En basit tanımıyla güneş enerjisi santrali, güneşten ulaşan enerinin elektriğine dönüşmesini sağlayan özel sistemlerdir. Hazırlanan paneller sayesinde güneş ışığı doğrudan elektriğe çevrilmektedir. Düşük maliyetli, uzun ömürlü çevreci olan bu santraller aslında ülkemiz iklimi için son derece elverişlidir.
Çok büyük ebatlı güneş pillerinin kullanıldığı güneş enerjisi santrallerinde bu pillere Fotovoltaik adı verilir. Doğa dostu olan GES’ler ayrıca en temiz elektrik üretim teknolojisi olarak tanımlanmaktadır. Devlet garantili gelir sağlayan bu projelerin işletme maliyetleri açısında son derece kârlı olduğunu söylemek mümkündür.
Güneş aracılığıyla enerji üretmeye yarayan bu sistemler için daha öndeden hesaplanmış ve detaylı ölçüm yapılmış alanlar gerekir. Buna ek olarak ekipman ve malzemelerin kaliteli olması, talep edilen KW değerine göre hazırlanması da şarttır. KW değeri, sistemde ihtiyaç duyulan enerjiye göre belirlenir. Küçük ölçekli enerji ihtiyaçlarını da karşılayabilen GES’ler ayrıca tarım alanları, sanayi siteleri, büyük fabrikalar ve daha geniş yapılarda da tercih edilir.
Güneşten gelen ışınları özel teknolojiler yardımıyla elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere GES adı verilir. Çevreyi kirletmeyen ve gürültüsüz olan bu sistemler brçok bileşenden oluşmaktadır. Ayrıca sürdürülebilir ve yenilenebilir olması, günümüzdeki GES projelerinin sayısını artırmaktadır. Fotovoltaik teknolojisinin kullanıldığı bu sistemlerde, panellere ulaşan ışınlar yani fotonlar önce yarı iletken malzemeye gelir. Burada kristallerle beraber reaksiyona uğrar ve elektrik akımı olluşturur.
Işık fotonundan elektrik üretmeye yarayan Fotovoltaik (PV) güeş enerjisi sistemleri kullanım amacı ve şebeke bağlanma durumuna göre farklı türlere ayrılır. Genelde şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız olarak ön plana çıkan PV sistemleri tarımsan pompaj uygulamaları ve Hibrit olarak da ele alınmaktadır. Sadece güneş enerjisi sistemlerinden oluşmayan Fotovoltaik ygulamalarında şarj, akü ve intertör gibi bileşenler de bulunmaktadır.
Şebekeye bağlı Fotovoltaik güneş enerji sistemleri On-Grid uygulamalar olarak tanımlanır. Üretilen elektriğin AC elektriğe dönüştürülerek şebekeye iletildiği sistemlerdir. 3 fazlı ya da tek fazlı intertör, datalogger, çift yönlü sayaç ve güneş panellerinden oluşan bu uygulamanın çalışma prensibi ise şu şekildedir;
Şebekeden ayrı Off-Grid Fotovoltaik sistemler ise elektrik şebekesinin olmadığı bölgeler için tercih edilir. Şarj kontrol cihazı, inverter ve güneş paneli ile aküden oluşan bu sistemlerin çalışma prensini aşağıdaki gibidir;
GES’in genel çalışma prensipleri bu şekildedir. Işık parçacıklarıyla etkileşime giren paneller daha sonra elektronları serbest bırakır ve bu sayede elektrik akımı oluşturur. Elde edilen elektrik genelde doğru akım formatındadır ve inverter aracılığıyla AC’ye yani alternatif akıma dönüştürülerek şebekeye verilir.
