Enerji Sistemleri Mühendisliği
Güneş Enerjisi - Yenilenebilir Enerji

Güneş Enerjisi

Dünyada canlıların yaşam ve enerji kaynağı güneştir. Diğer birçok enerji kaynağının varlığı da güneşe bağlıdır.

Güneş enerjisi çevre için temiz bir kaynak özeliği taşıması, fosil yakıtlarının rezervlerini sınırlı olması fosil      yakıtlardan üretilen enerjinin çevreyi kirletmesi gibi nedenler güneş enerjisini çekici hale getirmiştir.

Güneş 1,39×10^6 km çapında 2,2×10^26 ton ağırlığında 1,41 g/cm^3 yoğunluğundadır. Güneşin içinde ise %75 hidrojen %24 helyum ve %1 diğer elementler vardır. Güneş, Dünyaya 149,5 milyon km uzaklıkta bir yıldızdır. Güneşten bir saniyede alınan enerjinin güç olarak karşılığı 3,86×10^20 MW’tır.

Güneş enerjisinin kullanılması için öncelikle toplanması gerekir bu toplama işlemi, ısıl ve elektriksel olmak üzere iki değişik yolla ve dolaylı biçimlerde üretilmektedir. Güneş ısından enerji elde edilirken genelde ısının bir yere odaklanması ve oluşan sıcak alandan çeşitli sistemler vasıtası ile enerji elde edilmesidir. Güneş ışınlarından enerji üretilirken ise güneş fotonlarının doğrudan elektriğe çevrilmektedir.

Tavsiye Yazı: Güneş Enerjisinin Avantajları ve Dezavantajları Hakkındaki Yazımızı Okumak İçin Tıklayınız..

GÜNEŞ ISISINDAN ENERJİ ELDESİ

 

1)DÜZLEMSEL GÜNEŞ TOPLAYICILARI

Güneş enerjisini toplayan ve bir akışkana ısı olarak aktaran bir aygıttır. En çok evlerde sıcak su ısıtmak amacı ile kullanılmaktadır. Ulaştıkları sıcaklık 70°derece civarındadır. Düzlemsel güneş toplayıcıları, üstten alta doğru camdan yapılan üst örtü, cam ile absorban plaka arasında yeterince boşluk, metal ya da plastik absorban plaka ve bu bölümleri içine alan bir kasadan oluşmuştur. Dünya üzerinde kurulu bulunan güneş toplayıcısı alanı 30 milyon m^2’ nin üzerindedir. Güneş toplayıcıları sistemleri tabi ve pompalı sistemler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Tabi dolaşımlı sistemlerde, ısı transfer akışkanı kendiliğinden dolaşır. Pompalı sistemlerde ise ısı transfer akışkanı pompa ile dolaştırılır.

Önerilen Yazı  Yeşil Binalar

 

2) VAKUMLU GÜNEŞ TOPLAYICILARI

Çalışma prensibi düzlemsel güneş toplayıcılarına benzerdir. Vakumlu cam borular ve gerekirse absorban yüzeyine gelen enerjiyi artırmak için yansıtıcılar kullanılır. Çıkış sıcaklıkları (100-120°C) dir.

 

 

3) GÜNEŞ HAVUZLARI

     Yaklaşık 5 6 metre derinliğindeki suyla kapalı havuzun içine siyah renkli zemini, güneş ışınını yakalayarak 90°C sıcaklığında su elde edilir. Havuzdaki ısı dağılımı tuz konsantrasyonu ile sağlanır.

Altta kalan sıcak su bir ısı değiştirgecine pompalanarak ısı olarak yararlanılacağı gibi, Rankine çevirme ile de elektrik üretile bilir.

