Karşılaştırma yapmak istediğiniz sektörü seçin!
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemlerinde güneş panelleri, ışınları bir odak noktasında toplayan haraketli (heliostat) yansıtıcılardır. Fotovoltaik sistemlerde ise güneş panelleri, güneş ışınlarının elektronları harakete geçirerek direkt akım oluşturan panellerdir.
Güneş panelleri, güneş enerjisinden elektrik üretimi santrallerinin en önemli unsurudur. Güneş ışınları, güneş panelleri tarafından toplanır ve santralin diğer unsurlarına iletilerek elektrik enerjisi elde edilir.
Fotovoltaik güneş panelleri yarı iletken materyallerden üretilir. Güneş paneli çeşitleri üç grupta sınıflandırılabilir.
| Panel Çeşidi | Avantajları | Dezavantajları |
|---|---|---|
| Monokristal | Yüksek verimlilik Estetik Yüksek performans | Yüksek maliyet |
| Polikristal | Düşük maliyet | Düşük performans ve verim |
| İnce Film | Taşınabilir Hafif Estetik | En düşük verimlilik ve performans |
Güneş paneli pili, güneş pilinin içine akım için kullanılmak üzere metal kabloların yerleştirilmesi ile yapılır.
Güneş paneli pili, güneşten gelen ışınların güneş paneli içindeki elektronları harekete geçirmesi, elektronların harekete geçmesi ile protonların ayrılması ve bu şekilde elektrik akımının ortaya çıkması ve bu akımın kablolardan geçmesi ile oluşur.
Güneş paneli hesaplaması yapmak için en azından aşağıdaki faktörlerin bilinmesi gereklidir:
Güneş paneli hesaplaması yapmak için farklı faktörler de etkili olsa da bu üç madde en önemli etkenlerdir. Bu etkenler güneş paneli hesaplamasının %75’ini oluşturur. Diğer faktörleri göz ardı ederek güneş paneli elektrik hesaplama şu şekilde yapılır:
Güneş panelinin gücü (Watt) x Ortalama Güneşlenme Süresi (Saat) x 0,75
Evin ya da iş yerinin toplam elektrik ihtiyacının tespiti elektrik faturasını kontrol ederek yapılabilir. Ancak elektrik faturaları üzerinde yalnızca üç zamanlı elektrik tüketim bilgisi bulunduğundan bu ev ya da iş yerinin elektrik ihtiyacını tespit etmekte yeterli olmaz, zira güneş paneli kurulumu için pik elektrik kullanım zamanı olan ve gün içinde en yüksek elektrik kullanım anındaki elektrik ihtiyacının bilinmesi gerekir. Güneş panellerinin ve tüm sistemin en yüksek zamandaki tüketimi karşılayacak ölçüde olmaması durumda ihtiyaç duyulan enerjinin kalan kısmı şebekeden alınır. Toplam elektrik ihtiyacının hesaplanması için en azından saatlik elektrik tüketim ölçümü yapılması gereklidir.
Işınım, güneş gücünün bir ölçüsüyken, güneşlenme güneş enerjisinin bir ölçüsüdür. Güç, zaman içindeki enerji transfer oranını ifade ettiğinden (verilen toplam enerji miktarını değil), ışınımı ölçmenin yolu, belirli bir anda belirli bir alana gelen güneş enerjisi miktarını ölçmektir. Bu ölçüm Watt/metrekare cinsinden yapılır. Bu değer, bölgenin belirli bir zaman aralığında aldığı toplam enerji miktarını ifade edecek şekilde dönüştürüldüğünde, Watt saat (Wh) cinsinden ifade edilir. Güneşlenme ölçüsünün birimi Wattsaat/metrekare’dir.
Güneş paneli verimliliği, panelin üzerine gelen güneş ışınlarının ne kadarının elektrik üretimi için kullanıldığının ve ne kadarının yansıyarak kaybolduğunu hesaplayarak bulunur.
