Moleküler Parçacıklı Sıvı Fazlı Güneş Pili - Yıldızlı Projeler Yarışması 2011 Finalisti

İnsanlığı günümüzde ulaştığı yüksek uygarlık seviyesi, yaşam biçimini önemli ölçüde değiştirmiştir. Sanayi ve teknoloji her alanda hayatımızı kuşatmış ve bizlere pratik cevaplar verir duruma gelmiştir. Ancak bununla beraber bireylerin enerji tüketimi de artmıştır. Enerji ihtiyacının, kısa süreli olarak dahi karşılanamaması hayatı felç etmeye yetmektedir ve en iyi tahminle 30 yıl içerisinde fosil yakıt rezervlerinin tüketimi karşılamayacak ölçüde azalacağı, enerji krizlerinin yaşanacağı bilinmektedir.



Dünyanın en mükemmel ve ucuz olan enerji kaynağı güneştir. Radyoaktif yakıtlar dışındaki tüm enerji kaynakları güneşin ışınımları sonucu oluşmuştur. Bir ağacın gövdesinden elde edilen odun, kömür, doğal gaz, rüzgar, hidroelektrik santrallerindeki potansiyel enerji, v.b hepsinin kökeni güneşin ışınımları sırasında verdiği enerjidir. Bunlar düşünüldüğünde, bu muhteşem enerji kaynağından neden daha fazla yararlanmayalım sorusu ortaya çıkıyor. Ancak nasıl! İşte bu projenin amacı güneşten mükemmel şekilde yararlanmanın yollarını ortaya çıkarmak, yeni yollar keşfetmek ve bunların yaygınlaştırılmasıdır.



Güneş projesinde; yeni tasarımlar ortaya çıkararak verimliliğin artırılması, kurulum maliyetinin azaltılması ve kullanım kolaylığı sunulması planlanmaktadır. Bu şartlar sağlandığında; enerji sıkıntısı, enerji kaynaklı savaşlar, CO2 salanımı gibi sorunlara çözüm üretmiş olacağız.



Güneş ışınımının şiddeti, yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin dünyaya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Günlük güneş enerjisinden yararlanılması, dünyada günlük 300 trilyon ton kömür yakılmasına eşdeğerdir. Başka bir hesaplamayla dünyamıza bir yılda düşen güneş enerjisi, dünyadaki çıkarılabilir fosil yakıt kaynakları rezervlerinin tamamından elde edilecek enerjin yaklaşık 15-20 katına eşdeğerdir.



Şu ana kadar uygulanan güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren güneş pili sistemlerinde n ve p tipli yarı iletkenler birbirleri üzerine levha halinde yerleştirilirler. Foton parçacığının n ve p tipli yarı iletkenler üzerindeki elektron koparma ve pozitif yüklenme etkisiyle oluşan potansiyel farktan kaynaklanan bir elektrik akımı oluşturulur. Ancak yarı iletken olarak kullanılan silisyum, işlenmesinin güç olması nedeniyle maliyeti artırmaktadır.



Geliştirdiğimiz 'sıvı fazlı moleküler parcacıklı güneş pili' mevcut sistemden değişik olarak ışınım sonucu iyonlaşa bilen bir maddenin taşıyıcı bir sıvı içerisinde elektronegatiflik farkı bulunan iki levhaya pozitif ve negatif taneciklerin toplanması prensibiyle çalışmaktadır.



Silisyum maliyeti yüksek olan bir elementtir ve işlemesi güçtür.(silisyum kristali ile yapılan güneş pillerindeki maliyet yaklaşık olarak 1watt3dolar). Bu durum da güneş panellerinden elektrik üretiminin cazipliğini gölgelemektedir.Buna rağmen mevcut silisyum kristali kullanılan sistemlerdeki enerji üretimi düşünüldüğünde hesaplama yıllık ve ideal koşullar gözetilerek yapıldığında ve güneş enerjili sistem kendini 3-4 yıl içinde amorti edecektir.



Proje kapsamında geliştirilmiş olan güneş pili watt başına ilk kurulum maliyetini ciddi bir biçimde azaltmayı planlamaktadır. Ar-Ge çalışmaları süren güneş pili projesi tam verimli bir prototip yapılmamasına rağmen yapılan çalışmalar sonucunda watt başına düşen ilk kurulum maliyeti ciddi oranda düştüğü ortaya çıkmıştır. Geliştirilmeye devam edilen proje çeşitli alanlarda kullanılmak üzere dış tasarımının kaliprikasyon çalışmalarına yakın bir zamanda başlanması planlanmaktadır. Bu buluş; projenin bir ürünü olmakla beraber proje hedefinin, küçük bir kısmını teşkil etmektedir.Asıl hedef Proje kapsamında bu ve buna benzer modellerin tasarlanması, sanyiye uygun halde getirilmesi, reklam ve tanıtımlarla yenilene bilir enerji kayanalarından olan güneşi aktif bir biçimde kullanıla bilir duruma getirmektir.



Mehmet Karaca - Bozok Üniversitesi

Yıldızlı Projeler Yarışma 2011 Finalist