 

4) GÜNEŞ KULESİ

     Güneş kulesi sisteminde yüzlerce  hareketli düz ayna(heliostat), güneş ışınlarını, yaklaşık 100 metrelik kulenin üst noktasındaki ısı toplayıcısına yansıtarak, burada 550-600 ̊ C sıcaklıkta ısı enerjisi oluşumu sağlanır. Pompalarla sirküle ettirilen ve 550 ̊ C sıcaklığa ulaşan Sodyum Nitrat veya Potasyum Nitrat içerikli sıvı, buhar  jeneratöründen geçirilerek 400 ̊ C sıcaklıkta buhar üretilir. Üretilen buhar, türbinin ve bağlı olduğu alternatörün dönmesini sağlayarak elektrik üretimi gerçekleştirilir. Verimin % 30 seviyesine ulaştığı bu sistem, sıcaklığın yüksek olduğu bölgelerde ve çöllerde kullanılmaktadır.

Önerilen Yazı  Çatı Tipi Güneş Enerjisi Santrali

 

5) GÜNEŞ OCAKLARI

     Çanak ya da kutu şeklindeki yansıtıcılar vasıtasıyla ısıyı bir noktaya toplayarak yemek pişirmede kullanılır. Hindistan Pakistan Çin gibi ülkelerde yaygın olarak kullanılır.

 

 

6) YOĞUNLAŞTIRICI SİSTEMLER

Yoğunlaştırıcı sistemler güneş ışığını yoğunlaştırarak ilgili akışkanı yüksek ısı aktarımında kullanılır. Parabolik oluk tipi ve parabolik çanak tipi olmak üzere iki tipi vardır

Parabolik oluk tipi toplayıcılar; Çizgi üzerindeki yoğunlaştırıcılar ısıl güneş sistemlerinin en yaygınıdır. Toplayıcılar yoğunlaştırıcı dizilerden oluşur. Toplayıcının iç kısmındaki yansıtıcı yüzeyler güneş enerjisinin toplayıcının odağında yer alan boydan boya uzanan siyah absorban boruya odaklar. Toplayıcılar genellikle doğudan batıya hareket eden tek yönlü izleme sistemi üzerini yerleştirilirler.

Parabolik çanak tipi toplayıcılar; İki eksende güneşi takip ederek güneşi merkezine odaklar. Isıl enerji odaklama bölgesinden uygun bir sıvı ile alınarak termodinamik bir dolaşmaya gönderilir ya da odak bölgesine monte edilen bir stirling makinesi yardımı ile elektrik enerjisine çevrilir. Bu tür stirling makineleri çanak sistemlerinde yaklaşık olarak %30 verimlikte çalışır.

Önerilen Yazı  Rüzgar Enerjisi

 

7) MERKEZİ ALICI SİSTEMLER

Tek tek odaklama yapan ve helyostat adı verilen aynalarla odaklama yapılan güneş enerjisini alıcı denilen bir kule üzerindeki değiştirgece yansıtır ve yoğunlaştırır. Alıcıdan bulunan içinden akışkan geçen boru yumağı güneş enerjisini üç boyutlu hacimsel olarak soğurur. Bu sıvı rankine çevrimli bir türbine pompalanarak elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu tür sistemler açık ve kapalı sistemler olarak ikiye ayrılır.

Açık hacimli sistemler; Çevre havası sisteme alınarak bir fan sayesinde seramik metal bileşenlerden imal olmuş yoğunlaştırma odasını gönderilir. Burada sıcaklık yaklaşık(650-800°C)kadar yükselir. Yoğunlaştırma odasında ısınan hava bir boylere gönderilir ve buhar elde edilir. Buharda türbinlere gönderilerek elektrik üretilir.

Kapalı hacimli sistemler; Hava önce 15 bar kompresörle sıkıştırılır ve 1100°C ye kadar ısıtılır. Isınan hava doğrudan bir gaz tribününe gönderilir ve onu çevirir. Tribünden çıkan hava hala sıcak olduğu için buhar kazanına gönderilir ve buhar üretir. Üretilen buhar, buhar türbinini çalıştırır ve böylece elektrik üretimi gerçekleşir.

Tavsiye Yazı: GÜNEŞ IŞINLARINDAN ENERJİ ELDESİ Hakkındaki Yazımızı Okumak İçin Tıklayınız..

1 Yorum

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.