Güneş paneli verimliliği laboratuvar ortamındaki testlerde %20’ye kadar ulaşmıştır, bu da güneş panellerinin, güneşten gelen ışınların %20’sini elektrik enerjisine dönüştürebilmesi anlamına gelir. Fakat güneş paneli verilmiliği, panelin çalışmasından kısa bir süre sonra düşmeye başlar.
Güneş panellerinin ilk katmanı silikon katmanlardır ve silikon materyal güneş ışınlarının %30’unu yansıtır ve böylece panelin verimliliği %70’e düşmüş olur. Güneş panellerinde silikon katmanın üzerine monokristal katman eklenir be bu katman yalnızca güneş ışınlarının %10’unun yansıtılmasını sağlar. Bu katmanın üzerine titanyum dioksit bir katman eklenerek güneş ışınlarının yalnızca %3’ünün yansıması sağlanarak verimlilik artar.
Deliminasyon ise, güneş panellerinin içindeki katmanların birbirinden ayrılması anlamına gelir ve delimasyonun oluşması sonucunda tamirat çok zor olduğundan panellerin değiştirilmesi gerektirir ve bu da panellerin ömrünü azaltır.
Güneş paneli verimliliğini hesaplamak için, güneş modülünün birim alan başına Watt değerinin (Pmax/m2 cinsinden toplam alan) ışınım değerine (1000W/m2) bölünmesi gerekir. Bu, herhangi bir fotovoltaik güneş paneli verimliliğini hesaplamanın en kolay yoludur.
1.Modülün maksimum güç kapasitesi: Bu güneş paneli üreticisi tarafından (veya güneş panelinin kutusunda - ayrıntılar etikette olur) belirtilir. Bu değer genellikle Pmax veya modülün maksimum gücü olarak belirtilir.
2.Panelin fiziksel boyutu: Güneş panelinin boyutlarıdır, herhangi bir yerde belirtilmemişse dahi panelin ölçümü ile bulunabilir.
3.Güneş panelinin birim alanı başına gücü: Modülün uzunluk ve genişlik ölçümlerini aldıktan sonra, artık birim alan başına gücünü alabilirsiniz. Sadece güneş panelinin maksimum güç kapasitesini tüm alanına bölün. Bu, metrekare başına Watt cinsinden olacaktır.
4.Standart test koşullarındaki güneş ışınım değeri:Işınım, yüzeyin birim alanı (metrekare olarak) tarafından alınan ışıma gücü (Watt cinsinden) olarak tanımlanır. Güneş paneli testlerinde bu, modül yüzeyine ışınlanan radyant enerji miktarı anlamına gelir.
Ayrıca STC, Standart Test Koşulları anlamına gelir. Bu, güneş panelinin test edileceği koşullar için güneş enerjisi endüstrisinin izlediği kriterler kümesidir. Koşullar aşağıdaki gibidir:
5.Güneş paneli verimliliği hesaplaması:Yukarıdaki basit adımları dikkatlice izledikten sonra, belirli bir güneş panelinin ne kadar verimli olduğunu bilmek için ihtiyacınız olan her şeye sahip olacaksınız. Bu, güneş modülünün birim alanı başına gücü (Watt / m2 cinsinden) STC'deki 1000 Watt / m2 olan güneş ışınımına bölerek yapılır.
Hesaplamadan sonra elde edeceğiniz oran, aradığınız güneş PV modülünün verimliliği olacaktır.
Güneş panellerinin boyutları standarttır, uzunluğu 200 cm, genişliği 100 cm ve derinliği 5 cm’dir. Güneş enerjisi sisteminin toplam üreteceği elektriğin miktarı güneş paneli sayısına bağlıdır ve bu da sistemin toplam büyüklüğü olarak ifade edilir. Evler için gerekli panel sayısı 30 ile 60 civarındayken bu sayı ortalama bir iş yeri için 72’dir.
