Hazırlayanlar:
Büşra Günhan
Süleyman Pala
DÜNYANIN ENERJİ İHTİYACI GÜNEŞ VE GÜNEŞ ENERJİSİ FOTOVOLTAİK TARİHÇE FOTOVOLTAİK YAPI VE ÇALIŞMA
PRENSİBİ GÜNEŞ HÜCRE ÇEŞİTLERİ ÜÇÜNCÜ NESİL HÜCRE UYGULAMALARI GÜNEŞ PANELLERİNİN KULLANIM
ALANLARI ÖZET KAYNAKLAR
http://www.slideshare.net/abdelk/rasit-turan
http://www.slideshare.net/abdelk/rasit-turan
Güneş, hidrojen ve helyum gazlarından
oluşan orta büyüklükte bir yıldızdır.
İçinde, sürekli olarak hidrojenin helyuma
dönüştüğü füzyon reaksiyonları
gerçekleşmektedir ve oluşan kütle farkı, ısı
enerjisine dönüşerek uzaya yayılmaktadır.
Güneşin 1 saniyede ürettiği enerji miktarı, insanlığın şimdiye kadar kullandığı enerji miktarından fazladır. Dünya, güneşten gelen enerjinin sadece milyarda birini alır. Bu enerji 15 dakika depo edilebilse toplam dünya nüfusunun yıllık enerji ihtiyacı karşılanır.
Günümüzde yaygın olarak kullanılan fosil yakıtlarının çok yakın bir gelecekte tükenecek olmasından dolayı ortaya çıkan enerji ihtiyacının karşılanması için başka enerji kaynaklarından yararlanılması gerekmektedir.Bu alternatif kaynaklardan en önemlilerinden biri güneş enerjisidir.
http://www.eie.gov.tr/MyCalculator/Default.aspx
Güneş pilleri
(fotovoltaik hücreler)
üzerine güneş ışığı
düştüğünde, güneş
enerjisini doğrudan
elektrik enerjisine
çeviren düzeneklerdir.
http://gunam.metu.edu.tr/pvtechnology.html
Fotovoltaik (photovoltaic) ismi Yunanca'da
ışık anlamına gelen phos ve elektriğin
öncülerinden olan Alessandro Volta'nın
voltaic kelimelerinin bir araya gelmesiyle
ortaya çıkmıştır.
http://tr.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta
Fotovoltaik etkisi ilk olarak 1839 yıllında Fransız fizikçi Alexandre Edmond Becquerel tarafından keşfedildi.
1876 yılında ise William G. Adams ve Richard E. Daytarafından silisyum kristalleri bulundu.
Ancak 1905'te Albert Einstein tarafından fotovoltaiketkisi düzgün bir şekilde ifade edilmiş ve bu sayede 1921 yıllında Nobel Fizik Ödülü kazanmıştır.
1950 yıllında silikon hücrelerinin verimi %4 olarak DarylChapin, Calvin Fuller ve Gerald Pearson tarafından ortaya konulmuştur.
http://www.gunessistemleri.com/fotovoltaiktarihce.php
http://www.gunessistemleri.com/img/Gunes-enerjisi.pdf
•İlk teknik uygulama
"Vanguard 1" uydusu ile
beraber 1954 yılında uydu
teknolojisinde yer almıştır.
• 1960-1970 yıllarında
havacılık sektörü fotovoltaik
hücrelerin gelişiminde öncü
olmuştur.
•1970'lerde ortaya çıkan
enerji krizi ve çevre
duyarlılığı ile daha ekonomik
olması için çalışmalar
hızlanmıştır.
http://www.gunessistemleri.com/fotovoltaiktarihce.php
Işık fotonları atomdaki elektronlarla
çarpışarak enerjilerini aktarırlar ve
bunun sonucunda elektronlar
bağlarından koparak serbest hale
geçerler. Fotovoltaik
olayda, fotonlarla uyarılan negatif
yüklü elektronlar gerilerinde pozitif
yüklü boşluklar bırakırlar. Üretilen bu
ek yükler sistem içerisinde ayrı
taraflara toplandığında bir potansiyel
fark (gerilim) üretilebilmektedir.
