Ana Sayfa
Yazarlar
Kategoriler
Sayılarımız
Künye
İletişim
 

 

 

SAYI : 33 Geri Tavsiye Et Yazdır


.

GÜNEŞ'TEN GELEN ENERJİ

Ümit Önal
Fizik Y.Müh .

1.Güneşn Enerji Potansiyeli.

Türkiye'de güneş enerjisinin elektrik üretimine dönüştürülmesinin en geniş uygulama alanı kuşkusuz tarım sektörü olabilir. Bugün başta ABD olmak üzere güneşten ve rüzgardan milyonlarca kw elektrik enerjisi üretilmektedir. Örneğin Avrupada ve özellikle Baltık ülkelerinde üretilen elektrik enerjisinin % 30'u rüzgar gücünden sağlanmaktadır. Kuveyt ,dünyanın petrolü tükenmeye yüz tuttuğunda, güneş enerjisinden elde edeceği hidrojeni yakıt olarak kullanmak ve satabilmek için ABD üniversiteleri ile yıllarca önce başlattığı araştırma projelerine milyonlarca dolar harcamaktadır.

Güneş her saniye, 4 milyon ton "güneş maddesi"ni ışık enerjisine dönüştürmekte. İngiliz bilim adamı Stephan Hawkin'in son derece ayrıntılı biçimde incelemeye çalıştığı evrenin, henüz tam olarak anlayamadığımız yapısının biçimlendiği, büyük patlama (big bang) dan bu yana geçen milyonlarca yıl boyunca her saniye başına kitlesinden 4 milyon ton yitiren güneşimizin,daha kaç yıl ışık vermeyi sürdüreceğini bilen yoktur. Bu tür tahminlere göre güneşin daha birkaç bin yıl aynı performansla bize ışık göndereceğini söylemek olanaklı görünmektedir. Bu olağanüstü enerji kaynağı,yer küremizdeki yaşamın varoluş nedenidir ve uzaya yaydığı ışığın sadece 2 milyarda biri dünyamıza isabet etmekte. Gelen enerjinin birim yüzeye düşen ölçüsü "güneş sabitesi" (güneş katsayısı) adını alır ve yaklaşık 1353 watt/m2dır. Güneşteki patlamalar ve arada sırada meydana geldiğini gözlemlediğimiz lekeler nedeniyle bu katsayı art-eksi % 2-2.5 dolayında değişmektedir .

Dünyamıza gelen güneş enerjisi,saniye başına 30 milyar kwh düzeyindedir. Basit bir karşılaştırma yapmak gerekirse,her saniye başına gelen enerji,dünyada kullanılmakta olan odun,kömür,doğal-gaz, termik, hidrolik enerjilerin 5 yıllık toplamından bile fazladır. Başka bir deyişle,uygarlığımızın 5 yılda ürettiği enerjiyi,güneş bize her saniyede göndermektedir.

Güneşten gelen ışınların dalga boyları çok değişiktir. Asıl ısı taşıyan ışınların dalga boyları 0.3-3.0 mikton arasında değişir. De Broglie'nine ünlü kuramına göre,her dalga hareketine bir partikül (parçacık) veya hareket eden her parçacığa bir dalga eşlik eder. Güneşten gelen ışınlar da atmosferde su buharı ve toz zerrecikleri tarafından yutulur ya da saçılır. Bu yutulma ve saçılma,gelen ışınların atmosferde kat ettiği mesafe ile orantılıdır. Bu mesafe,o noktanın deniz düzeyinden yüksekliği ile ilgili olduğu kadar gelen ışınların atmosfer tabakasına gelme açısı ile de değişiklik gös-termektedir.

Doğal ki gelen enerjinin dünya üzerindeki herhangi bir noktadaki değeri,bulutluluk,rüzgarlar,denizden yükseklik, güneşle sistem arası-na belli zamanlarda düşen gölgeler,havanın kirliliği vb. nedenlerle değişmektedir.