Ortalama bir evde yıllık 3 bin kWh elektrik tüketilir. Günde 8 saat güneş aldığında ve verimlilik %20 olarak düşünüldüğünde 1 adet güneş paneli günlük 934 kWh elektrik üretir. Bu durumda bir ev için, 4 adet güneş paneli gerekir.
Ortalama bir iş yerinde yıllık 15 bin kWh elektrik tüketilir. Günde 8 saat güneş aldığında ve verimlilik %20 olarak düşünüldüğünde 1 adet güneş paneli 934 kWh elektrik üretir. Bu durumda bir iş yeri için, 17 adet güneş paneli gerekir.
Güneş panelinin ürettiği elektrik miktarı önemlidir. Güneş paneli saatte 8,62 Ah akım üretebiliyor ise;
5 saatte 5 x 8,62 Ah = 43,20 Ah akım üretir.
Aküye ise günlük 43,20 Ah’lik akım gelir.
Akü kapasitesi akü çeşitlerine göre değişir ancak 90 Ah’lik bir akü kullanıldığını farzedersek;
90 Ah / 43 Ah = 2.1 günde akü tam dolacaktır.
Ülkemizde güneş paneli üretimi tam olarak yaygınlaşmadığı için güneş panellerinin önemli bir çoğunluğu ithal ürünlerdir ve fiyatları döviz cinsinden belirlenir. Dövizdeki artış ithal güneş panellerinin fiyatını en önemli faktördür. Güneş paneli fiyatlarını etkileyen diğer faktörler:
Tüm bunlarla beraber yerli üretim aksamların kullanılması ve sistemin yerlilik oranının %51’in üzerinde olması durumunda ek teşvikler bulunmaktadır. Bu da yatırım kararını etkileyen bir başka faktördür.
Monokristal güneş paneli, neredeyse pürüzsüz olan tekil silikon materyalden (monokristal silikon) yapılan güneş panelidir. Monokristal silikon kumun (SiO2) işlenmesi ile elde edilen silikondur. Czochlarski metodu ile üretilen monokristal güneş panellerinin verimliliğinin artırılması için 1993 yılında New South Wales Universitesi’nde yeni bir method geliştirilmiş, bu metodla monokristal güneş panellerinin üzerine lazerle oluklar açılarak bu oluklara iletkenler gömüşmüştür. Bu işlem yüzeyde oluşan piramit şeklindeki yapının güneş ışınlarının daha azının yansımasını sağlayarak daha çok güneş ışınının panelin içine girmesini sağlayarak monokristal panellerin verimliliğini artırmıştır.
Gelişigüzel monokristal tanelerinden oluşan polikristal adlı materyalden yapılan güneş panelleri, polikristal güneş paneli olarak adlandırılır. Polikristal güneş paneli erimiş kristalin küp şeklindeki külçelere dönüştürülmesi ve devamında monokristal panellerin üretimi ile aynı işlemleri görmesi ile yapılır. Polikristal güneş panellerinde güneş ışınları tarafından harekete geçirilen elektronlar, diğer elektronların oluşturduğu boşlukları doldurarak akımın oluşmasını engeller ve bu nedenle polikristal güneş paneli, monokristal günel paneline göre çok daha az verimlidir. Polikristal güneş panellerinin verimliliği %10 civarındadır.
İnce film güneş panelleri, standart bir silikon panelden yaklaşık 350 kat daha küçük ışık emici katmanlara sahip güneş hücreleriyle yapılır. İnce film güneş pilleri, dar tasarımları ve hücrelerine yerleştirilmiş verimli yarı iletkenleri nedeniyle, güçlü dayanıklılığı korurken bulabileceğiniz en hafif fotovoltaik panel hücreleridir.
Esnek güneş paneli henüz araştırma aşamasında olan bir teknolojidir. Bu araştırmalardan biri de MIT olarak bilinen Massachusetts Institute of Technology’de yapılmaktadır. Bu araştırmada fotovoltaik materyaller kimyasal buhar biriktirme metoduyla esnek yüzeylere ya da kağıt yüzeyine monte edilerek elde edilir.
