Çöl Tipi Güneş Panelleri

Enerji ihtiyacındaki artışla birlikte, yenilenebilir kaynakların kullanımı da artmaya başladı. Çöl alanları geniş bir yer kaplamakla beraber, güneş ışınlarının neredeyse dik geldiği bölgelerdir. Bu yazımızda çöl tipi güneş panellerini inceledik.

A- A+

16.06.2017 tarihli yazı 11609 kez okunmuştur.

Çöl alanları yok denecek kadar az yağış alan bölgelerdir. Bu bölgelerde hayvan ve bitki örtüleri sınırlıdır. Çöl alanlarda gece – gündüz sıcaklık farkları çok fazladır. Dünya’nın %35’i yani 33 milyon kilometrekarelik arazi çöller ile kaplıdır. Çöl alanları 3 kısma ayrılır;

1) Sıcak çöller: Kuzey yarımkürede Yengeç dönencesinde Sahra, Arabistan çölü; Güney yarımkürede Oğlak dönencesinde Kalahari ve Avustralya çölleridir.
2) Kıta içi çölleri: Gobi ve Taklamakan çölleridir. Etrafları dağlarla kaplı olduğu için kurak alanlardır.
3) Kutup çölleri: Grönland ve Antarktika çölleri, dünya üzerinde en soğuk ve kurak yerlerdir.

►İlginizi Çekebilir: Güneş Panellerinin Aşırı Gerilim ve Yıldırımdan Korunması

Bu çöllerin içinde en büyüğü 14 milyon kilometrekarelik alanıyla Antarktika, en büyük sıcak çöl ise 9 milyon kilometrekarelik alanıyla Sahra çölüdür.

Çöller Üzerinde Güneş Enerjisi Potansiyeli

Dünya üzerinde artan enerji ihtiyacı, daha çevreci ve yenilenebilirlik kavramlarını getirmiştir. İnsan yaşamında modernleşme, yeraltı kaynaklarında azalma ve iklim değişiklikleri bize bu kavramların ne kadar gerekli ve yararlı olduğunu göstermiştir. Çöl araziler insan yaşamının en az, hayvan ve bitki çeşitliliğinin çok fazla olmadığı yerledir. Çöl arazilerinde bahsettiğimiz bu özelliklerinden dolayı güneş tarlalarının kurulması ile yüksek oranda enerji elde edilebilir. Çöller için güneş panellerinin avantajlarına bakarsak;

► Gölgeli alanlar sınırlıdır,
► Bazı bölgelerde metrekare başına 7,5 ila 8 kWh enerji edilebilir,
► Alanların geniş olması ile yüksek miktarda enerji üretimi gerçekleştirilebilir.

Çöl Alanları için Güneş Enerjisi Teknolojileri

Çöllerde güneş enerji projelerinde kristal silikon veya amorf silikon modüller kullanılmaz. Klasik solar hücreler çöl koşullarında kullanılabilecek kapasitede değildir. Malzeme geliştirmeleri yapılarak koşullara nasıl uyum sağlayacağı, modül performansını analiz etmek ve iyileştirmeler yapmak için çöl alanlarında uygulamalı testler yapılmaktadır. Solar hücreler için panellerin üzerine ışınları odaklamak adına lensler kullanılmaya başlandı. Böylece daha verimli ve şartlara uygun enerji üretilebilir. Maliyetlerin yüksek olması, ticarileştirilememesi ve hücrelerin geliştirilmeye devam edilmesi gibi nedenlerden dolayı Konsantre Güneş Enerjisi olarak adlandırılan bir sistem kullanılır. Konsantre güneş enerjisi sistemlerinde, güneş ışığını bir odak noktasına yoğunlaştırarak veya güneşin sıcaklığını kullanarak bir sistemin ısıtılarak tribünlerin döndürülmesi ile elektrik üretilir.

