Ana Sayfa
Yazarlar
Kategoriler
Sayılarımız
Künye
İletişim
 

 

 

SAYI : 76 Geri Tavsiye Et Yazdır


GÜNEŞ ENERJİSİNDE SON GELİŞMELER

Ümit Önel
Fizik Y.Mühendisi

1974 petrol krizinde aniden parlayan “yeni enerji” arayışları, çok da uzun olmayan bir müddetin sonunda unutuldu ve “Petrol”ün karşı gelinemez gücü yeniden egemen oldu. Bu parlayıp sönme döneminin içinde, belki de en ilginç gelişme, petrole ciddi bir rakip hatta alternatif olabilecek “Güneş Pillerinin” Petrol Tröstleri tarafın-dan ele alınarak, imal edilmesiydi.

Bu Tröst’ler: ellerindeki büyük parasal ve teknik imkan-ları seferber ederek, “Foto voltaik” Güneş panelleri veya daha yaygın ismiyle “Güneş pilleri”ni geliştirdiler, imal ettiler ve piyasaya sürdüler. Ancak o denli pahallı idiler ki, kimi meraklılar dışında, fazla satış şansı olanağı sağ-lanamadı. Bir süre sonra petrol fiyatları düşünce bu konu da hızla gündem dışına itiliverdi.

Pahallı olmaları ve doğru dürüst bir uygulama alanı bulamamaları, petrolcülerin startejisi miydi, yoksa masum’ muydular, bilemiyoruz. Biz bu yazımızda güneş enerji-sinden ülkemizin yararlanması gerektiğini düşünerek, son gelişmelere ilişkin bilgi vermek istiyoruz.

Altyapısı kurulmamış, elemanı yetişmemiş, kültürü oluş-mamış; “nükleer enerjiyi santraları”nı kurar, ne kadar mühendis, profesör, uzman, teknisyen, laborant hatta temizlikçi gerekliyse dışardan getirtiriz, ham maddesini ithal eder, atıkları zararsız duruma getirmek için dış ülkelere muhtaç oluruz, ne var ki, “Artık Türkiye’mizde de “Nükleer Santral” larımız var diye övünürüz. Oysa tutarlı enerji politikamızın temel unsurları olabilecek güneş ve rüzgar enerjilerimizi, bugüne kadar olduğu gibi ihmal eder, değerlendirmeyi bir yana bırakırız.

MTA’nın saptadığu 600 adet jeotermal kaynak çağlar durur, milyonlarca büyük ve küçük baş hayvan, köyle-rimizi tarlalarımızı neredeyse “Biogaz” cennetine çevirir, biz de enerji temin edeceğiz diye, kapı kapı dolaşır dururuz.

Bu konuyu siyasilerin masasına (gerekirse tartışabilmek kaydı ile usullacık) bırakıp, Türkiye’mizde de güneş enerjisinden nasıl yaralanacağımızı irdeleyelim.

Güneş’ten enerji edinmek için,”foto voltaik” ve “foto termik” gibi iki teknolojik olanak söz konusudur.

Foto Voltaikolarak adlandırılan teknoloji, Güneş ışınla-rına eşlik ettikleri var sayılan ve “foton” olarak adlan-dırılan son derece küçük partiküllerin; “yarı iletken” yü-zeylere çarptıklarında; enerjilerini, buradaki elektronlara aktarmaları esasına dayanır. İlave enerji kazanan elek-ron, molekül yapısının dışına fırladığında, hemen yakalayıp belli bir yere yönlendirebilirsek; “elektrik enerjisi” elde ederiz. Özel teknolojiyle imal edilen bu panellerin yapımında kullanılan ana madde silisyumdur.

Silisyum her yerde bol miktarda bulunan bir element’tir. Ne var ki doğada bulunduğu gibi kullanması mümkün değildir. Çok sayıda ve oldukça yüksek teknoloji isteyen süreçlerden geçirilerek saflaştırılır, değişik kristal yapı-larına dönüştürülür veya amorf olarak foto voltaik panel için elverişli duruma getirilir.