Güneş enerjisi santralleri farklı yapılar ve teknolojilerle kurulabilir. Bunlar;
Güneş enerjisi sistemlerinin avantajları da çok sayıdadır. Bu avantajları listeleyecek olursak;
Güneş enerjisi santrali kurmak isteyenler için bireysel birçok avantaj da bulunmaktadır. İlk olarak elektrik enerjisi üretme sürecinde karbondioksit emisyonu yapmayacağınız için doğaya ciddi katkıda bulunabilirsiniz. Paneller kolayca temizlendiği için genelde yağmur suyu yeterlidir. Elektrik ticaretine girmek isteyenlerin tercih ettiği GES’in diğer bireysel avantajları aşağıdaki gibi sıralanmaktadır;
Güneş enerji santraline sahip olarak ev ya da işyeri değerinizi artırırken şebeke elektriğine daha az bağımlı hale gelebilirsiniz. Uzun süreli ve düşük maliyetli yatırımlar olan GES ayrıca elektrik kesintilerinden etkilenmemenizi sağlayacaktır. Son olarak sınırsız ve ücretsiz bir enerji kaynağı olan güneşten yararlanırken uzun vadeli yatırımlarınızı şekillendirebilirsiniz.
Ekonomik ve çevresel anlamda fayda sağlayan 1 dönümlük güneş enerjisi santrali başlangıç için uygun bir yatırımdır. Öte yandan sürdürülebilir bir enerji kaynağına sahip olan yatırımcılar enerji maliyetlerini de ciddi oranda düşürmüş olacaktır. Geniş alanlarda kurulumu yapılabilen GES’in ayrıca yüksek verimlilik prensibiyle çalıştığı unutulmamalıdır.
GES’in getirisi birden fazla kritere bağlı olarak değişebilir. Panel kalitesi, güneş ışığını alma süresi ve coğrafi konum gibi faktörler, 1 dönüm güneş enerjisi santrali kurmak ne kadar kazandırır sorusuna yanıt olacaktır. Yıllık döneme bakıldığında 1 dönümlük GES’in getirisi yüksektir. Haliyle gerek işletmeler gerekse bireyler için son derece önemli bir yatırım olduğunu söylemek mümkündür. Başlangıçta alınabilecek teşvikler ve muafiyetlerle maliyetler amorti edilebilir. Öte yandan elde edilen fazla elektrik şebekeye satıldığında ek gelir kaynağı da ortaya çıkacaktır.
1 dönümlük arazi ortalama 5 bin metrekarelik bir alandır. Böyle bir alana 300 ile 350 adet arasında güneş paneli kurulabilir. Toplam kapasitesi 100 kW civarında olan bu panellerin verimliliği ise güneş ışığı alma süresine göre değişecektir. Ortalama bakacak olursak 1 kW kapasiteye sahip olan bir güneş enerjisi sisteminde yılda 1.500 kWh’ye kadar enerji üretimi gerçekleştirilebilir. O halde 1 dönüm alana yapılan GES yatırımı ortalama 150.000 kWh elektrik üretecektir. Bu rakama baktığımızda bir hanenin yıllık elektrik ihtiyacı fazlasıyla karşılanacağını söyleyebiliriz.
Güneş enerjisi santrali ile beraber güneş takip sistemlerinin de kullanılması tavsiye edilir. Çünkü bu sistemlerle enerji üretim kapasitesi artmaktadır. Takip sistemleri gün boyunca güneşin paneller tarafından takip edilmesine olanak tanır. Ortalama %20 ile %30 oranında enerji üretimini artıran güneş takip sistemleri sayesinde 1 dönüm alana kuracağınız 100 kW’lik enerji kapasitesiyle yılda 195.000 kWH’ye kadar enerji üretilebilir.
Güneş enerjisi santrali fiyatları, kurulum sürecinde kullanılacak ekipmanlara, kurulum kapasitesine ve piyasa koşullarına bağlı olarak değişmektedir. 2024 yılında genel maliyet aralıkları örneklerle şu şekilde sıralanabilir;
Paylaştığımız bu fiyatlar tamamen örneklendirme üzerinedir. Maliyeti etkileyen diğer faktörler;
Güneş enerjisi santrali kurmak için izlenmesi gereken adımlar şu şekildedir;
GES için gerekli olan birtakım başvuru belgeleri de bulunmaktadır. Bunlar;
GES için uygun arazi seçimi çok önemlidir. Uygun bir arazinin aşağıdaki şartları taşıması gerekir;
GES için uygun arazi seçimindeki en önemli husus aslında arazinin güneş potansiyelini hesaplayabilmektir. Yıl içinde güneş ışınlarından faydalanabilme potansiyeli için meteorolojik araştırmalar yapılmalıdır. Ayrıca son birkaç sene içerisindeki yağmurlu, bulutlu ve ortalama güneşli gün sayısına bakılmalıdır.