Konsantre Güneş Enerjisi Teknolojileri

Konsantre güneş enerji sistemleri klasik panellere göre daha fazla verime sahiptir. Bu sistem pek çok farklı şekilde tasarlanmıştır;

1) Parabolik çukur: Parabolik biçimde şekillendirilmiş ve optimum düzende güneşe doğru yönlendirilmiş güneş enerjisi toplayıcılarıdır. Güneş ışınlarını merkezi olarak konumlandırılmış bir tüpe yansıtır. Yansıtılan ışınlar tüp içindeki yağ veya diğer sıvıları ısıtarak oluşan buhar ile tribünleri döndürerek elektrik üretimi sağlanır.

►İlginizi Çekebilir: Güneş Panelleri ve Nanoteknoloji

2) Küresel Çukur: Parabolik sistemlere benzemekle beraber küresel bir şekle sahiptir. Güneş izleme sistemi monte edilen sistem ile gün ışığını sürekli takip ederek ışığı odak noktasına yansıtır. Yoğunlaştırılan ışınlar bir akışkanı ısıtarak genleşme ve sıkıştırma yaparak bir motoru döndürerek elektrik üretilir.

3) Güç kulesi: Bir kulenin tepesindeki alıcıya güneş ışınlarının yansıtılmasıdır. Genellikle güneş ışınlarının odaklanması için ayna kullanılır. Aynalar, güneşin hareketini izleyerek verimliliği artırır. Alıcıda bulunan sıvı ısınarak buhar üretir. Buhar ile türbinler çevrilerek enerji üretilir.

4) Fresnel Reflektörler: Güneş ışınlarını yansıtmak için son derece verimli fresnel lensler kullanır. Aynalar ile güneş ışığını, bir çalışma sıvısı içeren tüpe odaklar. Sıvı ısınarak türbinlere güç verilir.

Panellerin Kullanımı ve Temizliği

Konsantre güneş enerjisi santralleri, sıcak ve hafif çöllerdeki yüksek sıcaklıklarla baş edebilmek ve verimli çalışabilmesi için istikrarlı bir soğutma gerektirir. Bu soğutma genellikle su kullanılarak yapılır. Bununla birlikte, su sadece soğutma için değil tozları temizlemek için de kullanılır. Maliyet ve kaynak verimliliği soğutma sorunundan farklı olarak, çöl ortamlarında güneş modüllerinin ve aynaların su bazlı temizlenmesine yönelik alternatifler bulunmaktadır.

► Elektrostatik temizlik: Bu temizleme sistemi, toz ve kum tanelerini modül kenarlarına doğru iterek modül yüzeyinden uzaklaştırmak için elektrostatik kuvveti kullanır. Yüksek temizleme kabiliyetine sahiptir.
► Mekanik temizleme: Paneller üzerine yerleştirilen, fırçalar ile temizleme yapan bir sistemdir. Su kullanılmadan yapılmaktadır.
Çöllerde panellerden yüksek bir verim alınsa da, pek çok zorluğu mevcuttur.
► Sıcaklıkların çok yüksek olması panellerin optimum düzeye zorlayarak performans düşümüne ve bozulmasına yol açabilir.
► Sıcaklığın yüksek olması ile altyapı sistemlerinde bozulmalar olmaktadır.

► Isı etkilerini en aza indirmek için kullanılacak malzemeler ve soğutucu ekipmanlar maliyeti artırmaktadır.
► Çöller ulaşımın zorluğu panel bakımlarının aksamasına neden olabilir.
► Aynaların kum ve tozdan aşınması
► Kum fırtınaları, ekipmanların ve panellerin tozla kaplanması demektir. Ekipmanların arızalanması ve panellerde performansı düşümü olacaktır.
► Coğrafi kısıtlamalardan dolayı panellerin kurulacağı alan ile nakil hatlarının arası uzak olabilir. Mesafelerin artması kayıpların artmasına neden olabilir.
► Bakım ve işletim maliyetleri yüksektir.
► Kumların yumuşak bir yemin oluşturması panellerin sabitlenmesini güçleştirir.

Kaynak:

►sinovoltaics.com