Blog

Güneş Pili (Fotovoltaik Panel) Nasıl Çalışır?

Oğuzhan
Yazar Oğuzhan

Güneş Pili Çalışma Prensibi

Günümüzde evler kendi elektriğini çatılarına kurulan sistemler sayesinde üre0tmektedir. Peki, nasıl güneş enerjisinden elektrik üretiyoruz ya da başka bir deyişle güneş enerjisinden elektrik üreten makineler olan Fotovoltaik paneller nasıl çalışıyor. Bu paneller nasıl oluyor da bir evin kullana bileceği volt, amper değerinde doğru akım elektrik üretiyor? Solar panellerin çalışmasıyla ilgili merak etiğiniz her şey ve daha fazlası yazımızda mevcut.

Fotovoltaik Panelin Çalışma Prensibi

Güneş ışığı foton denilen küçük enerji paketlerini bünyesinde bulundurur. Güneş her ana muazzam boyutlardaki bu enerjiyi fotonlar vasıtası ile dünyaya ulaştırır. Güneşten gelen bu fotonları elektrik enerjisine dönüştürmek için Fotovoltaik paneller tasarlanmıştır.(Kısaca PV panel)

PV panellerin çalışma prensibi kabaca p-n ekleminden oluşan diyota benzer. Fotoelektrik prensibine dayanan PV paneller fontlar tarafından koparılan elektronlar eklemde hareket geçer ve bir elektrik akımı oluşur. PV panelin yapısında en çok kullanılan malzemeler ise silisyum, galyum, arsenit gibi yarı iletken malzemelerdir.

Fotovoltaik Panelin Çalışma Prensibi

Şimdi gelin PV panelin çalışmasını daha detaylı bir şekilde inceleyelim. Yarı iletken bir malzemenin güneş pili olarak kullanıla bilmesi için n veya p tipi katkılanması gerekir. Katkılanma saf yarı iletken eriyik içerisine katkı maddesini kontrollü olarak işlenmesi ile oluşur.

Örneğin, n tipi katkılamada; silisyum eriğine periyodik cetvelin 5.gurup bir elementi (fosfor) eklenir. Silisyumun son yörüngesinde 4,fosforun son yörüngesinde 5 elektron olduğu için oluşan kristal yapıda elektron fazlalığı meydana gelir. N tipi katkılama bölgesine verici bölge de denir.

P tipi katkılamada ise; silisyum eriğine periyodik cetvelin 3.gurup bir elementi(alüminyum, indiyum, bor vb. )eklenir. P tipi katkı maddesinde 3 elektron vardır, bu sebeple yeni oluşan kristal yapıda elektron eksikliği meydana gelir. P tipi katkılama bölgesine verici bölge de denir.

Peki, P ve N tipi bölgeler nasıl çalışarak elektrik üretir?

Fotovoltaik Panel #1

Güneş ışınlarından gelen fotonlar sayesinde N tipi bölgede bulunun fazla elektronlar. Elektron eksikliği bulunan P tipi bölgeye doğru hareket ederler, bu hareket elektron-hol çiftlerini oluşturur.

P ve N bölgelerinin elektron azlığı ve çokluğu her iki tarafta da elektrik alan oluşmasına sebep olur. Elektrik alan vasıtası ile birbirinden ayrılan elektron hol çiftleri PV panelin kontak uçları arsında bir güç çıkışı meydana getirir.

Fotovoltaik Panelin Volt, Amper Değerinin Ayarlanması

Gelin şimdi PV panellerin volt, amper değerlerini nasıl ayarlandığını inceleyelim. Ortalama bir PV panel hücresi 25-30 cm^2 ‘ lik bir alana sahiptir ve yaklaşık 1 KW güç üretir. Yüksek güç çıkışları elde etmenin tek yolu ise PV panelleri seri ve paralel olarak bağlamaktır.

Fotovoltaik Panel #2

Fotovoltaik Panel #3

PV panellerin seri bağlanması ile gerilim, paralel bağlanması ile akım artırılır. Bir seri-paralel panel montajın ile de bir evin kulana bileceği volt, amper değeri yakalanmış olur.

 

Kaynakça
  • K-1, K-2,
  • Yıldız Teknik Üniversitesi Güneş Pilleri
  • Dr.Olcay KINCAY Dr.Nur BEKİROĞLU Dr.Zehra YUMURTACI
  • Photovoltaics Report, Fraunhofer Institute For Solar Energy Systems ISE
  • Dr. Süleyman ÖZÇELİK, Fotovoltaik (PV) Teknolojileri

Yazar Hakkında

Oğuzhan

Oğuzhan

Yorum Yap

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