Güneş Panelleri
- 23 Ağu 2024
- 3 dakikada okunur
Yenilenen enerji kaynakları arasında oldukça büyük bir öneme sahip olan güneş panellerinin kullanım sayısı ve kullanıldıkları alanlar gün geçtikçe artmaktadır. Peki, alışılagelmiş yöntemlerden farklı olan bu sistemin çalışma mantığı nedir?
Kısaca söylemek gerekirse güneş panellerindeki Güneş hücreleri Güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirmektedir. Çevirmektedir fakat bu tabii ki en yüksek oranlarda değildir. Ortalama bir güneş paneli güneş enerjisinin yaklaşık yüzde 22’sini elektriğe dönüştürebilir.
Güneş panellerinin elektrik üretme mantığına geçmeden önce evrenimizin yapı taşları olan atomları ve onların elektronlarını bilmemiz gerekir. Bir atomda proton, nötron ve elektron vardır. Proton ve nötron çekirdekte yer almaktadırlar ve elektronlar çekirdek tarafından çekilir. Her atomun genel olarak belli bir miktar elektronu vardır. Siz bir atomun elektronunu uyardığınızda veya atoma elektron verdiğinizde eğer taşıyamazsa bu elektronu salar. Bu elektron başka atomun çekim kuvvetine girer ve o da bir sonrakine atar. Bu işlem tekrarlandıkça elektrik oluşur. Yani elektrik elle tutulan bir şey değil, bir rüzgar gibi hareketliliktir. Sadece yaptığımız işe yarayacak yerlerde kullanmaktır. Yine rüzgardan örnek verecek olursak, rüzgar eser ve bizi serinletir ama ne rüzgardan bir şey eksilir ne de biz hava pompalarız.
Bir güneş paneli hücresi bazı bölümlerden ve önemli maddelerden oluşur: silisyum (Si,14) , bor (B,5), fosfor (P,15) ; cam, yansıma önleyici yüzey, ızgara yüzey, n ve p tipi tabakalar ve metal tabaka.
N tipi bölümünde silisyum ve fosfor bağlar yapar. Silisyum ile fosforun bağı sonucu ortam elektron vermeye müsait olur (elektronların daha serbest olduğu yer).Bu olay silisyumun son katmanında 4, fosforun ise 5 elektronu olmasından kaynaklıdır.
P tipi bölümünde ise silisyum ile bor bağ yapar. Bu bağın sonucunda ortam elektron almaya müsait olur çünkü silisyumun 4, borun 3 elektronu bulunur son katmanında.
P ve N tipi katmanlar birleştirilince ortada doğal bariyer (denge durumu) oluşur. Bu bariyer oluştuktan sonra elektronlar N bölgesinden P bölgesine gidemezler. Çünkü ilk etkileşimde tam da düşündüğümüz gibi ortadaki borlara elektron gelmiştir yani ortadaki bor atomları negatif yüklü olmuşlardır. Ortadaki bor atomları negatif yüklü olduğundan diğer gelen elektronlara itme kuvveti uygular.
Bu iki katman arasında elektron geçişi ancak enerji verildiğinde olur yani o da bizim konumuz olan Güneş enerjisidir.
Camdan başlamak gerekirse tahmin edeceğiniz gibi yağmur yağması, katı cisimlerin zedelemesi gibi durumlara karşı önlem almak için konulmuştur.
Yansıma önleyici yüzey saydamdır. Eğer siyah olsaydı hücreyi ısıtır ve elektrik alamazdınız. Doğru oranlar tutturulduğunda yansıyan ışının çoğu kaybolur.
Metal tabakalardan üretilen elektrik taşınır . Üst taraftaki eğer ızgara gibi olmak yerine tamamen alttaki gibi kapalı olsaydı içinden ışık geçmezdi. Bu durumda enerjiden elektrik üretemezdik.
N ve P. Evet çoğu gitti azı kaldı. Bu iki katman arasında denge durumundan kaynaklı doğal bariyer oluştuğundan dolayı N bölümünden P bölümüne elektron geçemeyeceğini belirtmiştik. Güneş hücremizi ışığa tuttuğumuzda gelen ışık ışınları N bölümündeki elektronları uyararak yukarıdaki ızgara metale gitmelerini sağlar. Metale bağlayacağınız kablolar ile elektriği taşıyarak devreler oluşturabilirsiniz fakat unutulmamalıdır ki her alet bir Güneş hücresiyle çalışamaz çünkü tek başına ürettiği yaklaşık 0,5 volttur. Zaten yüksek elektrik gerektiren işler için kurulan güneş panelleri bir sürü güneş hücresinden oluşur. Böylelikle çevremizi koruyarak enerji elektrik üretmiş oluruz.
Günümüzde Yapılan Çalışmalar ve Kullanım Yerleri
Son yıllarda saydam güneş panelleri gibi fikirler için çalışmalar yapılmaktadır. Amerika’da bulunan Michigan Eyalet Üniversitesi yayınladığı bir videoda bunun olabildiğini göstermiştir. Bu saydam güneş panelleri sayesinde araba camlarında, upuzun camlı gökdelenlerde ya da aklınıza gelebilecek yerleri bir enerji çiftliğine dönüştürebiliriz. Bunun güzel yanlarından biri de gerçek camı görüntü bakımından aratmamasıdır. Bir gökdelene bakan kişi oradakinin cam olup olmadığını ayırt edemeyecektir. Üzerinden yeniden geçmekte fayda var, bu çalışmaların verimliliği klasik tarzdakiler kadar fazla değil ama unutmayalım ilk bilgisayarın da verimliliği şimdikiler kadar fazla değildi.
Kaynakça:
Nihat Memduh ARSLAN
Comments