Fotovoltaik Sistemler ve Teknolojik Gelişmeler

Güneş hücresinin, PV sistemlerde güneş ışığını doğru akıma dönüştüren en küçük birim olduğu belirtilmiŞtir. Güneş hücreleri seri ve/veya paralel bağlanarak PV modülünü oluŞturduğu belirtilmiştir. PV modüllerin seri-paralel birleştirilmesi ile de istenilen akım, gerilim ve güç elde edilebildiğini vurgulamıŞlardır (Almaktar ve ark., 2012; Turhan ve ark., 2012).

PV paneli, panel yapısındaki yarı iletken malzemeye bağlı olarak güneş enerjisini %6-20 verimle elektrik enerjisine dönüştürdüğü belirtilmiştir. Düşük verimliliğe sahip PV panellerin verimine etki eden birçok faktörün yer aldığı açıklanmıştır. Bunlar; panel eğim açısı, gölgelenme, tozlanma, güneş ışınım şiddeti, sıcaklık ve diğer kayıplar olarak gösterilmektedir (Irwanto ve ark., 2014; Bhol ve ark., 2015).

Temperlenmiş anti reflektif cam, güneş hücreleri, etilen vinil asetat (EVA) ve backsheetin lamine edilmesi ile her türlü iklim şartında çalışşabilecek ultraviyole (Morötesi UV) ışınlardan korumalı paneller elde edilerek bu paneller özel alüminyum profillerle çerçevelenerek kullanıma hazır hale getirildiği belirtilmiştir. PV Panellerinde kullanılan hücrelerin hammaddesinin silisyum olduğu, en çok bulunan biçimi kum ve kuartz olduğu ifade edilmiştir. Kuartzın %90’ı silisyum olduğu, Kuartz işlenerek %99 silika elde edildiği belirtilmiştir. Silisyum elektriksel, optiksel ve yapısal özelliklerinin uzun sure değişmemesi ve silisyum üretim teknolojisinde elde edilen büyük başarılar bu malzemenin en popüler malzeme olarak öne çıkmasını sağladığı belirtilmiştir. Monokristal silisyum malzeme, PV üretiminde yüksek verim için kullanılan malzemelerden biri olmakla birlikte, üretim maliyetinin yüksek olması bu alanda değişik seçenek olarak polikristalli malzemenin geniş ölçekte kullanılmasına neden olduğu belirtilmiŞtir. şekil 2.15’de PV panelin elde edilmesi iŞlem süreci görülmektedir (e-solarworld, 2017).

PV’lerin tekno-ekonomik ömürleri 20-30 yıl gibi bir zaman kabul görmekte ve finansal analizlerde buna göre hesaplanmaktadır. PV’lerin Tekno-ekonomik ömürleri süresince verimliliklerindeki küçük farklılıkların kümülatif olarak etkisi önemli miktarlara çıktığı ifade edilmektedir (Kaltschmitt ve ark., 2007; Nrel, 2017).

PV panelinin kullanıma hazır duruma getirilme aşamaları; 7 ünite malzemeden (çerçeve, cam, eva folye, hücre, eva folye, tedlar folye ve bağlantı kutusu) oluŞmaktadır. PV panelinin kullanılabilir durumu şekil 2.16’da verilmiştir (Greentechlead, 2017).

Nrel (2017)’ raporuna göre, çatılardaki PV sistemleri için enerji sistemleri bedeli geri ödeme tahminleri 1-4 yıl olarak hesaplandığı vurgulanmıŞtır. Mevcut polikristal PV modülleri kullanan sistemler için 4 yıl, ince film modülleri için 3 yıl, gelecekteki çoklu kristalli modüller için 2 yıl ve yine gelecekteki ince film modülleri için 1 yıl geri ödeme süresi hesaplandığı belirtilmiŞtir. 1 ila 4 yıl içinde enerji sistemleri bedeli geri ödemeleri ve %87-97 verim ile 30 yıllık ömür beklentileri varsayılarak enerji sağlayan PV sistemleri, kirlilik, sera gazları vb. kaynakların tükenmesi gibi olumsuzluklara meydan vermedikleri ifade edilmiştir. Aynı çalıŞmada, ABD ve Japon araŞtırmacıların yaptıkları çalıŞmalarda gelecek 10 yıl içinde PV teknolojilerinde ciddi sonuçlar elde edeceklerini belirtilmektedir. Verimin %14 olması durumunda bile 2-4 yıl içinde gelecekte geri ödeme süresini azaltmak 44 amacıyla PV’lerin silikon teknolojileri geliŞtirme ve alüminyum çerçeveden arındırılması konusunda çalıŞılmaların yapıldığı ifade edilmektedir.

Alfonso (2014)’un fotovoltaiklerin teknolojileri ile ilgili yaptığı çalıŞmaya göre fotovoltaiklerin geri ödeme süresinin 7 yıldan aŞağıya çekilmesi için ayrıca tipik bir panelin yıllık kaybı %0.5’in altına düŞürülmesi için çalıŞmalar yapılmaktadır. 5 farklı (monokristal, polikristal, amorf, CdTe ve CIS/CIGS) PV teknolojisi için verimliliklerinin %10-50 arasında artırılmasına yönelik ve dolaysıyla 1 kWp için gerekli alanın azaltılması, sıcaklığa toleransının artırılması ve de birim maliyetlerin modül baŞına azaltılması gibi sürdürülebilir ve potansiyel verim için maliyetlerin Watt baŞına 0.15 $ olması için çalıŞmalar yapılmakta olduğu belirtilmiŞtir.

Bir cevap yazın