GES için trafo merkezine uzaklık en çok
GES projelerinde elde edilen enerjinin artırılması adına solar tracker yani güneş takip sistemleri kullanılmalıdır. Verimliliği minimum %20 oranında artıran bu sistemler eksen sayısına göre tek eksende ve çift eksende kontrol yapabilmektedir. Ayrıca kontrol yöntemine göre aktif kontrollü sistemler, pasif kontrollü sistemler olarak iki farklı şekilde kullanılabilir. Güneş enerjisinden gün boyu yararlanma imkanı tanıyan solar tracker artık dünya genelinde de kabul gören ve kullanılan uygulamalar arasındadır.
Güneş ışığını daha verimli yakalamak için güneşin konumunu takip eden bu sistemler, panellerin açısını otomatik olarak ayarlar. Bu sayede gün boyunca daha fazla güneş ışığı alırken günün diğer zamanlarında da ışınları en iyi şekilde yakalayarak yüksek verim sağlar. Güneşin düşük açıda olduğu zamanlar olan sabah ve akşam saatlerinde paneller ideal pozisyona getirilir ve maksimum enerji toplanmaya başlar.
Başlangıç maliyeti yüksek olabilen güneş takip sistemi uzun vadede maliyeti amorti etmektedir. Enerji maliyetlerinde düşüş sağlarken sabit panellere göre daha çok enerji üretimi gerçekleşir. Bu da enerji faturalarının azalmasına ve yatırımların hızlı bir şekilde olumlu olarak geri dönmesini sağlar. Bu sistemler uzun ömürlüdür ve ciddi bakım gerektirmez. Uzun yıllar kullanılabilen güneş takip sistemleri bu özellikleri sayesinde enerji tüketicileri ve üreticilerine etkin çözümler sunmaktadır.
Bu sistemlerde daha yüksek verimin oluşmasının sebebi, güneşi doğrudan takip etmesi ve ışığın dik açıyla gelmesini sağlamasıdır. Ayrıca güneşi takip ederken daha az alana ihtiyaç duyulur. Sabit paneller ile karşılaştırma yapıldığında bu sistemlerin enerji üretmek için küçük bir alan kullandığı görülmektedir. Güneş takip sistemleri kullanıldığında panellerin yıpranma oranı da azalacaktır. Yani panellerin daha uzun vadede kullanımı söz konusudur.
Güneş takip sistemi türleri ve açıklamaları şu şekildedir;
Çalışma şekillerine göre güneş takip sistemi çeşitleri ve açıklamaları;
GES için uygun alan seçimi yaparken tarla veya arazi gibi yerleri kiralayabilirsiniz. Elbette kiralama öncesi ve sonrası süreçlete dikkat ederek GES kurulumu yapabilirsiniz. Kiralama aşamasında arazi için gerekli olan yasal izinlerin alınması şarttır. Ayrıca kiralamada taraflara arasında yazılı kira sözleşmesi yapılmalıdır. Bu sayede resmiyet kazandıracağınız tarla kiralama sonrası projenizi hayata geçirebilirsiniz. Aslında güneş enerjisi santrali kurmak amacıyla tarla kiralamak her zaman uygun maliyetlidir. Kiralama yapmadan önce arazinin tüm özellikleri ve yasal süreçler hakkında bilgi sahibi olmanız önemlidir.
Güneş enerji santrali ve güneş enerji tarlası terimsel ifadeleri nedeniyle birbirine benzer. Fakat güneş enerji tarlası çok daha geniş alanlarda kurulan özel projeleri kapsar. Bu anlamda GES daha genel bir terim olarak kabul edilirken her iki terim de güneş enerjisinin elektrik üretimindeki yerini ifade etmektedir. Son dönemlerde güneş tarlaları Çin ve Suudi Arabistan gibi ülkeler tarafından kullanılmakla beraber büyük yatırımlar için tercih edilmeye başlanmıştır.