¹Topçuoğlu, Tarkan (2002), Nanokristal Yapıda Güneş Pillerinin İmali ve Elektronik Özelliklerinin İncelenmesi, (Marmara Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi),İstanbul
²Nakir, İsmail (2007), Fotovoltaik Güneş Panellerinde GTS ve MGTS Kullanarak Verimliliğin Arttırılması, (Yıldız Teknik Üniversitesi , Yüksek Lisans Tezi), İstanbul
FOTOVOLTAİK GRUPLAR
Fotovoltaik hücrenin çalışma prensibini anlamak için öncelikle n-tipi ve p-tipi malzemelerin anlaşılması gerekmektedir. Fotovoltaikler yarıiletken malzemeden yapılırlar. Yarıiletken özellik gösteren birçok madde arasında fotovoltaik yapmak için en elverişli olanlar, silisyum, galyum arsenit, kadmiyum tellür gibi maddelerdir.
Yarıiletken maddelerin fotovoltaik olarak kullanılabilmeleri için n ya da p tipi katkılanmaları gereklidir. Katkılama, saf yarıiletken eriyik içerisine istenilen katkı maddelerinin kontrollü olarak eklenmesiyle yapılır.
http://gunam.metu.edu.tr/pvtechnology.html
Yarı iletkenlerde valans ve iletim bantları birbirine yakındır. Bu nedenle dışarıdan enerji (ısı ve elektrik) verilmesi durumunda valens bandından iletim bandına elektron sıçraması olur ve malzeme iletkenik kazanır.
¹Karamanav, Mustafa (2007), Güneş Enerjisi ve Güneş Pilleri, (Sakarya Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi), Sakarya
En yaygın güneş pili maddesi olarak kullanılan silisyumdan n-tipi silisyum elde etmek için silisyum eriyiğine periyodik cetvelin 5. grubundan bir element, örneğin fosfor eklenir.
http://www.yildiz.edu.tr/~okincay/dersnotu/gunespilleri1bolum.pdf
P-tipi silisyum elde
etmek içinse, eriyiğe
3. gruptan bir
element (indiyum,
alüminyum, bor gibi)
eklenir.
http://www.yildiz.edu.tr/~okincay/dersnotu/gunespilleri1bolum.pdf
N-tipi malzemede serbest elektronlar, P-tipi malzemede elektron delikleri bulunur. Elektron delikleri, elektronların yerlerinde bulunmama durumudur. N-tipi ve P-tipi malzeme içeride temas ettiğinde (pn eklem oluşturulması) hücre içinde elektrik alanı oluşur.
http://gunam.metu.edu.tr/pvtechnology.html
http://web.itu.edu.tr/~kaymak/images/pv.html
Güneş hücreleri genel olarak 3 farklı kategori altında incelenmektedir;
A. Birinci Nesila. Tek Kristal Güneş Hücrelerib. Çok Kristal Güneş Hücreleri
B. İkinci Nesila. a-Si İnce Film Güneş Hücrelerib. CdTe Güneş Hücreleric. CIS ve CIGS Güneş Hücreleri
C. Üçüncü Nesil (Nanoteknolojiye Dayalı Güneş Hücreleri)
Yüksek verimlilik amacıyla kullanılan en eski ve yaygın teknoloji türüdür. Birinci nesil güneş hücreleri, silikon devre levhası üzerinde üretilirler. Her levha, 2-3 Watt güç temin edebilir. Gücü arttırmak için birçok hücreden meydana gelen güneş modülleri kullanılır. İki çeşidi vardır:
1)Tek Kristal Güneş Hücreleri (c-Si): Tüm silikon devre levhası sadece tek bir kristalden oluşuyorsa tek kristal güneş hücresi adını alır.
http://gunam.metu.edu.tr/pvtechnology.html
http://www.gunessistemleri.com/guneshucreleri.php
http://web.itu.edu.tr/~kaymak/images/pv.html
2)Çok Kristal Güneş Hücreleri (mc-Si): Eğer levha kristal tanelerinden oluşuyorsa polikristal güneş hücresi olarak isimlendirilir.