Tüm bu faktörlere rağmen güneş enerjisi dünyanın pek çok yerinde inanılmaz boyutlarda kullanılmaktadır. Ancak burada hemen işaret etmekte yarar var ki,bu sistem iki yerde son derece ekonomiktir:

1. Ulusal boyutta kullanılmakta olan elektrik enerjisini takviye etmek amacıyla çok büyük plantasyonlar halinde ve
2.Kişisel ölçekte ulusal şebekenin bulunmadığı ya da getirilmesinin çok pahalı olduğu yerlerde
Güneşten elektrik üreten sistemlerin maliyeti yaklaşık watt başına 2-2.5 US$ dolayındadır. Aynı enerji miktarı jeneratör üretildiğinde maliyet yaklaşık kw başına 1 US$ dır buna karşın işletme giderleri yüksektir. Güneş enerjisi ile çalışan sistemde yakıt giderleri söz konusu değil.
3. Kullanılan fotovoltaik güneş panelleri için imalatçı firmalar 25 yıl garanti süresi tanımaktadır.
4. Gelen ışınları elektrik enerjisine dönüştürmekte kullanılan elektronik cihazlar genellikle sorun çıkarmak,çünkü bunlarda dön-me,sürtünme veya aşınma söz konusu değildir.
5. Enerjiyi regüle etmek ya da gerektiği zaman kullanmak üzere saklayıcı akümülatörler ise 5-10 yıl gibi uzun bir ömre sahiptir ve sistem içindeki maliyetleri ise son derece düşüktür
6. Jeneratörle elektrik üretiminde karşılaşılan arızalar, yakıt edinmekteki güçlükler,arızalanan ya da değiştirilen parçaların yükselen fiyatları,gürültü ve çevre kirliliği türündeki olumsuz etkileri bilinmektedir.
7. Buna karşın,jeneratörler her istendiğinde çalıştırılabilir. Güneş sistemleri ise,sadece güneş olduğu mevsimlerde yararlı olabilir. Zaten en elverişli kullanım alanı tarım sektörüdür. Çünkü suya yani elektriğe az gereksinim olan yaz mevsiminde güneş zaten vardır.

2.Sistemin Tanımı.

Güneş enerjisinden elektrik elde edecek sistem

1.Fotovoltaik güneş panelleri,
2.Elektronik regülasyon (düzenleme) araçları,
3.DC-AC adaptörleri.

Burada,fotovoltaik paneller ileri teknoloji ürünleridir ve henüz yurdumuzda üretilmemektedir ama üretilebilir.
Fotovoltaik güneş pilleri genel olarak silikon yarı iletken iki tabaka,karşılıklı olarak yerleştirilerek yapılandırılır ve bu tabakalardan biri negatif ve ötekisi pozitif niteliklidir. Üzerlerine güneşin ışınları düştüğünde,bu ışınlara eşlik eden "foton" parçacıkları negatif plakadan elektronlar kopmasına neden olur. Kopan elektronlar, güneş panelinin dış devresi üzerinden dolaşarak pozitif panele gelir ve DC akımını meydana getirirler.

Ülkemizde bu sistem geniş çapta uygulama alanı buluncaya kadar yurt dışından dışalımı gerekecektir. Geniş çapta uygulama alanı yaratılmadıkça yurt içinde üretilmesi ekonomik olmayacak,çünkü bu teknolojinin hem oldukça yüksek bir mali güce ve hem da dünya üzerindeki yeniliklere ayak uyduracak teknik desteğe gereksinim vardır. Yerli üretimim ekonomik oluşu,sistemin yaygınlaşması ve talebin belli bir düzeye çıkmasıyla olanaklıdır..

Bu paneller,açık ortamlarda çalıştıkları için, korozyona,rüzgara, sıcaklık farklarına dayanıklı olmak durumundadır. Bu anaçla ön yüzünde takviye edilmiş özel cam, arka yüzünde ise düralüminyum içerikli metaller kullanılmaktadır.

Çeşitli en ve boyda ve aynı zamanda çeşitli watt değerlerinde elektrik üreten modeller geliştirilmiştir. Bu özellikler zaten pek az olan üreticilere göre değişmektedir. Çeşitli güçteki paneller,bu yazının amacını aşan ve pek çok parametrelerin rol oynadığı hesaplama yöntemleri ile belli diziler halinde bir araya getirilip monte edilerek, istenen elektrik gücüne ulaşılması olanaklıdır. Bu gücün üst sınırı yoktur,ABD'de California ve Salt Lake City'de yapılan uygulamalarda (plantasyonlarda) milyonlarca hwh enerji üretilmektedir.

Yurdumuzda uygulanması için sunmaya çalıştığımız modelde kullanılacak güneş panelleri ithal edilmektedir. Zaten elektrik üret-mek için kullanmakta olduğumuz her şey dışalım malı olduğu için ortada yadırganacak bir durum yoktur.