Silisyum’un dışında şu anda denenmekte olan değişik malzemeler ise, birleşik yarı İletkenler ve çoğunlukla ince film teknolojileri olarak; aşağıdaki başlıklar altında incelenmektedir:

1- Bakır-indium-Galyum-Selenyum (CIGS)
2- Bakır-Indiyum Sülfür (CIS)
3- Kadmiyum Tellür (CdTe)

4-Galyum, indiyum, germanyum, arsenik, fosfor, alümin-yum gibi elementler.

Şu andaki deneylere göre, göre, yukarıda sayılan maleme çiftlerini kullanılarak sonuçta elde edilen ve “wafer” adı verilen ince varaklar halindeki “Yarı İletken Hücre Grupları”nı, Güneş Paneli haline getirebilmek için birbirlerine lehimleyip, üstlerine ve altlarına; koruyucu, geçirgenliği yüksek, dış ortam şartlarına dayanıklı say-dam “laminat”larla kaplanması gerekecektir.

Bütün bu çabalardan sonra, elde edeceğiniz panel’in verimi, bugünkü koşullard %6 ile %18 arasında kalacaktır. Tüm Dünyada yüzlerce laboratuarda, binlerce araştırmacı, verimliliği %18’lerin üzerine çıkarma düşüyle ya-tıp kalkmaktadır.

Son olarak bundan birkaç ay evvel; Amerika’da bir üniversite %41,7, Almanya’da bir araştırma enstitüsü % 40,3’e ulaşıldığını bildirmişlerse de, bunlar “laboratuar şartlarında elde edilen neticelerdir, henüz sanayi’ye aktarılamamıştır.

Ülkemizde “Güneş paneli sanayi”ni kurmaya niyetlen-miş ve hatta bu konuda yatırım yapan girişimcilerimiz var. Duyumlarımıza göre henüz pek fazla olmayan grup-lar, ciddi düzeyde parasal güçlerini, bu konuya kanalize etmişlerdir. Ne var ki, küresel finansal krizin zorladığı koşullar altında, şu anda bu imalatı yapmakta olan üreticiler, (örneğin Çin’dekiler) yakında, tüm dünyanın inanamayacağı düşük fiyatlarla, piyasanın altını üstüne getirebilirler. İmalatını, Çin kaynaklarına dayandırarak, ucuza panel yapacağını hesaplayan, Türk girişimcilerinin düş kırıklığına uğramaları, zor durumda kalmaları olasıdır.

Durumu kısaca açıkladıktan sonra yapılacakları sırala-mak gerekirse:

1-Yurt dışı firmalarla “Anahtar Teslimi” anlaşmak yeri-ne, mümkün olduğu kadar az yatırım yaparak, Türkiye için hayati önemde olan tarım, seracılık, terörle mü-cadele, orman yangınlarını kontrol, meteoroloji istas-yonlarındaki “data loger” veya röle istasyonlarındaki enerji gereksinmesi gibi alanlarda yani elektrik temininde güçlükler olan yerler için, “foto voltaik” panellerin üreti-mini (ilk aşamada sadece montajını) ülkemizde gerçek-leştirmek,

2- Şehirlerde, yerleşim bölgelerinde veya lüks sitelerdeki sokak aydınlatmaları, trafik ışıklarında veya başka bir deyişle, interkonnekte sistem elekriğinin mevcut ve göreceli olarak bol olduğu yerlerde foto voltaik güneş panelleri kullanmaktan kaçınmak,

3- Konuyla ilgili araştırma yapmaya çalışan TUBİTAKdestekli bazı Üniversitelere yardımcı olmak, yeni yeni konuya sahip çıka gayreti içerisinde olan, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı ile Çevre Bakanlıklarının ilgili atılımlarında rol almak, Ülke dışında araştırma yapma olanağı olan veya bu araştırmaların içerisinde bulunan yurt-taşlarımızla ilişki kurmak, kısacası ilmin, teknolojinin ve gelişmelerin içinde, ortasında kalmaya çalışmak; çok bol ve hesapsız kullanıldığına inandığımız “paramızı” sokağa atmamak, gelişmiş ülkelere peşkeş çek-mek gibi bir yanlıştan uzak durmak.