Her iki terim arasındaki farkı anlamak için tekrar tanım yapılmak gerekirse;
Güneş enerjisi tarlası kurabilmek için farklı hibe ve destek programları bulunmaktadır. Örneğin KOSGEB tarafından 2024 yılı için güneş enerjisi desteği 14 milyon TL’ye kadar sunulmuştur. Toplam bütçenin yüzde 60’ı kadar olan bu destek oranı geri ödemeli olarak aktarılır. Ayrıca geri ödemeler projenin bitiş tarihi itibariyle 12 ay ödemelidir. Sonrasında ise dörder aylık dönemler halinde 6 taksitle yapılmaktadır. Bu desteğin genel şart ve kuralları dönemsel olarak değişebilir.
Güneş enerjisi tarlası destek ve hibe programları kapsamında;
Güneş enerji sistemlerinin çalışma prensini karmaşık görülebilir. Ancak en basit tanımla, güneşten gelen ışık enerjisi, sistem üzerindeki bileşenlerden geçer ve elektrik enerjisine dönüştürür. Bu sistemlerde enerjiye dönüşüm fotovoltaik hücreler aracılığıyla gerçekleşir. Hücrelerin ışığa maruz kalmasıyla beraber elektron üretilir ve devre boyunca akan bu elektronlar cihazlara güç kaynağı olmak adına doğru akım elektriği meydana getirir.
Güneş enerji sistemleri nasıl çalışır sorusuna maddeler halinde yanıt verilecek olursa;
Güneş enerji sistemleri pek çok yerde kullanılmaktadır. Yaşam alanları başta olmak üzere;
Güneş ışığını birtakım işlemlerden geçirerek enerjiye dönüştüren güneş panelleri birde fazla bileşenden oluşmaktadır. Fotovoltaik hücrelerden oluşan bu panellerin ana görevi, güneş ışıını emmek ve elektrik akımı oluşturmaktır. İlk aşamada silikon tabanlı olan bu hücreler güneşten gelen fotonların enerjisini emer ve serbest elektron oluşturmaya başlar. Elektrik akımının başlatılması adına ilk süreç önemlidir. Fotovoltaik hücrelerin yüzeyine çarpan güneş ışıkları daha sonra elektronları hareket ettirerek bir akım oluşturur. DC yani doğru akım şeklinde oluşan bu akımlar, invertör üzerinden AC’ye yani alternatif bir akıma dönüştürülmektedir.
Basit gibi görünen çalışma prensipleri dışında bu sistem üretilen elektriğin depolanması için akü sistemleriyle beraber kullanılabilir. Entegre sürecinden sonra güneş ışığının yetersiz olduğu zamanlarda enerji sağlanabilir. Ayrıca şebeke bağlantılı olan bazı uygulamalarda enerjinin doğrudan elektrik şebekesine aktarılması sağlanır. Yüksek verimlilikle çalışan güneş panellerinin verimliliği aslında tercih edilen hücre tipine göre değişecektir. Düşük maliyetli ve az verimli olan Polikristal paneller yerine Monokristal panellerin tercih edilmesi daha mantıklı olacaktır.
Doğrudan güneş ışığına maruz kalan güneş panelleri çok daha verimli çalışacaktır. Fakat yağmurlu ya da bulutlu havalarda da enerji üretimi devam etmektedir. Panellerin verimliliği olumlu etkileyen soğuk havalar dışında verimi artırmak için güneş takip sistemi de kullanılmalıdır. Öte yandan çevre dostu ve sınırsız bir enerji kaynağı olan güneş enerji sistemleri fosil yakıtların kullanımını azaltmaktadır. Haliyle enerji maliyetlerini de düşürdüğü için kullanım alanı günde güne artmaktadır.
Güneş enerji sistemlerinin verimliliğini artırmak için solar tracker yani güneş takip sistemlerinin kullanılması gerekir. En önemli faktör bu olsa da verimliliği etkileyen birden fazla durum söz konusudur. Maddeler halinde sıralayacak olursak;
Optimum verimliliğe ulaşmak için paneller güneşin en yoğun olduğu yöne doğru eğilmelidir. Ayrıca panellerde biriken kir ve tozlar, güneş ışığının verimli alınmasını engeller. Aynı şekilde panellerin üzerindeki gölgelerin uzaklaştırılması gerekecektir. Varsa ağaç dalları ve gölge yapabilecek bir faktör, verimliliği azaltacaktır.
