyon reaksiyonları

gerçekleşmektedir ve oluşan kütle farkı, ısı

enerjisine dönüşerek uzaya yayılmaktadır.

Güneşin 1 saniyede ürettiği enerji miktarı, insanlığın şimdiye kadar kullandığı enerji miktarından fazladır. Dünya, güneşten gelen enerjinin sadece milyarda birini alır. Bu enerji 15 dakika depo edilebilse toplam dünya nüfusunun yıllık enerji ihtiyacı karşılanır.

Günümüzde yaygın olarak kullanılan fosil yakıtlarının çok yakın bir gelecekte tükenecek olmasından dolayı ortaya çıkan enerji ihtiyacının karşılanması için başka enerji kaynaklarından yararlanılması gerekmektedir.Bu alternatif kaynaklardan en önemlilerinden biri güneş enerjisidir.

http://www.eie.gov.tr/MyCalculator/Default.aspx

Güneş pilleri

(fotovoltaik hücreler)

üzerine güneş ışığı

düştüğünde, güneş

enerjisini doğrudan

elektrik enerjisine

çeviren düzeneklerdir.

http://gunam.metu.edu.tr/pvtechnology.html

Fotovoltaik (photovoltaic) ismi Yunanca'da

ışık anlamına gelen phos ve elektriğin

öncülerinden olan Alessandro Volta'nın

voltaic kelimelerinin bir araya gelmesiyle

ortaya çıkmıştır.

http://tr.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta

Fotovoltaik etkisi ilk olarak 1839 yıllında Fransız fizikçi Alexandre Edmond Becquerel tarafından keşfedildi.

1876 yılında ise William G. Adams ve Richard E. Daytarafından silisyum kristalleri bulundu.

Ancak 1905'te Albert Einstein tarafından fotovoltaiketkisi düzgün bir şekilde ifade edilmiş ve bu sayede 1921 yıllında Nobel Fizik Ödülü kazanmıştır.

1950 yıllında silikon hücrelerinin verimi %4 olarak DarylChapin, Calvin Fuller ve Gerald Pearson tarafından ortaya konulmuştur.

http://www.gunessistemleri.com/fotovoltaiktarihce.php

http://www.gunessistemleri.com/img/Gunes-enerjisi.pdf

•İlk teknik uygulama

"Vanguard 1" uydusu ile

beraber 1954 yılında uydu

teknolojisinde yer almıştır.

• 1960-1970 yıllarında

havacılık sektörü fotovoltaik

hücrelerin gelişiminde öncü

olmuştur.

•1970'lerde ortaya çıkan

enerji krizi ve çevre

duyarlılığı ile daha ekonomik

olması için çalışmalar

hızlanmıştır.

http://www.gunessistemleri.com/fotovoltaiktarihce.php

Işık fotonları atomdaki elektronlarla

çarpışarak enerjilerini aktarırlar ve

bunun sonucunda elektronlar

bağlarından koparak serbest hale

geçerler. Fotovoltaik

olayda, fotonlarla uyarılan negatif

yüklü elektronlar gerilerinde pozitif

yüklü boşluklar bırakırlar. Üretilen bu

ek yükler sistem içerisinde ayrı

taraflara toplandığında bir potansiyel

fark (gerilim) üretilebilmektedir.

¹Topçuoğlu, Tarkan (2002), Nanokristal Yapıda Güneş Pillerinin İmali ve Elektronik Özelliklerinin İncelenmesi, (Marmara Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi),İstanbul

²Nakir, İsmail (2007), Fotovoltaik Güneş Panellerinde GTS ve MGTS Kullanarak Verimliliğin Arttırılması, (Yıldız Teknik Üniversitesi , Yüksek Lisans Tezi), İstanbul

FOTOVOLTAİK GRUPLAR

Fotovoltaik hücrenin çalışma prensibini anlamak için öncelikle n-tipi ve p-tipi malzemelerin anlaşılması gerekmektedir. Fotovoltaikler yarıiletken malzemeden yapılırlar. Yarıiletken özellik gösteren birçok madde arasında fotovoltaik yapmak için en elverişli olanlar, silisyum, galyum arsenit, kadmiyum tellür gibi maddelerdir.

Yarıiletken maddelerin fotovoltaik olarak kullanılabilmeleri için n ya da p tipi katkılanmaları gereklidir. Katkılama, saf yarıiletken eriyik içerisine istenilen katkı maddelerinin kontrollü olarak eklenmesiyle yapılır.


Yarı iletkenlerde valans ve iletim bantları birbirine yakındır. Bu nedenle dışarıdan enerji (ısı ve elektrik) verilmesi durumunda valens bandından iletim bandına elektron sıçraması olur ve malzeme iletkenik kazanır.

