Karbonsuz Enerji

Karbonsuz Enerji

1 – Güneş Enerjisi ile Elektrik Üretimi

Güneş dünyamızın en büyük enerji kaynağıdır. Tüm canlılar yiyecek ve ısınma gibi gereksinimlerini doğrudan ve dolaylı yollardan güneşten sağlamaktadır. Ancak insanlar güneş enerjisini birçok farklı yolla kullanmaktadır. Örneğin fosil yakıtlar, bitkisel ve hayvansal atıkların geçmiş jeolojik yıllarda sıkışmasıyla bugünkü fosil yakıtlara dönüşmüştür. Bu yakıtlar ulaşım ve elektrik üretimi için kullanılmıştır. Diğer taraftan Güneş Kaynağından elektrik üretimi sağlayabilen Güneş pilleri güneş ışınlarını hiçbir hareketli parça gerektirmeden, çevreyi kirletmeden ve sessiz bir şekilde doğrudan elektrik enerjisine çevirerek temiz bir enerji kaynağı sağlamaktadır. Üstelik güneş pilleri diğer elektrik enerjisi sistemlerine göre daha uzun ömürlü ve masrafsızdır. Güneş pilleri bilgisayar teknolojilerinden olan CDROM teknolojisiyle temelde ve materyal olarak aynı teknolojiyle üretilmektedir.

14 Mart 2013 yılında kabul edilen 6446 sayılı kanun ile isteyen herkes 1MW’ya kadar kendi tükettiği elektriği üretebilir. Devletten lisans almanıza gerek yoktur. İster ev, ister site, ister atölye, ister fabrika sahibi olun, kendi elektriğinizi kendiniz üretebilirsiniz.

2 – Rüzgar Enerjisi ile Elektrik Üretimi
Rüzgar enerjisinin kaynağı güneş enerjisidir. Rüzgar enerjisi yeryüzündeki düzensizliklerden ve güneşin atmosferi farklı ısıtmasından oluşur. Dünyaya ulaşan güneş enerjisinin sadece küçük bir bölümü rüzgar enerjisine çevrilmesine rağmen toplam miktar son derece büyüktür. Rüzgar enerjisi, bir çok bölgelerde ortalama güneş enerjisi yoğunluğuna eşit veya fazla olabilecek bir yoğunlukta doğal olarak oluşabilir.

Topografyanın rüzgar rejimi yönünden önemli bir etken olması, rüzgar enerjisi açısından bir dezavantaj olduğu kadar aynı zamanda avantajdır. Rüzgar enerjisinin yoğun olduğu bölgelerde birden fazla rüzgar enerjisi sistemi kurularak enerji üretim merkezlerinin oluşturulması mümkündür.

Rüzgar, kinetik enerjisi nedeniyle doğal bir potansiyele sahiptir. Buna rüzgar enerjisi doğal potansiyeli denir. Bunun bilinen fiziksel kanunlar ve eldeki teknolojik imkanlar dahilinde enerjiye çevrilebilen miktarına rüzgar enerjisi teknik potansiyeli ve bu potansiyelin diğer enerji kaynaklarına göre ekonomik olarak kullanılabilen kısmına ise rüzgar enerjisi ekonomik potansiyeli adı verilir.
Ülkemizin üç tarafı denizlerle çevrili olduğu göz önüne alındığında, özellikle deniz kenarında, tepelerde ve denize açılan vadilerin bazılarında çeşitli tiplerde ve küçük güçteki aerojeneratörlerin enerji amacıyla kullanılması mümkündür.

Türkiye’nin sahip olduğu büyük güneş ve rüzgar enerjisi potansiyeli uzun süredir biliniyor olsa da, ülkedeki düşük tarife garantisi, uzun süren lisans edinme prosedürleri ve hükümetin güneş enerjisinde uyguladığı 600MW’lik sınırlama, marketin büyümesinin önündeki en büyük engelleri oluşturuyordu. 3 Aralık 2010 tarihinde resmi gazetede yayınlanarak, yürürlüğe giren, genelgeye göre de 500kW’ya kadar rüzgar türbinleri, Türkiye Elektrik Şebekesine bağlanabilmekte, ürettiği elektriğin fazlasını dağıtım şirketine satabilmektedir. Ödeme ve mahsuplaşma her ay yapılmaktadır.

Panel Teknolojileri

Fotovoltaik hücreler daha yüksek akım, gerilim veya güç seviyesi elde etmek için elektriksel olarak seri veya paralel bağlanırlar. Fotovoltaikmodüller çevre etkilerine karşı sızdırmazlık sağlayacak şekilde birbirine eklenmiş fotovoltaik hücreler içerirler. Fotovoltaik paneller elektrik kabloları ile birbirine bağlanmış iki veya daha çok sayıda Fotovoltaikmodül içerirler. Fotovoltaik diziler ise belli sayıda Fotovoltaikmodül veya panel içeren enerji üretim ekipmanlarıdır.