Panel Açısı: Güneş enerjisinin verimliliğini etkileyen panel açısı için mevsimlere göre açı ayarlama ve coğrafi konum gibi faktörlere dikkat etmeniz gerekir. Bu kapsamda panelin konumlandırma açısı coğrafi konuma göre değişecekken, yaz ve kış dönemlerinde güneşin geliş açısında da farklılıklar yaşanır. Haliyle panel açısını mevsime göre ayarladığınızda, alacağınız verim en üst düzeye ulaşacaktır.
Doğru Entegrasyon: Güneş enerji sistemlerinde entegrasyonun rolü büyüktür. Her bileşen kendi başına farklı bir görev üstlendiği için birbiriyle uyum içinde olması gerekir. Bu kapsamda elektrik şebekesiyle entegrasyon çok daha önemlidir. Sistemin fazla enerji üretmesi durumunda depolama veya şebekeye satma işlemi gerçekleştirilebilir. Ekstra gelir elde etmek adına şebekeye geri besleme yaparken belirli standartlara uygun olarak sistemin çalışması gerekir. Bu noktada güvenlik en önemli kriterdir ve verimliliği artırır.
Çevresel Faktörler: Güneş panellerinde üretilecek enerji miktarı, alınan ışınlara bağlı olarak değişir. Bu yüzden hava koşulları ve çevresel faktörler panelin verimliliğini olumlu veya olumsuz olarak etkiler. Örneğin aşırı sıcak bir bölgede kurulan panellerde verimlilik düşer.
Tercih Edilen Teknoloji: Panel tipleri ve kullanılan teknolojiler, verimliliği doğrudan etkilemektedir. Bu panel tipleri ve özellikleri şu şekildedir;
Ekonomik Geri Dönüş: Güneş enerji sistemleri kurmanın maliyeti başlangıçta yüksek olabilir. Fakat uzun vadede çok ciddi getirileri bulunmaktadır. Şebekeye enerji satışı başta olmak üzere devlet ve kurum teşvikleri alarak yüksek verimlilikle yatırım yapabilirsiniz. Ayrıca elektrik faturaları, güneş enerjisi kullanarak ciddi oranda azalacağı için ekonomiye katkısı büyüktür.
Rutin Kontroller: Verimliliği artırmak adına aylık ve yıllık rutin kontrollerin yapılması gerekir. Yıllık inceleme sırasında invertörlerin çalışma hali, elektrik bağlantıları ve montajda kullanılan ekipmanların durumu ayrıca incelenmelidir. Ek olarak teknolojik gelişmelere bağlı olarak bir süre sonra bazı bileşenlerin değiştirilmesi veya sistemde farklı güncellemelerin yapılması gerekebilir.
Güneş enerji sistemlerindeki verimliliğini artırmak için en önemli faktörün solar tracker olduğu unutulmamalıdır. Diğer adı güneş takip sistemi olan bu uygulama verimlilik oranını %20 ile %30 oranında artırmaktadır. Çift ya da tek eksende kontrol yapabilen solar tracker farklı kontrol yöntemlerini de kullanmaktadır. Gün boyu bu enerjiden faydalanmanızı sağlayan güneş takip sistemlerinin çalışma prensibinde, güneşin konumunu takip etmek yer alır. Gün boyunca daha çok güneş ışığı alan paneller haliyle yüksek verim imkânı sunacaktır. Özellikle de güneş ışınlarının düşük geldiği akşam ve sabah saatlerinde panelleri doğru pozisyona getiren takip sistemi, en yüksek verimi toplamaya devam etmektedir.