Önemli olan bu panellerin nasıl kullanılacağını tartışmaya açmak ve ülkemizin koşullarına göre en doğru tercihi yaparak işe girişmektir.

Meteoroloji Genel Müdürlüğünün 40 yıl süren gözlemleri sonucunda yayımladığı bültenlerde,güneş ışığının şiddeti ile ilgili bulgu yoksa da bununla bağdaştırılabilecek "gün boyu ısı ortalamaları" adlı ölçü dizileri yer almaktadır. Buna göre hesapladığımız günlük toplam güneş enerjisi değerleri,gerek Türkiye'de ve gerek dünya bilim çevrelerinde yayımlanan güneş haritalarındaki değerlere oldukça yakındır. Dolayısıyla sunduğumuz çözümde bu değer dizileri kullanılabilecektir.

Meteoroloji Genel Müdürlüğünün bültenlerindeki değerlere göre,Ankara,Nisan-Eylül arasındaki yaz boyunca elde edilecek enerji ortalaması 13.5 kwh/kollektör düzeyindedir. Ekim-Mart arasında kış ayları boyunca bu değer her ne kadar 7.1 kwh/kollektör değerine iniyorsa da yine de Ankara'da azımsanmayacak bir enerji potansi-yelinin varlığından söz edilebilir.

Ülkemizde su ısıtmak amacıyla kullanılmakta olan güneş kollektörleri,hiçbir biçimde dünya standartlarına uymamak-tadır. Hiçbir şekilde rantabl veya feasible değildirler. Buna rağmen genel olarak sadece yaz aylarında ve kısıtlı amaçlarla kullanıldıkları için bir bakıma işe yarıyormuş gibidirler.

Fotovoltaik güneş panelleri ise,dünya standartlarındadır,teorik verimin sadece % 1-2 arasında enerji sapma söz konusudur.

Sulama konusunda,kişiler,kooperatifler veya firmalar bazında önemli bir alternatif enerji kaynağı olduğu için, buna ilişkin girişimlerin kredi yoluyla desteklendirilmesi,özendirilmesi ve devletin enerji politikası içinde yerini almasında büyük yararlar vardır.

3.Tarım Alanında Uygulama.

Ülkemizde tarımda sulama yöntemleri dededen kalma alışkanlıklarla sürdürülür. Oysa dünyanın bu alanda ulaştığı en verimli yöntemleri tanımak, uygulamak gerekir. Çünkü,her konuda olduğu gibi tarımsal ürünler konusunda da hüküm sürmekte olan rekabet nedeniyle Pazar payımızın azalması kaçınılmaz biçimde ortaya çıkıyor. Oysa ülkemizin tarımsal potansiyelini artırmak ve besin değeri yüksek,aynı çapta,aynı boyutta ,tat ve lezzette,hormonsuz ürünler yetiştirmek zorundayız. Artık tüm dünya "salma" sulama olayını bırakmıştır. Çünkü:

1.Araziye boca edilen suyun yaklaşık % 40' buharlaşmakta ve tam anlamıyla kaybolmaktadır.

2.Arta kalan su,toprak tarafından emilmekte ve yerin daha derin katlarına sızmaktadır,böylelikle bitki köklerine ulaşan su oranı % 10 dolayındadır.

3.Verilen bol su,topraktaki mineralleri eritip çözmekte,derinlere sürüklemekte ve bitkinin bu minerallerden yararlanması önlen-mektedir.

Araziye salınan bol su için kullanılan elektrik enerjisi o denli fazladır ki,enterkonnekte sistemden beslenerek su çıkaran yerlerde TEAŞ tarafından alınması gereken fatura bedelleri tahsil edilememekte şikayetlere konu olmaktadır.

Suyun ne şekilde kullanılması gerektiği bu konuyla uğraşanların büyük bölümü tarafından yeterince bilinmemektedir.

Ülkemizde var olan tarım birlikleri veya ziraat odalarındaki yetkililer,yeteneksiz ve tembeldirler. Yeniliklere meraklı değil-dirler. Araştırma, öğrenme ve öğretme coşkularını yitirmişlerdir. Görevlerinin bunlar olduğunu unutmuş gibidirler.