A. Kristaline Paneller
Endüstriyel olarak kullanılan en yaygın panellerdir. Yaklaşık 90 yıl ömürleri vardır. Monokristal ve polikristal olarak vardır.

Monokristalin: Kalite ve verimlilik açısından mono kristalin güneş pilleri yüksek verimli mono kristalin hücrelerden oluşmuşlardır. Bu paneller aynı gücü üreten Polikristalin panellere göre %1-2 daha küçük alana sahiptir. Verimlilikle çalışmaktadır. Buna karşın üretiminde kullanılan teknoloji sebebiyle üretim süreci uzun sürmektedir. Yine de Mono kristalin güneş pilleri uzun vadeli yatırım için en iyi seçenektir. Güneş pilinin mono kristalin olması demek tüm hücrenin sadece kristalinden oluşması ve materyalin atomal yapısının homojen olması demektir. Doğada bulunan tüm kristalin bileşimler aslında polikristalindir. Sadece elmas neredeyse mükemmel mono kristalin özelliğe sahiptir.

Polikristalin: kalite ve verimlilik açısından güneş pilleri mono kristalin olanlardan biraz daha düşük verimli hücreler ile üretilmiştir. Ancak buna rağmen kullanım alanı daha yaygındır. Bunun en büyük nedeni ise daha kolay ulaşılabilir ve buna bağlı olarak daha uygun fiyata bulunabilmesidir. Bu nedenle verimlilik/maliyet oranını hayli yüksektir olmasıdır. Polikristalin demek materyalin mono kristaline göre tek kristalinden oluşmaması, yani materyalin tam olarak homojen olmaması demekti

B. ince Film
Işık yutma oranı yüksek olan bu hücreler düşük verimlilikleri nedeni ile Pazar payının küçük bir bölümünü oluştururlar. Önce film fotovoltaik malzeme genellikle çok kristalli malzemelerdir. Başka bir deyişle ince film yarı-iletken malzeme, büyüklükleri bir milimetrenin binde birinden milyonda birine değin değişen damarlardan oluşmaktadır. Bu panellerin verimlilik oranları %7-14 arasında değişmektedir.

C. Esnek Panel
Geleneksel güneş panellerine alternatif olarak, özellikle çatı uygulamaları için geliştirilmiş bir teknolojidir. PV konstrüksüyonlarının çatıya entegresinin zor olduğu uygulamalarda çatı izolasyonuna zarar vermeden monte edilebilir. Birçok uygulamada enerji üretiminin yanında çatı mebranı olarak da kullanılabilir. Kristal ve ince film hücrelerden oluşan güneş paneli çeşitleri mevcuttur. İnce film hücrelerden oluşan panellerin en önemli özelliği esnek olması ve serme tipte uygulanabilmesidir. Herhangi bir konstrüksüyon ihtiyacı yoktur. Ayrıca kristal yapılı güneş panellerine göre ağırlık dağılımında avantaj sağlar. En büyük özelliği ise taşınabilir olmasıdır.

 

3- Güneş Enerjisi ile Elektrik Üretim Elemanları
Güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretiminde temel olarak PV sistemleri de diğer elektrik üretim sistemlerine benzer olarak çalışır. Sadece kullandıkları ekipmanlar değişiktir. Sistemin opsiyonel ve fonksiyonel ihtiyaçlarına bağlı olarak DC-AC inverter, Akü, şarj kontrol ünitesi, yedek güç kaynağı ve sistem kontrolörü gibi ekipmanlara ihtiyaç duyulabilir.

 

A. Güneş Panelleri
Güneş ışığı doğrudan elektrik akımına dönüştüren bir araçtır. Yarı iletken bir diyot olarak çalışan güneş hücresi, güneş ışığının taşıdığı enerjiyi iç fotoelektrik reaksiyondan faydalanarak doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür.

B. Şarj Regülatörü
Şarj Regülatörü genellikle güneş enerjisinden elde edilen gerilimi istenilen gerilim değerine dönüştüren ürünlerdir. Genel olarak Off-Grid (Akülü) sistemlerde kullanılan bu ürünlerin seçiminde en önemli kriter verim değerleridir. Şarj regülatörleribiki ana gruba ayrılmaktadır. Bunlar;

PWM Şarj Regülartörleri: Basit şarj ontörleri bağımsız solar sistemleri için en uygun çözümdür. Üzerindeki LCD ekran veya Led’ler sayesinde akü durumu şarj durumu gibi bilgileri görebilmektesiniz. Açık ve kapalı kurşun aküleri optimum biçimde oldurabilir. 12V ve 24V her türlü akü veya akü gruplarının şarj edilebilir. Verimlileri MPPT’lere göre düşüktür.