Güneş takip sistemlerinin başlangıçtaki maliyeti yüksek olabilir. Fakat uzun vadede yatırım yapmayı düşünenler çok faydalı sonuçlarla karşılaşmaktadır. Standart güneş panellerine göre daha fazla enerji üretirken elektrik faturalarının azalmasını sağlayan solar trackerin uzun ömürlü yapıda olduğu unutulmamalıdır. Güneşi doğrudan takip eden ve ışınları dik açıyla almayı sağlayan takip sistemlerinde daha az alan ihtiyacı vardır. Yani kullanım alanı küçüktür ve birçok maliyeti de bu sayede geride bırakır. Panellerin daha az zarar görmesini sağlayan solar tracker tercih eden yatırımcılar tek eksenli uygulamada %20 - %25 arasında, çift eksenli uygulamada ise %30 - %40 oranında verimi artırabilir.
Güneş panellerinin elektrik üretme kapasitesi kullanım alanına ve tipine göre değişmektedir. Bu süreçte 1kW’lık fotovoltaik sistemde güneş ışınlarının tam alındığı vakitlerde 1 kW üretim sağlar. Ayrıca bu rakam sistemin kuruluş özelliklerine göre farklılık gösterebilir. Bu hesaba göre günde 6 saatlik bir güneş ışığı elde edildiğinde yılda 2190 kW enerji üretimi konusu olacaktır.
Ev tipi panellere baktığımızda ise 300 W’a kadar enerji üretimi gerçekleşebilir. Gücün artırılması, elde edilecek elektriğin de yükselmesini sağlar. Günde 1 saatlik güneşlenme vaktinde 0,3 kW’lik elektrik üreten ev tipi güneş panellerinde 7 saat sonrasında 2,1 W’lik elektrik üretimi gerçekleşir.
1 metrekarelik alanda kurulan güneş paneli üzerinden gidecek olursak ortalama %20’lik verim elde etmek için; Günde 5 saat güneşe maruz kalma süresiyle beraber günde 211 W’lik enerji üretimiyle beraber gün sonu 1055 yani 1,05 kW’lik elektrik üretimi gerçekleşecektir. Aylık üretim ise ortalama 31,5 kW olacaktır. Aynı oranlar üzerinden ilerlendiğinde;
Güneş enerji sistemlerini kullanmak için birtakım süreç ve bileşenler bulunmaktadır. Süreçleri kısaca el aldığımızda;
Güneş enerji sistemlerini kullanmak adına ihtiyaç duyulan bileşenler ise aşağıdaki gibidir;
Güneş enerjisi hesaplama işlemi, bir güneş panelinin üretebileceği enerji miktarını belirlemek amacıyla yapılmaktadır. Birden fazla faktörün doğrudan performansı etkilediği bu hesaplama sürecinde aşağıdaki temel adımları takip etmeniz gerekir. Günlük enerji ihtiyacı başta olmak üzere güneş panelinin kapasitesi, güneş ışığı süresi, panel sayısı, inverter boyutlandırması ve bütçe gibi faktörlere dikkat edilmelidir.
Günlük enerji ihtiyacı belirlenirken işletmenizin ya da yaşam alanınızın kWh cinsinden tüketime bakmanız gerekir. Elektrik faturasını inceleyerek günlük ortalama elektrik kullanımını görebilirsiniz. Güneş enerjisi hesaplama sürecinde güneş panelinin watt cinsinden değeri önemlidir. Genelde 400 W kapasiteye kadar ulaşabilen bu paneller arasından ihtiyacınıza uygun seçim yapmanız önemlidir. Elbette bölgenizdeki güneş panellerinin günlük verimli çalışma süresini öğrenebilir ve buna göre hesaplama yapabilirsiniz. Ülkemizde güneşlenme süresi günlük ortalama 4 ile 5 saat arasında değişmektedir.
Güneş paneli sayısı, enerji hesaplamayı doğrudan etkileyen diğer faktörler arasındadır. Örnek olarak günde 10 kWh enerji ihtiyacı bulunuyorsa ve 300 W panel kullanılıyorsa, bölgedeki güneşlenme süresi 5 saat olacaktır. Bu hesaplama, panel kapasitesi ile günlük güneş ışığı süresinin çarpımıyla günlük enerji ihtiyacının toplamından çıkacak sonuca göre belirlenir. Yine hesaplama yapılırken çevresel faktörlere dikkat etmek gerekir. Gündelik yaşamda sıcaklık, toz, kir ve benzeri durumlardan kaynaklı güneş paneli sistemleri ortalama %85 verimlilikle çalışmaktadır.