Güneş tarlası, büyük ölçekte güneş santrallerine verilen isimdir. Bu santrallerde genellikle yüzlerce güneş paneli bulunur. Ülkemizde lisanssız elektrik tüketimi için üst limit 1 MW toplam kurulu güçtür. Bu da yaklaşık olarak 550 panelden fazla olan güneş santrallerinin lisanslı olması gerektiği anlamına gelerek, 550 panelden fazla güneş paneli olan sistemler güneş tarlası olarak adlandırılır.
Taşınabilir boyutta olan, yalnızca bir kaç elektrikli aleti (cep telefonu, düşük voltajlı aletler) çalıştırabilecek ya da şarj edebilecek kapasitedeki güneş panelleridir. Bu paneller genellikle 28W ve altında güç üretme kapasitesine sahiptir.
Taşınamayacak boyutta olan, üretim merkezleri, ticarethaneler ve çiftlik gibi büyük enerji ihtiyacı bulunan yerlerde kullanılabilecek güneş panelleridir. 5 Mart 2019 itibariyle, en yüksek watt gücüne sahip güneş paneli SunPower 415 watt konut tipi güneş panelidir. % 22,3 verimliliğe sahiptir.
Güneş panelleri arasındaki en verimli çeşit olan monokristal güneş panellerinin verimliliği %20’nin üzerine çıkarken, polikristal panellerde verimlilik %15 - %17 civarındadır. İnce film güneş panelleri ise en az verimliliğe sahip güneş paneli çeşitidir.
Türkiye’deki herhangi bir evin maksimum güç üretimini sağlamak için güneş panelleri güneye bakmalıdır. Bununla birlikte, güneş panelleri, güneydoğuya ve güneybatıya bakan herhangi bir çatıya kurulabilir.
Doğuya veya batıya bakan standart bir eğimli çatıya monte edilen paneller, standart bir eğimin güneye bakan bir çatısına monte edilen panellerden yaklaşık %15 oranında daha az elektrik üretecektir. Bununla birlikte, güneye bakmayan bir çatıya güneş panelleri kurmanın ekonomisi, genellikle ev sahibi için cazip değildir. Güneybatıya veya güneydoğuya bakan bir çatıya monte edilen güneş panelleri, genellikle güneye bakan bir çatıda aynı iklimde bulunan aynı panellerden yaklaşık %8 daha az elektrik üretir.
Güneş paneli yapımında kullanılan temel maddeler silikon, metal ve camdır. Çatı güneş paneli monokristal ya da polikristal materyalden üretilir ve her iki çeşidin de temel kaynağı silikondur.
Fotovoltaik güneş panelleri, Güneş'ten güneş ışığı şeklinde enerji toplar ve evlere veya işyerlerine güç sağlamak için kullanılabilecek elektriğe dönüştürür. Bu paneller, bir binanın elektriğini desteklemek veya uzak yerlerde güç sağlamak için kullanılabilir.
Konut ve ticari kullanıma ek olarak, güneş enerjisinin büyük ölçekli endüstriyel veya kullanımı da vardır. Bu durumda, binlerce, hatta milyonlarca güneş paneli, büyük kentsel nüfuslara elektrik sağlayan geniş bir güneş enerjisi dizisine veya güneş çiftliğine yerleştirilir.
Güneş tam potansiyelinde parladığında, 300 Watt'lık bir güneş paneli bir saatte 30 watt-saat (0,3kW) elektrik üretmelidir. Ayrıca panel, 1,25 amper'e eşit olan 240 volt üretir. Bu üretim 3 adet LED ampulü çalıştırmak için yeterlidir.
300 Watt güneş paneli fiyatları, 900 TL ila 2.000 TL arasında değişir. Ancak panelin markasına, kapasitesine ve kullanım alanına göre değişiklik gösterir.