Öte yandan güneş’ten “Foto Termik” yöntemiyle alınan ısı enerjisiyle, sıcak su, buhar, elektrik elde eden düze-neklerde verimlilik hemen hemen son aşamasına ulaş-mıştır. Bundan sonraki iyileştirmeler ancak % 1-2 ora-nında olabilir..

Foto Termik Konusunda şu ana kadar bilinen başlıca üç metot bulunmaktadır:

1-Consantrated Solar Power (CSP)
2-Solar Power Tower (SPT)
olar Power (CLFR)

Her üç yöntemde, tüm Dünyada giderek artan bir ivmeyle araştırmalar yapılmakta, dün hayal bile edilmeyen büyüklüklerde devasa plantasyonlar kurulmaya çalışılmaktadır. Örneğin, İspanyada her biri 50 MW gücünde üç güneş santralı kurulmuş bulunmaktadır. Bu sistemin kapladığı alan 1300 x 1500 m. yani 195 hektardır ve bu alan, yüksekliği 5,76 m ve boyu 12 metre 7488 adet “parabolik tekne” denilen enerji birimleriyle donatılmıştır. Güneş santralları olarak nite-leyecğimiz teknik deyimiyle “Parabolik Teknelerin” top-lam yüzölçümü 510.000 metre karedir. Sistemin maliyeti 300 milyon euro dolayındadırve kabaca 179 Gwh enerji üreteceği tahmin edilmektedir. Bu kadar enerji ile 100.000 evin 25 senelik ihtiyacının karşılanacağı hesaplanmaktadır.

Diğer taraftan unutulmamalıdır ki bu sistem, İspanyanın, yılda 2000-2200 Kwh/m² güneş enerjisi alabilen “Kata-lonya” bölgesinde kurulmuştur. Türkiye’de en çok Güneş enerjisi alan güney bölgelerimizde bu olanak 1750-1850 Kwh/m² dolayındadır. İspanyadaki güneş şiddetinden düşük olmakla birlikte, güney bölgelerimizde, bu pren-siple çalışacak sistemler kurulabilir (Kurulmalıdır) ve bunlar akıllıca ve “Bilim”le yapılırlarsa son derece kârlı yatırımlar olabilirler.

Türkiye’nin Güneş haritası incelendiğinde, Güney bölgelerimizin en şanslı konumda olduğu görülmektedir. Söz konusu yerler Türkiye’nin turistik yerleridir ve çok sayıda turistik tesis bulunmaktadır. Bu tesislerin hem ısınma hem de soğutma ihtiyaçları vardır ve bu sebeple harcadıkları elektrik ve doğalgaz faturaları oldukça kabarıktır. Bu giderlerin güneş enerjisiyle en aza indirilmesi olanağı vardır.

Ülkemizin güneş haritası.Ne yazık ki güneş enerjinin en varlıklı
bölgemiz bu doğal enerjiden yoksun bırakılmaktadır.

Güneş enerjisi buralar için ideal çözümler olarak gözüküyorsa da ara ara esiveren çok şiddetli rüzgârlar, CSP veya STP teknolojileri için ciddi bir tehdit oluş-turmaktadır. Her iki tür sistemde ani rüzgâr yüklerine dayanabilecek konstrüksiyonlar imal etme mecburiyeti, maliyetleri yükseltecektir. En pahalı enerji olmayan enerji olduğuna göre, gene de uygulanması dışalım ener-jisinden daha ekonomik olabilir. CSP daha küçük ölçek-lerde düşünüldüğünde, akla ilk gelen; konutlarda sıcak su gereksinimi için uygun çözüm olarak görünmektedir. İl akla gelen köylerde, pestil, pekmez, sabun, çamaşır yıkamak, yemek pişirmek için güneş enerjisi niçin kullanılması?

Son olarak; Muğla, Sabancı, ODTÜ, 19 Mayıs, Ege Üni-versitesi gibi bilim kurumları, Çevre ve Orman Bakanlığı ve Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığının gözetiminde “İklim Dostu Üniversite yerleşkeleri” konulu TUBİTAK projesinin hazırlığına başlamışlardır

Muğla Üniversitesi; Foto Voltaik ve Foto Termik me-totlarla, Güneş Enerjisi üretme konusunu üstlenmiş bulunmaktadır. Alınacak sonuçların ülkemize sayısız yararlar sağlamasını umuyor ve diliyoruz.