MPPT Şarj Regülatörleri: Profosyonel şarj denetleyiciler MPPT (maximum Güç Noktası Düzenleme) tekniğine göre çalışır. MPPT şarj regülatörleri uygun gerilim aralıklarının %98 verimlerde çalışmaktadır. Akü özelliklerine göre en uygun şarj ettiği için akü ömürlerini %50 uzatmaktadır. Bu nedenle sistem ömrü uzadığı için sistem maliyeti de düşmektedir.

 

Eviriciler(İnvertörler)

Eviriciler (İnvertörler) doğru akım üreten güneş enerjisi kaynaklarını alternatif akıma (şebeke akımına) çeviren, sistemin kalbi niteliğinde bir üründür.

On-Grid (Şebeke içi): Güneş panellerinden gelen doğru akımı alternatif akıma çevirerek şebekeye satış yapabilen veya şebekeye verebilen invertörlerdir.
Off-Grid (Şebeke dışı): Güneş panellerinden gelen doğru akımla aküleri şarj edip, akülerden aldığı doğru akımı alternatif akıma çeviren invertörlerdir.

D. Aküler
Elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depo eden, istenildiğinde bunu elektrik enerjisi olarak veren cihazlardır. Güneş Enerjisi ile üretilen enerjinin depolanmasında en çok;

OPzS Akü: Az bakımlı, Tüplü Sabit Tesis (OPzS) Akümülatörlerinin sistemlere kesintisiz enerji kaynağı olarak bağlanmak üzere üretilmiş sabit tesis (standby) akülerdir. Kullanıcı için yüzdürme gerilimiyle çalışma sistemiyle minumum bakım gerektirir ve düşük enerji maliyetilidir. Temel özelliği olan düşük antimonlu kurşun alaşımı, kendi kendine deşarını azaltarak su kaybı oranını büyük ölçüde düşürür. Aktif maddeyi tutuşu ve şarj-deşarj kabiliyeti aynı seviyededir.
Jel Akü: jel Akü modelleri soğuk ortam sıcaklarında daha uzun kullanım ömrü ve daha iyi performans sağlayan silikon jel teknolojisi ile üretilmektedir. Jel akü modelleri özel seperatör ile donatılmış olup, tam kapalı, bakım gerektirmeyen akülerdir. Jel akü derin deşarj döngüsü AGM aküler ile kıyaslandığında %50 daha fazladır. Yüksek güvenirlik ve kaliteye sahiptir.
Kuru Akü: Kuru Aküler, TP ve TPD (yüksek akım kapasiteli) modelleriyle, performansı ve uygun fiyatlarıyla yağın bir kullanıma sahiptir. Tamamiyle kapalı, bakımsız kuru tip akülerdir.

Çok geniş bir ısı yelpazesinde çalışabilir. Emniyet valfleriyle teçhiz edilmiştir. Uzun ömürlü, sağlam ve uygun dizayn yapısına sahiptir. Çok döngülü çalışma imkanı. Yatay, dikey herhangi bir pozisyonda çalıştırılabilir.
Ters çevrilirse bile ait sızdırmaz. Yeni jenerasyon AGM VRLA teknolojisi Kurşun-Kalsiyum Gaz Rekombinasyonu. Yüksek performans.

4- Güneş Enerji Sistemleri

A. Off-Grid Sistemler
Bu istemde üretilen enerji akü gruplarında depo edilmekte ve bu depo edilen enerji İnvertörler vasıtasıyla şebeke gerilimine dönüştürülmekte ve kullanımına sunulmaktadır.

1-Sadece DC Yük İhtiyacı Duyulan Şebekeden Uzak Sistemler
Bu tür sistemlerde genelde 12V veya 24 V DC cihazlar çalıştırılır. Örneğin 12 V DC Lamba, 12 V DC televizyon veya buzdolabı kullanılan ve elektriğin olmadığı yayla evleri, kamp yerleri, karavanlar ve teknelerde kullanılan sistemlerdir.

