Güneş Takip Sistemleri
(Solar Tracker-Güneş İzleyici) |
1. Bölüm

Son yıllarda güneş enerjisi sistemlerinin yaygınlaşmasıyla birlikte, bu sistemlerdeki verimliliğe de büyük önem veriliyor. Bu yazımızda Güneş Enerji Sistemleri'nde verimliliği %40'a kadar artırabilmeyi sağlayan güneş takip (solar tracker - güneş izleyici) sistemlerine yakından bakacağız.

A- A+

11.07.2015 tarihli yazı 50099 kez okunmuştur.

Güneş, tarih boyunca medeniyetlerde çok önemli bir yere koyulmuş ve onun sağladığı enerjinin hayat demek olduğu her toplum tarafından kabul edilmiştir. Güneş enerjisini diğer enerji kaynaklarından ayıran özelliği temiz olması ve herhangi bir çevresel kirliliğe neden olmadan enerji elde edilebilmesidir.

Fakat fosil yakıtlar ucuz ve kolay kullanılabilir olduğu için yenilenebilir enerji kaynaklarının hep önünde oldular. Son senelerde ise çevredeki kirlenme ve küresel ısınma ile birlikte ortaya çıkan endişe, yenilenebilir enerji kaynaklarını gündeme getirmiştir.

Şekil 1: Güneş panellerinin montaj aşamasından bir görüntü

►İlginizi Çekebilir: Adilcevaz Güneş Enerjisi ile Elektrik Üretecek

Güneş enerjisi pek çok değişik amaçla kullanılabilmektedir. Geçmişten bugüne insanlar güneş enerjisini ısınma, kurutma, su arındırma gibi işlemler için kullandılar. Teknolojideki gelişmeler ile birlikte ise güneş enerjisi elektrik üretiminde kullanılmaya başlandı.

Güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etmenin pek çok yöntemi bulunmaktadır. Bu yöntemler genelde iki temel prensibe dayanmaktadır: Birincisi güneş ışınlarından direk elektrik sinyalleri elde ederek, ikincisi ise güneş enerjisinin ısı etkisi ile belli bir yüzeyi veya sıvıyı ısıtıp ısı enerjisi ile geleneksel yöntemler kullanılarak elektrik enerjisi elde etmek.

Şekil 2: Büyük güneş santrallerindeki panellerin konumlanmasına bir örnek

►İlginizi Çekebilir: Güneş Enerjili 10 Harika Cihaz

Güneş enerjisi diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına göre nispeten yüksek kuruluş maliyeti ve düşük verimliliği nedeniyle daha az tercih edilmektedir. Fakat güneş enerjisi dünya üzerinde potansiyeli çok yüksek olan ve kullanılamayan bir enerji türüdür. Üstelik kuruluş maliyetlerinin yüksek olmasına rağmen işletme maliyetleri diğer enerji türlerine göre daha düşüktür. Sistem verimliliğini arttırmaya ve maliyetleri azaltmaya yönelik çalışmalar devam etmektedir.

Güneş enerji sistemlerinde düşük verimliliğin belli başlı nedenleri şu şekildedir:

► Güneş ve Dünya'nın hareketinden dolayı güneş enerjisinden sürekli faydalanamama
► Fotovoltaik hücrelerin maksimum verimi güneş ışınları dik geldiği zaman vermeleri
► Kötü hava koşullarında istenilen ışınım miktarının alınamaması
► Yüksek güçler elde etmek için geniş yüzey alanı ihtiyacı nedeniyle maliyetin yükselmesi

Şekil 3: Panellerin, güneşin konumuna göre konumlanması

Tüm bu olumsuz etkilerden dolayı güneş enerjisinden tam olarak faydalanılamamaktadır. Bu nedenle bazı verim arttırma çalışmaları gerçekleştirilir. Bunlardan birincisi güneş enerji panellerini güneş ışınlarını dik bir açı ile alabilmeleri için hareketli olarak tasarlamak ve güneşin hareketi boyunca takip ettirmektir.

Bu yöntemin dışında en çok kullanılan ise maksimum güç noktası takibidir (MPPT). Bu yöntem ise güneş panelinden elde edilecek gücün yüke bağlı olarak sürekli maksimum değerinde tutulmasıdır. Bu işlem özel güç elektroniği devreleri ve geliştirilmiş algoritmalar ile gerçekleştirilebilir. Güneş takip sistemleri ile bir sistemin verimi %40'lara varan oranlarda arttırılabilir. Bunun yanında maksimum güç takip sisteminin de uygulanması sistemde toplam %65'lik bir verimlilik artışı sağlayabilir.

Şekil 4: Çeşitli konutların veya çiftliklerin enerji ihtiyacı güneş enerjisi ile sağlanabilir

Güneş takip sistemleri takip ekseni ve kontrol yöntemlerine göre farklılık göstermektedir. Genel olarak güneş takip sistemlerini şu şekilde sınıflandırabiliriz:

Eksen sayısına göre:

► Tek eksende kontrol
► Çift eksende kontrol

Kontrol yöntemine göre:

► Pasif kontrollü sistemler (kapalı döngü)
► Aktif kontrollü sistemler (açık döngü)