Güneş paneli sistemlerinde inverter, kurulum maliyeti ve akü gibi unsurlar bulunur. Tüm hesaplamalara bu bileşenleri de dahil etmeniz gerekir. Ayrıca inverter, güneşten gelen enerjiyi AC enerjiye çevirir. Kapasitesi mutlaka panele uyumlu olmalıdır.
Bir evin güneş paneli ihtiyacını belirlemek amacıyla dikkat edilmesi gereken faktörler;
Tüm bu faktörleri baz alarak bir evin ortalama 9 adet güneş paneline ihtiyacı olabileceği söylenebilir. Bu rakam aylık 300 kWh üreten ve günde 5 saat güneş alan bir bölge için örnek verilmiştir. Ayrıca 300 W kapasiteli bir güneş paneli kullanarak bu rakama ulaşılmıştır. Elbette söz konusu panel sayısı yaşam alanının büyüklüğü ve elektriğin hangi amaçlar için kullanıldığına bağlı olarak 10 veya 15 adet panele kadar yükselebilir. Bu yüzden güneş enerjisi sistemi kurmadan önce alanında uzman bir firma ile görüşmenizde yarar var.
Güneş paneli hesaplaması yapmak için aşağıdaki adımları izleyebilirsiniz.
Güneş panelinde ihtiyacınız olan akünün hesaplanması için birden fazla faktöre bakılmalıdır. Bu akülerin amacı enerji depolamaktır. Akü sayısını belirlemek amacıyla batarya kapasitesi, toplam enerji ihtiyacı, cihazların enerji tüketimi gibi durumlar baz alınır. Bu süreçte günlük ihtiyaç duyulan enerji tüketiminin 10 kWh olacağını düşünürsek;
Akü Kapasitesi: Akü kapasitesi kWh ya da Amper – saat cinsinden ölçülmektedir. 200ah ve 12V kapasiteli bir akünün kapasitesini hesaplamak için; 12 x 200 / 1000 formülünden 2.5 kWh değeri çıkarılabilir.
Akü Sayısı: Yaşam alanının enerji ihtiyacıyla akü kapasitesine bağlı olan akü sayısını hesaplamak için; akü sayısı = günlük enerji ihtiyacı / 1 akü kapasitesi formülü kullanılır. Buradan 10 kWh / 2.4 = 4.16 rakamı ortaya çıkacaktır. Yani yaklaşık 5 aküye ihtiyaç duyulur.
Akünün Deşarj Derinliği: Akülerin daima %100 olacak şekilde deşarjı önerilmemektedir. Çünkü bu tür aksiyonlar akünün çalışma ömrünü kısaltır. Ortalama %50 ile %70 arasında akünün kullanılması gerekir.
Yedek Enerji: Yedek enerji ihtiyacı olan yerlerde en az 1-3 gün yetecek kadar enerji depolanması gerekir. Bu da akü sayısının artırılması anlamına gelir.
Voltaj: Akülerin paralel ya da seri bağlanmasına bağlı olarak voltaj artırımı yapılabilir. Bu sayede kapasite de artacaktır. Elbette sisteme uygun bir akü bağlantısının olması önemlidir. Genelde 48V, 24V ve 12V akü bankları tercih edilir.
Akü Tipi: Bir güneş panelinde ihtiyaç duyulan akü sayısını belirlemek için akü tipine de bakılmalıdır. Bu kapsamda lityum – iyon aküler maliyetli olsa da uzun vadede kullanım için uygundur. Ayrıca yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir. Kurşun –asit aküler ise daha az ömürlüdür ancak ekonomiktir.
İnverter gücü yine günlük enerji ihtiyacına bağlı olarak seçilmelidir. Üretilecek toplam enerji miktarı belirlendikten sonra bu gücü karşılayabilecek bir inverter tercihi yapılmalıdır. Panel kapasitesine göre seçim yaparken sistemin toplam gücüne bakmanız gerekir. Örnek olarak 300 W kapasiteye sahip 10 adet panel için toplam güç = 10 adet panel x 300 W hesaplamasına göre 3 kW gücünde bir inverter seçimi yapılmalıdır.