Sonuç olarak, Güneş enerjisi ile, dışarıdan teknoloji ithal etmeden, sadece Türkiye’nin kendi imkânları, makine parkı ve mevcut sanayi ile, oldukça bol enerji elde ede-bilmemiz olanaklıdır. Yurt dışından gelmesi kaçınılmaz olan “Buhar Türbinleri”, bazı ufak tefek elektronik komponentler, ve ölçü aletleri dışında, en kârlı olabile-ceğimiz konulardan birisi “güneş enerjisidir”

***

Fizik Y. Mühendisi Ümit Önel, güneş enerjisinden yararlanılmasına ilişkin araştırmasını, Türkiye Sorunları kitap dizinin 33. sayısında 8 yıl önce yayımladığımızı anım-sayacaktır. Bu kez, kendisinden bizi teknik açıdan bilgilendirmesini rica ettik. Gönderdiği yazıyı, kimi teknik bilgileri anlayacağımız dile çevirerek okuyucu-larımızla paylaşmaya ve de ayrıca doğanın ülkemize bağışladığı bu enerji kaynağının “devlet politikası”olarak özümsenme-sine yardımcı olabilmeyi amaçladık. Enerji darboğazını aşmak için, akarsularımızı ovalarından alıp, tarım sektörünü zarara uğratmak yerine, güneşin sadece sırtı-mızı ısıtmasıyla niçin yetinelim. Bu anlayışı kamu sek-törünün ve özellikle Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakan-lığının kabul etmesi en içtenlikli dileğimizdir. O nedenle de Ümit Önel’e teşekkürü borç biliyoruz.

Ümit Önel, uygulamalı fizik alanında, ülkemizin yetiş-tirdiği ender kişilerden biridir. Kendisini yakından tanıma şansım oldu. Ülkemizde ilk kez, güneşe ilişkin kimi parametreleri ölçmek, güneş takip sistemini geliştirmek, hem de ortaya faydalı bir model çıkarmak maksadı ile 2008 yılında paraboloit imal etmiş ve Muğla Üniversitesine bağışlamıştır. Şekilde onun tek başına ürettiği paraboloit’i görüyorsunuz.

Şekilden de anlaşılacağı gibi, bu düzenek; hem yatay hem de düşey eksendeki kesitleri parabol’dür. Aynaları taşıyan iskelet; Güneşi, hem azimut hem de zenit açı-larını da takip eder. Kumanda kutusundaki elektronik belleğin yardımıyla, otomatik olarak, güneşi her an yakalar ve onun gönderdiği enerjiyi ısı enerjisine çevirir

.

Ümit Önel’in geliştirdiği bu paraboloit Yüksekliği:
2.80 m,.genişliği 1.80 m. ve 26.4 kwh/gün
elektrik üretim kapasitesindedir.

Ümit ÖNEL; bu düzeneği imal ederken kazandığı bilgi ve tecrübeyi, şimdi de “Parabolik Tekne” adı verilen ve bütün Dünya’da buhar ve elektrik elde etmek için kullanılan, çok daha büyük sistemler üzerinde tatbik etmenin hazırlığı içerisindedir.

Daha sonra Avustralyada, Belçika’da, Amerika/Texas’ta ve daha pek çok yerde “Compact Lineer Frensel Reflectors” (CLFR) olarak adlandırılan ve yatay parabollerden meydana gelen bir sistemi kurmaya çalışacaktır. Bunların boyları 600 ~ 1000 m enleri 16 ~ 24 m arasında olup, sistemden üretilen MW’lar düzeyindeki elektrik maliyetinin Kwh başına 0,044 US$ olacağı hesaplanmaktadır. Yani, 0,079 TL /Kwh

Dünya’da hızla yayılmakta olan bu sistemin ülkemizde uygulama alanı bulabileceği pek çok yer bulunmaktadır.

 

   alinejat@olcen.net Tasarım ve Programlama Pusulanet  
webmail