Güneş enerjisi. Güneş ışığından enerji elde edilmesine dayalı bir teknolojidir.Güneş’in yaydığı ve Dünya’mıza da ulaşan enerji, Güneş’in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır. Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2 değerindedir; ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin Dünya’ya gelen küçük bir bölümü dahi,insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970’lerden sonra hız kazanmış, Güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, Güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir birincil enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.
Doğal bir enerji kaynağı olan güneş, yenilenebilir enerji kaynakları arasında en önemli paya sahiptir. Coğrafi konumumuz itibariyle yüksek güneş enerjisi potansiyeline sahip olan ülkemizde yıllık toplam güneşlenme süresi 2.640 saat olarak tespit edilmiştir. Ancak ülkemizde güneş enerjisi kullanımı, kapasiteye rağmen oldukça düşük sayılmaktadır. Güneş enerjisi konusunda yapılan çalışmalar, sanayimiz ve askeri alanlardaki enerji gereksinimini karşılama bakımından ülkemizin enerji geleceği açısından büyük öneme sahiptir. Güneş enerjisi üretimi yöntem, malzeme ve teknolojik düzey açısından çok çeşitlilik göstermekle beraber iki ana grupta incelenebilir:
1- Isıl güneş teknolojileri ve odaklanmış güneş enerjisi (CSP): Güneş enerjisinden ısı elde edilen bu sistemlerde elektrik üretiminde de kullanılabilmektedir. CSP santralleri, değişik ayna konumları kullanmak sureti ile güneş enerjisini yüksek ısıya dönüştürerek elektrik üretir. İstenen güçte kurulabilmeleri nedeniyle en çok sinyalizasyon, kırsal elektrik ihtiyacının karşılanması vb. alanlarda kullanılmaktadır.
2- Güneş pilleri: Fotovoltaik piller de denilen yarı iletken malzemeler güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirmektedir.
Güneş Enerjisi Teknolojileri
Güneş ışınlarından yararlanmak için pek çok teknoloji geliştirilmiştir. Bu teknolojilerin bir kısmı Güneş enerjisini ışık ya da ısı enerjisi şeklinde direk olarak kullanırken, diğer teknolojiler Güneş enerjisinden elektrik elde etmek şeklinde kullanılmaktadır.Güneş enerjili sıcak su sistemleri, suyu ısıtmak için Güneş ışınlarından yararlanır. Bu sistemler evsel sıcak su ya da bir alanı ısıtmak için kullanılabildiği gibi çoğunlukla bir havuzu ısıtmak için kullanılır. Bu sistemler çoğunlukla bir termal Güneş Paneli ile bir de depodan oluşur. Güneş enerjili su ısıtıcıları üç grupta toplanır.
- Aktif sistemler, suyun ya da ısı transfer sıvısının çevirimi için pompa kullanırlar.
- Pasif sistemler suyun ya da ısı transfer sıvısının devrini doğal çevirim ile sağlarlar.
- Kütle sistemleri su tankının doğrudan Güneş ışığı ile ısınmasını amaçlarlar.
- Yaygın güneş enerjisi uygulamaları şunlardır
- Düzlemsel güneş kollektörleri: Türkiye’de de çok yaygın olarak kullanılan, evlerde sıcak su elde etmede kullanılan sistemlerdir.
- Yek-odaklı güneş enerjisi santralleri: Bunlarda, doğrusal, çanak şeklinde ya da merkezi bir odağa yönlendirilmiş dev aynalar kullanılarak, odak noktasında çok yüksek sıcaklıkta ısı elde edilir. Genellikle elektrik üretiminde kullanılır. Ancak henüz bir yaygınlık kazanamamışlardır.
- Vakum tüplü güneş enerjisi sistemleri: Vakum tüplü güneş enerjisi kolektörleri: iç içe geçmiş 2 adet silindirik cam tüpün ısı yolu ile birbirine bağlanması ve bu işlem sırasında arasındaki havanın alınması ile üretilir. Dış silindirik tüpün yüzeyine düşen Güneş ışınları aradaki havasız ortamdan geçerek iç kısımdaki silindirik tüpün yüzeyinde absorbe edilmesi ile çalışır. Arada madde olmadığından dolayı sadece ışıma ile ısınan sistem suyu dış hava sıcaklığından bağımsızdır.
- Güneş ocakları: Çanak şeklinde ya da kutu şeklinde Güneş ısısını toplayan yapılardır. Gelişmekte olan ülkelerde daha yaygın kullanılır.
- Trombe duvarı: Sandviç şeklinde cam ve hava kanalları ile paketlenmiş bir pasif Güneş enerjisi sistemidir. Güneş ışınları gün boyunca, duvarın altında ve üstünde yer alan hava geçiş boşluklarını tahrik ederek, doğal çevirim ile termal kütleyi ısıtırlar. Gece ise trombe duvarı biriktirdiği enerjiyi ışıma yolu ile yayar.[8]
- Geçişli hava paneli: Aktif Güneş enerjili ısıtma ve havalandırma sistemidir. Termal Güneş paneli gibi davranan, Güneş’e bakan delikli (perfore) bir duvardan oluşur. Panel, binanın havalandırma sistemine ön ısıtma uygular. Ucuz bir yöntemdir. %70’e kadar verime ulaşılabilir.[9]
- Araştırmaya konu olmuş, ancak yaygınlaşamamış bazı ısıl Güneş enerjisi teknolojieri
- Güneş havuzları: Havuza atılan tuzların yardımı ile dip tarafta sıcaklık elde edilir. Bunlar daha çok deneysel sistemler olarak kalmışlar, bir yaygınlık gösterememişlerdir.
- Güneş bacaları: Bir binanın zemininde toplanan ısı, yüksek ve dar bir bacaya yönlendiğinde, bacada kurulu türbini çalıştırır. Bu da, deneysel aşamada kalmış Güneş enerjisi türlerinden biridir.
- Su arıtma sistemleri: Bunlar da bir çeşit havuz sistemidir. Havuzun üstüne eğimli cam kapak yerleştirilir, buharlaşan su tuzdan arınarak bu kapakta yoğunlaşır.
- Ürün kurutma sistemleri.