Tepe yükü de inverter gücüve seçimini etkileyen faktörler arasındadır. Evde kullanılan klima ve buzdolabı gibi cihazlar ilk çalışma aşamasında fazla güç tüketmektedir. Bu güç geçici olsa da inverterin anlık kaldırabileceği güçten yüksek olabileceği için başlatma sırasında inverterin güçlü olması önemlidir.
İnverterlerin geneli tek fazlı çalışır. Orta ve küçük ölçekli ev sistemleri için bu inverterler uygundur. Fakat daha büyük enerji ihtiyaçları başta olmak üzere işletmeler ve 3 fazlı elektrik kullanan binalarda inverterin gücü artırılmalıdır. Sistemin gelecek dönemlerde genişlemesini isteyenler ise daha büyük inverter seçmelidir. Ayrıca elektrik enerjisini dönüştürürken bir miktar enerji kaybede inverterler bu nedenle en az %95 verimliliğe sahip olmalıdır.
Güneş panellerinin her biri kurulduğu ortamdaki güneş alma süresine bağlı olarak enerji üretir. Örnek olarak 300 W değerindeki bir panel 5 saat güneş aldığında ortalama 1.5 kWh enerji üretecektir.
Bu sistemlerin maliyeti akü kapasitesi, inverter gücü, panel sayısı ve kurulum masrafına göre değişmektedir. Ortalama bir yaşam alanı için maliyet 5 bin dolar ile 20 bin dolar arasında olabilir.
Bu sistemler genelde 30 yıla kadar dayanıklıdır. Elbette panellerin verimliliği zamanla çok az miktarda azalabilir.
Aynı anda çalışacak olan cihazların toplam tüketimi hesaplanmalıdır. Örnek verecek olursak aynı anda çalışacak cihazların toplam enerji tüketimi 2000 W ise minimum 2.5 kW değerinde bir inverter seçimi yapılmalıdır.
Güneş paneli hesaplaması yaparken güneşlenme süresi, günlük enerji tüketimi, yedek enerji yani akü sistemi ile panel verimliliği gibi faktörleri dikkate almanız önemlidir.
Enerji tüketiminin sürekli artması artık geleneksel enerji kaynaklarının tükenmeye başlamasına neden olmaktadır. Ek olarak fosil yakıt tüketimi de küresel iklim değişikliğini hızlandırırken birçok çevre sorununa davetiye çıkarmaktadır. Bu yüzden sürdürülebilir ve alternatif enerji kaynaklarına olan ilgi artmakla beraber güneş enerjisi bu seçenekler arasında ön plana çıkmaya başlamıştır. Ekonomik ve çevreci faktörleri bir araya getiren güneş enerjisi özellikle de ev sahipleri ve işletmelerin artık vazgeçemediği seçenekler arasında yerini almıştır.
Güneş enerjisi ile çalışan aletler, güneş ışığını ısıl enerjiye dönüştüren sistemler olarak tanımlanır. Çevre dostu bir yaşam tarzını destekleyen bu ürünler ayrıca sürdürülebilir enerji çözümleri sunar. Bunlar arasında en dikkat çekenleri;
Güneş enerjisi, doğal kaynaklara zarar vermeden enerji üretimi sağlar. Farklı teknolojilerle güneş ısısının dönüştürülmesi sonrasında doğrudan elektrik üretimi gerçekleşir. Artık ev ve iş yerlerinde kullanılmaya başlanan bu sistemler tarım, endüstri ve uzay araştırmalarında da yer edinmiştir. Çevreye dost olmasıyla ön plana çıkan güneş enerjisi fosil yakıtlara olan bağlılığı azaltır ve daha temiz bir geleceği destekler.
Güneş enerjisi ile çalışan aletler birçok kategoriyi kapsar. Lambalardan saatlere, şarj cihazlarından kameraya kadar pek çok alet için artık güneş enerjisinden yararlanılmaktadır. Ayrıca fanlar, çantalar ve projektör gibi cihazlarda da güneş enerjisi kullanılabilir.