Fotovoltaik (PV), ışığın yarı iletken malzemeler aracılığıyla doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülmesidir. Güneş panelindeki hücreler bu dönüşümü yapar. Isıtarak sıcak su sağlayan güneş kolektörleri ise farklı bir teknoloji kullanır.
Güneş hücresi nasıl elektrik üretir?
Hücrede soğurulan ışık, yarı iletkendeki yük taşıyıcılarına enerji kazandırır. Hücrenin yapısı ve dış devre bağlantısı sayesinde elektrik akımı elde edilir. Bu işlemde buhar türbini gibi hareketli bir üretim mekanizması gerekmez.
Hücrelerde farklı yarı iletken malzemeler kullanılabilir. ABD Enerji Bakanlığının güneş hücresi rehberi, dönüşüm ilkesini ve malzeme türlerini açıklar.
Hücre, panel ve sistem arasındaki fark
- Hücre: Işıktan elektrik üreten temel elemandır.
- Panel veya modül: Hücrelerin elektriksel olarak bağlandığı ve koruyucu katmanlarla bir araya getirildiği üründür.
- PV sistemi: Panellerle birlikte bağlantı, taşıyıcı yapı, koruma ve kullanım amacına uygun diğer ekipmanları içerir.
Bütün paneller aynı hücre sayısına veya hücre boyutuna sahip değildir. Bir ürünü değerlendirirken eski bir genel ölçüyü esas almak yerine üreticinin o modele ait teknik belgesine bakılmalıdır.
İnverter ne işe yarar?
Paneller doğru akım (DC) üretir. İnverter, bunu evlerde ve elektrik şebekesinde kullanılan alternatif akıma (AC) dönüştürür. İzleme ve sistem kontrolü gibi ek işlevleri de olabilir. Batarya ise enerji depolamak için kullanılır; her PV sisteminde bulunması zorunlu bir parça değildir.
Gündüz üretilen elektriğin daha sonra kullanılmasına ilişkin seçenekler için enerji depolama yöntemleri rehberine bakabilirsiniz.
İnverterin kapasitesi ve işlevleri, panel gücünden ayrı değerlendirilir. İnverter ve şebeke hizmetleri açıklaması bu ekipmanın görevlerini anlatır.
Başlıca hücre teknolojileri
Kristal silisyum hücrelerde tek kristalli ve çok kristalli yapılar bulunur. İnce film teknolojisinde ise yarı iletken malzeme bir taşıyıcı üzerine ince katmanlar hâlinde uygulanır. CdTe ve CIGS, ince film örnekleridir; ince film hücrelerin tamamı silisyumdan yapılmaz veya esnek olmak zorunda değildir.
“Tek kristal her zaman şu verimdedir” gibi sabit yüzdeler vermek doğru bir karşılaştırma sağlamaz. Laboratuvar hücresi, ticari panel ve çatıda çalışan bütün sistem farklı ölçüm düzeyleridir. Malzeme adı tek başına bir ürünün kalitesini, fiyatını veya gerçek üretimini belirlemez.
Üretimi neler etkiler?
Panele ulaşan ışığın miktarı ve özellikleri ile hücrenin çalışma koşulları üretimde rol oynar. Yüksek sıcaklık çoğu güneş hücresinin elektriksel verimini düşürür. Dolayısıyla sıcak bir günün mutlaka en yüksek üretimi sağlayacağını düşünmek yanıltıcıdır. PV performansı ve verim rehberi bu etkenleri açıklar.
Karşılaştırma yaparken dört etkeni ayrı düşünün: Gölgelenme, panele ulaşan ışığı azaltır ve kısmi gölgede dizi davranışı da önem kazanır. Yön ve eğim, yıl ve gün boyunca alınan ışınımı değiştirir. Hücre sıcaklığı yükseldiğinde çoğu modülün elektriksel gücü düşer. Toz ve kir ise ışığın hücreye ulaşmasını sınırlar. Bu etkilerin büyüklüğü konuma, mevsime, sistem tasarımına ve bakım koşullarına bağlıdır; tek bir sabit kayıp yüzdesi bütün kurulumlara uygulanamaz.
Güç ve enerji örneği: Varsayımsal bir sistem üç saat boyunca ortalama 2 kW güç sağlarsa 6 kWh enerji üretir. Bu bir günlük üretim tahmini değildir. Bir teklifte kW cinsinden kurulu güç ile kWh cinsinden beklenen yıllık üretimin ayrı yazılmasını isteyin.
Elektrik kesildiğinde paneller çalışır mı?
Standart şebekeye bağlı bir sistemin, elektrik kesildiğinde evi beslemeye devam edeceği varsayılmamalıdır. Kesinti sırasında kullanım için bu amaçla tasarlanmış inverter, güvenli ayırma ve uygun yedekleme düzeni gerekir. Bataryalı sistemin de hangi cihazları ne kadar süre çalıştırabileceği ayrıca belirlenmelidir. Güneş enerjisiyle kesintilere dayanıklılık açıklaması bu ayrımı ele alır.
Bir sistemi değerlendirirken sorulacak sorular
Teklifteki yıllık üretim hangi konum ve gölgelenme varsayımlarına dayanıyor? İnverter, montaj ve koruma ekipmanı kapsama dâhil mi? Üretim nasıl izlenecek? Ürün garantisi ile performans garantisi neyi kapsıyor? Bu sorular, yalnızca panel adedini karşılaştırmaktan daha kullanışlı bir başlangıç sağlar.
Elektrikle birlikte ısı elde etmeyi amaçlayan teknoloji için fotovoltaik termal (PV/T) rehberini okuyabilirsiniz.