"Damlama","sızdırma" ya da"yağmurlama" yöntemleri kullanıldığında::

1. Kullanılan yeterli su miktarı en aza inmektedir.
2. Harcanan su azaldığı için elektrik enerjisinden önemli ölçüde tasarruf söz konusudur.
3. Yetiştirilen ürünlerin dünya standartlarına uyumu kolaylaşacak ve pazar değerleri artacaktır.
4. İlaç,gübre,vitamin miktarları inanılmaz ölçüde azalırken ürünlerin tamamı aynı yetişme aşamasında kusursuz beslenebilecektir.
5. Bakteriler,mineral tuzlar toprakta kaldığı için bitkilerin beslenme değeri yükselecektir.
6. Kanal,hark açma ya da kanalet gibi yatırımlar ortadan kalkacağı ve işçilikler azalacağı
için
DSİ Genel Müdürlüğüne egemen olan düşünceye göre 15 lt/sn den az su çıkarılan kuyuda su yok demektir. Bu ifade bizzat Yer altı Sular Dairesi Başkanına aittir.15 lt/sn,günde 1296 ton su demektir.Bu kadar su ile 5-10 dekar arazide sulu tarım yapılır.

Bunun anlamı şudur: Arazisi bir futbol alanı kadar olan ve içinde 15 lt/sn debisinde kuyusu bulunan işletmeye DSİ tarafından proje üretilmesi tercih edilmemektedir.

Arazisi onlarca futbol alanı kadar olup ta söz gelimi 150 lt/sn su debisi olan kuyu için DSİ proje hazırlayacak ve TEAŞ tarafından da elektrik enerjisi sağlanacak tır.Ancak,acaba bu iş için fotovoltaik paneller kullanılsa ne kadar ekonomk yarar sağlanır konusu kimseyi ilgilendir-memektedir.. Oysa şu sorular söz konusu olmalı ve yanıtları bulun-malıdır:

Ne tip tarım yapılacaktır ne tür bitkiler yetiştirilecek,ne kadar arazi mevcut,yılın hangi aylarında ne miktar suya gereksinim var,su hangi derinlikten çıkıyor,debisi ne kadardır,kaç kuyu mevcut,sulama gece mi gündüz mü yapılacak,enterkonnekte şebekeye arazinin uzaklığı ne kadar,güneşli gün sayısı ile güneş katsayısı ne düzeyde,gübre-leme, çapalama,ilaçlama ve zararla mücadele konusundaki program nedir, kaç kişi çalıştırılacak,arazinin genişlemesi olası mı?Tüm bu soruların yanıtları hangi seçeneğin daha ekonomik ve elverişli olduğunu saptamaya yarayacaktır.

Çeşitli amaçlar ve yöreler için yaptığımız karşılaştırmalı çalışmalar herkesi şaşırtacak sonuçlar vermiştir. Ama asıl bizi şaşırtan herhangi bir araştırma yapmadan,bu seçeneklere sıcak bakmadıklarını belirten kimseler daha doğrusu kamu işletmelerindeki yetkili kişilerin tutumları olmuştur.

4.Sonuç.

Güneş enerjisini kendine özgü teknolojisini ithal ederek, fotovoltaik paneller sistemiyle yerüstü ve yer altı doğal kaynaklardan üretilen enerjinin daha az bir bölümünün tüketilmesine neden olacağı için olası darboğazların giderilmesinde önemli bir seçenektir.

Bunun için kamu sektörünün projeyi benimsemesi ve uygulama için yetkilendirilmesi gerekir. Bürokratik uyuşuk-luğun giderilmesi gere-kir. Bu bağlamda en önemli görev Tarım Bakanlığına düşmektedir.

Üniversitelerimiz bu teknolojiye ilgi duymalı ve TUBİTAK ise araş-tırma programına almalıdır.

Nükleer santralın gereksizliğini ortaya çıkaracak olan alternatif enerji kaynağı olarak güneşten yaralanma seçeneği göz ardı edilmemelidir. Devletin,belli,açık ve optimal enerji politikalarını saptaması ve güneş enerjisine o politika içinde gereken yerin verilmesini zorunlu görmekteyiz.

21.yüzuılın dünyası güneş enerjisinde yararlanırken, enerjisinden Türkiye'nin bu gelişimin dışında kalması düşünülemez.Güneş ışınlarının çok az uğradığı batı ülkeleri bu son derece ekonomik olan enerjisin güneşden yararlanmayı amaçlarken,Türkiye gibi güneşin olağanüstü cömert davrandığı bir ülke ona sırtını dönemez.

 

   alinejat@olcen.net Tasarım ve Programlama Pusulanet  
webmail