Güneş Enerjisi Nedir? Avantaj ve Dezavantajları Nelerdir?

Başlıca yenilenebilir enerji kaynağı, fosil ve hidrolik enerjinin de asıl kaynağı olan ve dünyamızı ısıtan “güneş enerjisi“dir. Günesin enerjisi, hidrojenin helyuma dönüşmesi sırasında ortaya çıkan enerjinin ışınım biçiminde uzaya yayılmasıdır. Güneş daha milyonlarca yıl ışımasını sürdüreceğinden, dünyamız için sonsuz bir enerji kaynağıdır. Güneş, dünyadaki tüm enerji kaynaklarına dolaylı ya da dolaysız olarak temel oluşturmaktadır. Güneş ışınları ile dünyaya 170 milyar MW güçte enerji gelmektedir. Bu değer, dünyada insanoğlunun bugün için kullandığı toplam enerjinin 15-16 bin katıdır. Günümüzde dünyaya ulaşan güneş enerjisinin değerlendirilmesinde iki yol izlenmektedir: ısıya dönüştürme ve elektrik enerjisine çevirme. Güneş enerjisini ısı enerjisine dönüştürmede “toplaçlar”; doğrudan elektriğe dönüştürmede de “güneş hücreleri-güneş pilleri” kullanılmaktadır.

Günümüzün teknolojik ve ekonomik koşullarında güneş enerjisinin özellikle ısı kullanımı önem kazanmıştır. Dünyanın küresel olarak pek kullanmadığı, ancak geleceğin en çok kullanılabilecek enerji kaynağı olan güneş enerjisinden elektrik üretimi, doğrudan dönüşüm ve dolaylı dönüşüm olmak üzere iki ayrı yöntem ile gerçekleştirilir. Bu enerji ile ısıtmadan soğutmaya çok farklı ısı etkisinin kullanıldığı uygulamaların yanı sıra değişik teknolojiler ile elektrik enerjisi üretimi de gerçekleştirilmektedir. Fotovoltaik hücreler (PV hücreler-günes hücreleri) gürültüsüz, çevreyi kirletmeden, herhangi bir hareket eden mekanizmaya gereksinim duymadan güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çeviren sistemlerdir.

İnsanlık tarihinin başlangıcından bugüne kadar güneş enerjisinin önemini fark etmiş ve bir şekilde güneş enerjisinden yararlanma yoluna gitmiştir. Örneğin, tarım ürünlerinin ve etin kurutulmasında veya kışlık besin kaynağı olacak yiyeceklerin üretilip kurutulmasında güneş enerjisi kullanılmıştır. Güneşten teknik olarak yararlanma ısı enerjisine dönüştürme şeklinde olmuştur. Bu yönüyle güneş-ısı dönüştürümleri güneş enerjisinin teknik kullanımının en eski yoludur ve bugün de önemini korumaktadır.

Bugün için güneş enerjisinin kullanılmasının arttırılması ile fosil yakıtların ölçülü kullanımına ve giderek azaltılmasına yardımcı olmaktır. Güneş kullanıldığı üç temel alan karşımıza çıkmaktadır. Bunlar:

1- Yapıların ısıtılmasında güneş enerjisinin kullanılması,

2- Güneş enerjisinin elektriğe dönüştürülerek kullanılması ve güneş kaynaklı elektrik santrallerinin geliştirilmesi, (çok geniş bir alana yayılmış içbükey yüzeylerle bir noktaya odaklanmıs güneş ışığından elde edilen çok büyük ısıyı kullanan termik düzeneklerin ısıttığı akışkan buhar ile dönen jeneratörlerle ya da güneş pillerinin kullanılması yoluyla güneş ışığından doğrudan doğruya –fotovoltaik hücreler elektrik elde edilir.

3- Geleceğin yakıtı olan hidrojenin elektroliz yöntemi ile güneş enerjisinden hidrojen gazının sudan elde edilmesi ve elektrik üretilmesinde kullanılması.

Güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmek için fotovoltaik sistemler (güneş pili sistemi) kullanılır. Bu sistemlerde güneş izleme düzeni ve elektronik güç dönüştürücüleri kullanılarak her an mümkün olan en yüksek güneş enerjisinden yararlanılır. Güneş enerjisinin kullanıldığı güneş elektrik santralleri; güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren güneş hücreleri (solar cells) giderek yaygın kazanmaktadır.

Başlangıçta kol saatleri, hesap makineleri gibi küçük ölçeklerde kullanılan güneş hücreleri, giderek daha geniş kullanım alanlarına yayılmışlardır. İlk büyük ölçekli kullanım alanı olan uzay çalışmalarında, uzay araçlarına enerji sağlamada güneş gözeleri en önemli gereç olmuştur. Kullanımın yaygınlaşması ile fiyatlar da düşmüştür. Günümüzde bu gözelerle çalısan otomobiller, güneş uçağı, elektrik santralleri vs. mevcuttur.

Fotovoltaik güç sistemleri diğer elektrik enerjisi üretim sistemleri ile karşılastırıldığında günümüzde çok pahalı olarak görünseler de, yakın gelecekte güç üretimine önemli katkısı olabilecek sistemler olarak değerlendirilmekte ve konu üzerinde tüm dünyada yoğun araştırma ve çalışmalar sürdürülmektedir.

Güneş enerjisinin günlük yasamın ayrılmaz bir parçası olması nedeniyle verimli olarak kullanılabilmesi amacına yönelik Ar-Ge (araştırma-geliştirme) çalışmaları her gecen gün artmakta ve bu enerji kaynağının yaygın olarak kullanılabilmesi çalışmalara devam edilmektedir.

Avantaj ve Dezavantajları

• Günes enerjisi temiz, yenilenebilir ve sürekli bir enerji kaynağıdır.
• Güneş enerjisi ile çalışan sistemler kolaylıkla taşınıp kurulabilir.
• Çevreyi kirletici atıkları olmayan, çevre dostu, gerektiğinde enerji ihtiyacına bağlı olarak kolayca değiştirilebilen sistemlerdir.
• Güneş enerjisinin, yakıt sorununun olmaması, işletme kolaylığı, mekanik yıpranma olmaması, modüler (degişebilir) olması, uzun yıllar sorunsuz olarak çalısması gibi üstünlükleri vardır.
• Günes pili, dayanıklı, güvenilir ve uzun ömürlüdür.
• Elektrik şebeke hattı bulunmayan ya da şebeke hattının götürülmesinin pahalı olduğu kırsal yörelerde güneş pillerinin kullanımı daha ekonomik olabilmektedir.
• Her ev, kendi enerjisini çatısına kurdugu güneş pilleri ile karşılayabilir. Böylece iletim ve enerjiyi taşıma maliyetleri ve kayıpları ortadan kalkar.

Güneş enerjisinin bütün bu avantajlarının yanısıra bazi dezavantajlari mevcuttur. Bunlar;

1- Güneş Pillerinin verimleri düşüktür (%15 civari),

2- Fotovoltaik pillerin üretim kaynaklı başlangıç ve tüketim maliyeti yüksektir, ancak teknolojik gelişmeler ile enerji giderek yaygınlaşmakta ve maliyette düşmektedir.

3- Kullanımın yaygınlaşması ile maliyetlerin daha da azalacağı beklenmektedir.

4- Kesintili bir kaynak olan güneş enerjisinin depolanma imkanları sınırlıdır. Depolama ünitelerinin bakımı ve ömürleri gibi dezavantajlar sistemin verimini düşürmekte ve enerjinin maliyetini artırmaktadır.

Yukarıda değindiğimiz olumsuzluklar, güneşten, suyun elektrolizi yoluyla hidrojen gazı üretimi biçiminde yararlanma yoluna gidilmektedir.

Kaynak: megep