¹Karamanav, Mustafa (2007), Güneş Enerjisi ve Güneş Pilleri, (Sakarya Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi), Sakarya

En yaygın güneş pili maddesi olarak kullanılan silisyumdan n-tipi silisyum elde etmek için silisyum eriyiğine periyodik cetvelin 5. grubundan bir element, örneğin fosfor eklenir.

http://www.yildiz.edu.tr/~okincay/dersnotu/gunespilleri1bolum.pdf

P-tipi silisyum elde

etmek içinse, eriyiğe

3. gruptan bir

element (indiyum,

alüminyum, bor gibi)

eklenir.

http://www.yildiz.edu.tr/~okincay/dersnotu/gunespilleri1bolum.pdf

N-tipi malzemede serbest elektronlar, P-tipi malzemede elektron delikleri bulunur. Elektron delikleri, elektronların yerlerinde bulunmama durumudur. N-tipi ve P-tipi malzeme içeride temas ettiğinde (pn eklem oluşturulması) hücre içinde elektrik alanı oluşur.


http://web.itu.edu.tr/~kaymak/images/pv.html

Güneş hücreleri genel olarak 3 farklı kategori altında incelenmektedir;

A. Birinci Nesila. Tek Kristal Güneş Hücrelerib. Çok Kristal Güneş Hücreleri

B. İkinci Nesila. a-Si İnce Film Güneş Hücrelerib. CdTe Güneş Hücreleric. CIS ve CIGS Güneş Hücreleri

C. Üçüncü Nesil (Nanoteknolojiye Dayalı Güneş Hücreleri)

Yüksek verimlilik amacıyla kullanılan en eski ve yaygın teknoloji türüdür. Birinci nesil güneş hücreleri, silikon devre levhası üzerinde üretilirler. Her levha, 2-3 Watt güç temin edebilir. Gücü arttırmak için birçok hücreden meydana gelen güneş modülleri kullanılır. İki çeşidi vardır:

1)Tek Kristal Güneş Hücreleri (c-Si): Tüm silikon devre levhası sadece tek bir kristalden oluşuyorsa tek kristal güneş hücresi adını alır.


http://www.gunessistemleri.com/guneshucreleri.php

http://web.itu.edu.tr/~kaymak/images/pv.html

2)Çok Kristal Güneş Hücreleri (mc-Si): Eğer levha kristal tanelerinden oluşuyorsa polikristal güneş hücresi olarak isimlendirilir.

Tek kristal güneş hücrelerinin verimliliği daha yüksek olmasına rağmen, çok kristal güneş hücrelerin üretimi daha kolay ve ucuzdur.



Amorf Silisyum (a-Si): Daha çok küçük elektronik

cihazların güç kaynağı olarak kullanılırlar.

Amorf silisyum fotovoltaiklerinaynı zamanda binalara entegre yarısaydam cam yüzeyler olarak, bina dış koruyucusu ve enerji üreteci olabileceği tahmin edilmektedir.

Kadmiyum Tellür id(CdTe): Çok kristal yapıda bir malzeme

olan CdTe ile fotovoltaiklerinmaliyetinin çok aşağılara çekileceği tahmin edilmektedir.

Laboratuar tipi küçük hücrelerde %16, ticari tip modüllerde ise %7 civarında verim elde edilmektedir.

http://en.wikipedia.org/wiki/Cadmium_telluride_photovoltaics

http://inhabitat.com/new-production-process-boosts-cheap-solar-cells-efficiency/inventux/

Copper Indium Gallium Selenide (CIGS):

Verimleri %11-14 arasındadır.Cam veya

esnek yüzey ile kulanılabilir. Pahalı üretim

süreci ile birlikte geniş alan gereksinimi

bulunmaktadır.

http://en.wikipedia.org/wiki/Copper_indium_gallium_selenide_solar_cells


Nanokristal Tabanlı Güneş HücreleriBoya ile Duyarlı Hale Getirilmiş Hücreler

(Dye Sensitized Solar Cell “DSSC” )Photoelectrochemical (PEC) HücrelerPolimer Tabanlı HücrelerYoğunlaştırılmış Güneş Hücreleri

(Concentrated PV “CPV” )

Grätzel pilleri olarak bilinen bu tür, 1991 yılında Michael Grätzel ve Brian O’Regantarafından icat edilmiştir.

Nanoyapıda metal oksit film (ZnO, TiO2, SnO2 gibi geniş bant aralıklı oksit yarıiletkenler ) tabanlı, boya ile duyarlı hale getirilmiş güneş pilleri, düşük üretim maliyeti, kararlı yapısı ve kolay üretilebilirliğinden dolayı son yıllarda oldukça cazip hale gelmişlerdir

¹Özdemir, Bayram (2010), ZnO Nanoyapılar Üzerinde Boya ile Duyarlı Hale Getirilmiş Güneş Pillerinin Üretilmesi, (Atatürk Üniversitesi, Doktora Tezi), Erzurum

http://vizyon21yy.com/documan/Genel_Konular/Enerji/Gunes_Enerjisi/Boya_Duyarli_Gunes_Gozeleri.pdf

ZnO Nanoteller

http://www.nanoturkiye.net/2009/01/26/nokia-ve-nanoteknoloji/

http://www.che.ufl.edu/ren/zno.htm

http://spie.org/x27632.xml?ArticleID=x27632

http://www.springerimages.com/Images/MaterialScience/1-10.1007_s11671-009-9506-4-2

¹Özdemir, Bayram (2010), ZnO Nanoyapılar Üzerinde Boya ile Duyarlı Hale Getirilmiş Güneş Pillerinin Üretilmesi, (Atatürk Üniversitesi, Doktora Tezi), Erzurum

http://www.gadgetreview.com/wp-content/uploads/2008/12/dye-sensitized-solar-cells-from-sony.jpg

http://samsungsdi.com/nextenergy/dssc-solar-cell-battery.jsp

Documents

Güneş panelleri .1