Güneş Enerjisinden Nasıl Elektrik Elde Edilir?

Güneş, yaşam kaynağımız olmakla birlikte dünyadaki nükleer enerji haricindeki tüm yakıtların kaynağıdır. Bu büyük yıldızın dünyamıza olan uzaklığı 1,496x10¹¹ m olup çapı dünyanın çapının yaklaşık 109 katıdır. İçerisinde, sürekli olarak Hidrojenin Helyuma dönüştüğü füzyon tepkimeleri gerçekleşir. Tepkimelerden oluşan kütle farkı,  ısı enerjisine dönüşüp uzaya yayılmaktadır. 
 

Güneşin enerjisi; 4 Hidrojen atomunu 1 Helyum atomuna dönüştürmesinde gizlidir. 4 H = 4,032 , 1 He = 4,003 birim ağırlıktadır. Yani tepkimeler sonucu 0,029 birim ağırlık enerjiye dönüşüp uzaya aktarılmaktadır. Yani, güneşte her saniyede yaklaşık olarak 564 milyon ton H, 560 milyon yon He’ye dönüşmektedir.  Kaybolan 4 milyon ton kütle foton olarak uzaya yayılmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Güneş Enerjisi Elektrik Üretim Sisteminin Tasarlanması ve Maliyet Hesabı

 

Dünya atmosferinin dışında güneş enerjisinin şiddeti, yaklaşık olarak 1370 W/m² değerindedir, ancak yeryüzünde 0-1100 W/m² değerleri arasında değişim gösterir. Güneş enerjisi teknolojileri temel olarak termal ve fotovoltaik sistemler olarak iki ana gruba 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 çevirebilmektedir.

 

 

►İlginizi Çekebilir: Türkiye'de Güneş Enerjisinin Durumu ve Geleceği

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