1000 Watt’lık (1kW) bir güneş sistemi için yaklaşık 10 metrekarelik bir alan gereklidir. İdeal olarak, sistem bir yılda 1600 ile 1700 kWh arasında elektrik üretir. Güneş enerjisi sisteminin günün her saatinde elektrik üretmeyeceği dikkate alınarak, yıllık olarak elektrik faturası hesaplama yapıldığında 1000 Watt güneş paneli faturayı yaklaşık 1200 TL hafifletir.
Güneş panelleri üreten tüm şirketlerin arasından, piyasadaki en iyi güneş panelleriyle en sık ilişkilendirilen en önemli isimlerden bazıları aşağıda listelenmiştir:
Panellerin çoğu 25 yıldan uzun süre dayanır ve bu sürenin sonunda verimlilik seviyesi %20 oranında düşer. Solar paneller üreticinin garantisi sona erdiğinde bile bozulmazlar. Bununla birlikte, piller ve invertörler gibi sistemin diğer bileşenlerinin ömrü daha kısadır. Solar panellerin ömrü uzun olurken, piller ve invertörlerin kullanım süresince bir kaç defa değiştirilmesi gerekir.
Kurşun asitli bir pilin ömrü üç ila yedi yıl arasındadır ve ancak pilin bakımının iyi yapılmasına bağlıdır. Lityum piller on ila on beş yıl dayanabilir. İnvertörler için ömürleri on ila yirmi yıl arasında olabilir ancak ekipmanların bakımlarının düzenli olarak yapılması ne kadar uzun ömürlü olduklarını belirleyecektir.
1000 kWh üretmek için 40 adet 250W’lık solar panel gereklidir.
Solar paneller yalnızca güneşlenme süresinde elektrik üretir bu yüzden geceleri elektrik üretemez. Ancak güneş sistemlerinde bulunan piller sayesinde güneşlenmenin olduğu gündüz vaktinde üretilen elektriğin bir kısmı depolanarak üretimin gerçekleşmediği gece saatlerinde bu pillerde birikmiş elektrik enerjisi tüketilebilir. Geceleri güneş panelleri aktif olmaz ve tüketim pillerden karşılanır.
Şebekeye bağlı solar paneller için geceleri elektrik üretilmediği için geceleri gerekli olan enerji şebekeden temin edilir. Ancak şebeke dışı (off-grid) sistemlerde solar paneller gece elektrik üretmediği için, şebekeye de bağlantı olmadığı için elektrik tüketimi için tek kaynak pillerde birikmiş olan enerjidir.
Solar panellerin elektrik üretimi güneşlenme süresi, panellerin verimliliği gibi faktörlere göre değişiklik gösterir. 5000 Wattsaat (Wh) elektrik üretmek için kaç solar panel gerekir? sorusunun cevabını bulmak için aşağıdaki varsayımları kullanarak hesaplama yapılır:
Bu durumda bir panel saatte 250Wh elektrik üretir. 4 saat güneşlenme süresi olan bir yerde bir solar panel günde 1000Wh elektrik üretir. Bu durumda 5000Wh elektrik üretmek için 4 adet solar panel gereklidir.
Fotovoltaik güneş panellerinde elektirk üretimi için güneş ışınlarının yarattığı ısıdan değil, güneş ışınlarının direkt olarak elektrik enerjisine dönüştürülmesi ile elektrik üretilir. Güneş panellerinin çalışması için sıcaklık değil güneşlenme süresi önemlidir, bu yüzden güneş panelleri kışın da çalışabilir ve elektrik üretebilir.
Dünyanın en büyük güneş paneli santrali Hindistan’ın Jodhpur bölgesinde bulunan Bhadla Solar Parkı’dır. 7 milyonun üzerinde güneş paneline sahip Bhadla Solar Parkı, 57 kilometrekare üzerine kurulmuştur ve 2245MW kurulu güçle metrekare başına günlük 6kWh elektrik üretmektedir.