2- AC Yük İhtiyacı Duyulan Şebekeden Uzak Sistemler:
Elektriğin bulunmadığı noktalarda 220 V veya 380 V AC cihazlar çalıştırılması gerekiyor ise bu tür sistemlere başvurulur. Bu tür sistemlerle ilgili genellikle bir sıkıntı yoktur. İhtiyaç duyulan her tür kapasiteye uygun proje gerçekleştirilebilir.
Paneller aracılığıyla güneş enerjisinden ve-veya rüzgar enerjisinden elde edilen doğru akım ( DC ) elektrik enerjisi, öncelikle regülatör ar
Karbonsuz Enerjiacılığıyla aküleri şarj etmek üzere kullanılır. Depolanan enerji evirici ( inverter ) aracılığıyla şebeke elektriğiyle aynı özellikte alternatif enerjiye (AC) çevrilir. Gündüzün ve rüzgarın yeterli olduğu anlarda, üretilerek depolanan enerji 24 saat boyunca evin yada gerekli duyulan sistemin ihtiyacını karşılar.
Bu sistemlerde kullanılan ekipmanlar; A- Güneş Panelleri / Rüzgar Tribünü B- Güneş / Rüzgar Şarj Kontrol C- Akü D- AC İnverter E- AC Çıkış

B. On-Grid Sistemler
Tüm dünyada ve Avrupa ülkelerinde yaygın uygulanan çift yönlü sayaç sistemi ülkemizde yeni yeni uygulanmaktadır.Bu sistemde üretiğinizelektiriği akülerde depolamaya gerek kalmadan şebeke ile karşılıklı alışveriş imkanı mevcuttur.
Ürettiğiniz fazla elektriği şebekeye satmanız, ürettiğinizden fazlasına ihtiyacınız olduğunda ise ihtiyacınız olan elektriği yine şebekeden satın almanız prensibine dayanır. Bu sayede akü ve şarj kontrol maliyeti ortadan kalkmakta, çevre dostu temiz enerji sistemlerinin şebeke elektriğinin bulunduğu yerlerde de uygulanmasına olanak sağlamaktadır. Bu tür sistemler şebeke elektrik maliyetlerinden sağladığı tasarruf sayesinde kullanıcısına 12 – 18 ay içerisinde yatırımını geriye kazandırmaktadır.

1- Şebeke İçi Kullanım Sistemleri
Paneller aracılığıyla güneş enerjisinden elde edilen doğru akım elektrik enerjisi, çevirisi aracılığı şebeke elektrik ile aynı özellikle alternatif enerjiye çevrilir. Üretilen enerji depolanmaksızın anlık enerji ihtiyacını karşılamakta kullanılır. Bu sistem herhangi bir yasal düzenleme gerektirmeden şebekeden çekilen elektriğin miktarını azaltmak çevreye saygılı bir enerji tüketimi gerçekleştirmek için kullanılır.
A.panel B.İnverter C. Cihazlar D. Ev Panosu E. Şebeke F. şebekeden eve alınan Elektrik sayacı

 

 

 

 

 

2- Şebeke İçi Satışlı Sistemler
Paneller aracılığıyla güneş enerjisinden elde edilen doğru akım elektrik enerjisi, evirici aracılığıyla şebeke elektriği ile aynı özellikte alternatif enerjiye çevrilir. Üretilen enerji direk sayaçtan geçirilerek şebekeye aktarılır. Evin kullanımı için gereken enerjinin tamamı mevcut sistemlerde olduğu gibi şebekeden alınmaya devam eder. Yasal düzenlemelerin gerektiği bu uygulamada, sistem sahibi üretilen enerji kadar gelir elde etmektedir.

 

A. Panel
B. İnvertör
C. Şebekeye Satış Sayacı
D. Ev Panosu
E. Şebeke
F. Şebekeden eve alınan Elektrik sayacı
G. Cihazlar

 

3- Şebeke İçi Satışlı – Akülü Sistemler

Paneller aracılığıyla güneş enerjisinden elde edilen doğru akım elektrik enerjisi öncelikle regülatör aracılığıyla aküleri şarj etmek üzere kullanılır, aküler dolduğunda ise evirici aracılığı şebeke elektriği ile aynı özellikte alternatif enerjiye çevrilir. Üretilen enerji sayaçtan geçilerek şebekeye alınır. Ayrıca güneş olmasa dahi eğer akü seviyesi istenilen değerin altındaysa aküler şebeke elektriği ile de şarj edilebilir.

Böylece üretilen enerji şebekeye aktarılarak sistem sahibi gelir elde ederken, şebeke eletriğinin kesildiği durumlarda; ev ihtiyacı olan enerjiyi akülerden tedarik eder. Böylece bir yandan sistem sahibi üretilen enerji kadar gelir elde ederken, elektrik kesintilerinde de ihtiyacı kadar enerjiyi kullanmaya devam edebilir.

A. Panel
B. Şebeke İnvertörü
C. Şebeke Satış Sayacı
E. Şebekeden Alış sayacı
F. Sinüsİnverter
G. Kesintide Desteklenen Yükler
H. Kesintide Desteklenmeyen Yükler