Tek kristal güneş hücrelerinin verimliliği daha yüksek olmasına rağmen, çok kristal güneş hücrelerin üretimi daha kolay ve ucuzdur.
http://gunam.metu.edu.tr/pvtechnology.html
http://www.slideshare.net/abdelk/rasit-turan
Amorf Silisyum (a-Si): Daha çok küçük elektronik
cihazların güç kaynağı olarak kullanılırlar.
Amorf silisyum fotovoltaiklerinaynı zamanda binalara entegre yarısaydam cam yüzeyler olarak, bina dış koruyucusu ve enerji üreteci olabileceği tahmin edilmektedir.
Kadmiyum Tellür id(CdTe): Çok kristal yapıda bir malzeme
olan CdTe ile fotovoltaiklerinmaliyetinin çok aşağılara çekileceği tahmin edilmektedir.
Laboratuar tipi küçük hücrelerde %16, ticari tip modüllerde ise %7 civarında verim elde edilmektedir.
http://en.wikipedia.org/wiki/Cadmium_telluride_photovoltaics
http://inhabitat.com/new-production-process-boosts-cheap-solar-cells-efficiency/inventux/
Copper Indium Gallium Selenide (CIGS):
Verimleri %11-14 arasındadır.Cam veya
esnek yüzey ile kulanılabilir. Pahalı üretim
süreci ile birlikte geniş alan gereksinimi
bulunmaktadır.
http://en.wikipedia.org/wiki/Copper_indium_gallium_selenide_solar_cells
http://www.slideshare.net/abdelk/rasit-turan
Nanokristal Tabanlı Güneş HücreleriBoya ile Duyarlı Hale Getirilmiş Hücreler
(Dye Sensitized Solar Cell “DSSC” )Photoelectrochemical (PEC) HücrelerPolimer Tabanlı HücrelerYoğunlaştırılmış Güneş Hücreleri
(Concentrated PV “CPV” )
Grätzel pilleri olarak bilinen bu tür, 1991 yılında Michael Grätzel ve Brian O’Regantarafından icat edilmiştir.
Nanoyapıda metal oksit film (ZnO, TiO2, SnO2 gibi geniş bant aralıklı oksit yarıiletkenler ) tabanlı, boya ile duyarlı hale getirilmiş güneş pilleri, düşük üretim maliyeti, kararlı yapısı ve kolay üretilebilirliğinden dolayı son yıllarda oldukça cazip hale gelmişlerdir
¹Özdemir, Bayram (2010), ZnO Nanoyapılar Üzerinde Boya ile Duyarlı Hale Getirilmiş Güneş Pillerinin Üretilmesi, (Atatürk Üniversitesi, Doktora Tezi), Erzurum
http://vizyon21yy.com/documan/Genel_Konular/Enerji/Gunes_Enerjisi/Boya_Duyarli_Gunes_Gozeleri.pdf
ZnO Nanoteller
http://www.nanoturkiye.net/2009/01/26/nokia-ve-nanoteknoloji/
http://www.che.ufl.edu/ren/zno.htm
http://spie.org/x27632.xml?ArticleID=x27632
http://www.springerimages.com/Images/MaterialScience/1-10.1007_s11671-009-9506-4-2
¹Özdemir, Bayram (2010), ZnO Nanoyapılar Üzerinde Boya ile Duyarlı Hale Getirilmiş Güneş Pillerinin Üretilmesi, (Atatürk Üniversitesi, Doktora Tezi), Erzurum
http://www.gadgetreview.com/wp-content/uploads/2008/12/dye-sensitized-solar-cells-from-sony.jpg
http://samsungsdi.com/nextenergy/dssc-solar-cell-battery.jsp
Top Related