Dünyanın en büyük 10 güneş santrali listesi aşağıda belirtilmiştir:
Türkiye’de güneş panelleri ile elektrik üretimi kurulu gücü 2020 yılı Ağustos ayı verilerine göre 222,3MW’dir ve bu toplam kurulu gücün %0,22’sine denktir. Türkiye’de 2019 yılında, yıllık bazda güneş panelleri ile toplam elektrik üretimi 194,37GWh olmuştur, aylık bazda 2020 yılı Ağustos ayında güneş panelleri ile toplam 44GWh elektrik üretimi yapılmıştır.
Türkiye’deki en büyük 10 güneş enerjisi santrali aşağıdaki listede belirtilmiştir:
Güneş panelleri daha küçük kapasiteli enerji üretim santrallerine kurulabilirken, rüzgar türbinleri görece daha büyük kapasiteli üretim tesislerinde uygulanır. Güneş panelleri kolaylıka taşınabilir ve güneşin olduğu her saatte konum fark etmeksizin elektrik üretebilirken, rüzgar türbini ile elektrik üretmek için rüzgarın estiği bölgelerde kurulumun yapılması gereklidir.
Güneş panelleri olan bir evi satmak zor değildir. Güneş paneli ile elektrik sağlanan bir evde, maliyet yükü azalır. Bu nedenle güneş panelleri olan bir ev satarken alıcı, güneş enerjisinin maliyet avantajları hakkında bilgilendirilmelidir.
Güneş panelleri olan bir ev satın alırken, panellerin bakım onarım durumu, işin uzmanları tarafından incelenmelidir. Ayrıca bakım onarım sıklığı ve yıllık bakım maliyeti öğrenilmelidir. Güneş panelinden elde edilen elektriği tüketmek, fatura ve vergi maliyetini ortadan kaldırır. Ancak bakımına ve onarımına harcanan tutar mutlaka hesaplanmalıdır.
Bir televizyon çalıştırmak için kaç solar panel gerektiği, panelden panele değişir. Bir televizyon ne kadar elektrik harcar? sorusuna bir örnekle cevap vermek gerekirse; 108 ekran bir led televizyon, 1 saatte ortalama olarak 75 Watt elektrik harcar. Ev tipi güneş paneli 300 Watt’a kadar elektrik üretir ve 1 saat boyunca güneş alırsa 0,3 kw elektrik üretebilir.
Bir buzdolabı çalıştırmak için kaç solar panel gerektiği, panelden panele değişir. Bir buzdolabı ne kadar elektrik harcar? sorusuna bir örnekle cevap vermek gerekirse; A++ enerji sınıfı bir buzdolabı 1 saatte ortalama 21 Watt elektrik harcar. Ev tipi güneş paneli 300 Watt’a kadar elektrik üretir ve 1 saat boyunca güneş alırsa 0,3 kw elektrik üretebilir.
Bir bilgisayar çalıştırmak için kaç solar panel gerektiği, panelden panele değişir. Bir bilgisayar ne kadar elektrik harcar? sorusuna bir örnekle cevap vermek gerekirse; bir masaüstü bilgisayar ortalama 300 Watt ila 600 Watt arası elektrik harcar. Ev tipi güneş paneli 300 Wh’a kadar elektrik üretir ve 1 saat boyunca güneş alırsa 0,3 kWh elektrik üretebilir.
Bir klima çalıştırmak için kaç solar panel gerektiği, panelden panele değişir. Bir klima ne kadar elektrik harcar? sorusuna bir örnekle cevap vermek gerekirse; 9.000 BTU’luk bir klima soğutma modundayken günde 900 Wh ila 3.700 Wh arası elektrik harcar. Ev tipi güneş paneli 300 Watt’a kadar elektrik üretir ve 1 saat boyunca güneş alırsa 0,3 kw elektrik üretebilir.
