FOTOVOLTA*K P*L

advertisement
FOTOVOLTAİK PİL
•EZGİ KUBİLAY
•CEYHUN BOSTANCI
•ÇAĞLA GİZEM ACAR
•
•
•
•
•
•
•
•
•
PV NEDİR
PV’NİN TARİHÇESİ
P VE N TİPİ YARI İLETKENLER
FOTOVOLTAİK PİLİN YAPISI
FOTOVOLTAİK PİL NASIL ÇALIŞIR?
PV ÇEŞİTLERİ
PV’NİN ÖNEMİ
GÜNEŞ PİLİ SİSTEMLERİ
PV İLE İLGİLİ TASARIM ÖRNEKLERİ
•
•
•
Günümüzde çeşitli yerlerde elektrik üretimi güneş
enerjisinden elde edilmeye başlandı. Güneş enerjisinden
elektrik enerjisi elde ediyoruz.
Peki nasıl oluyor da güneş ışınlarından elektrik elde ediliyor?
Güneş pilleri ya da diğer bir deyişle Fotovoltaik piller güneş
ışığından elektriği nasıl üretiyor?
• Günlük güneş enerjisinin seyreltik ve kesikli olması, bu
enerjinin daha etkin ve verimli kullanılmasında sorun
olmaktadır. Oysa, bugün dünya ya gelen güneş enerjisi,
dünyada kullanılan tüm enerjinin 15-16 bin katı dolayındadır.
Bu durumda, dünya üzerinde bu enerjiyi olabildiğince verimli
ve etkin kullanabilme yolunu bulmamız gerekmektedir.
• Bunun yanı sıra, en akıllıca yollardan biri de güneş enerjisini
dünyanın dışında yakalayarak bunu bir şekilde elektrik
enerjisine çevirerek dünyaya aktarmaktır.
PV TARİHÇESİ
• 19.yüzyılın başlarında güneş pillerinin buluşunu yaklaştıran ilk
gelişmeler sağlandı.
• A.Edmond Becquerel 1839 yılında platin tabakalar üzerinde
yaptığı çalışmayla fotovoltaik etkiyi buldu.
• 1884 yılında Charles Fritts ilk güneş pili hücresini
geliştirmesiyle güneş pili teknolojisine doğru büyük bir adım
atılmış oldu.
• 1954 yılında ise Bell Laboratuvarlarındaki bilim adamları
tarafından iyon yüklü silisyum (diğer bilinen adıyla silikon) ile
güneş pilleri oluşturularak bugünkü güneş pili teknolojisini
belirlediler.
PV NEDİR?
• Güneş ışığı foton adı verilen küçük enerji paketlerinden oluşur. Her
dakika güneşten gelen fotonlar dünyanın bir yıllık enerji tüketimine
yetecek kadar enerjiyi dünyamıza ulaştırırlar.
• Güneşten gelen bu enerjiyi kullanarak elektrik üretme amacı ile
güneş panelleri, başka bir deyişle fotovoltaik paneller kullanılır.
• Güneş pili hücrelerinin üst tabakaları çatlamaların, kırılmaların ve
enerji kaybının önlenmesi için yansımayı önleyici kaplama ve
korumalardan oluşur.
• Bu katmanların altında ise N tipi ve P tipi yarıiletken maddeler
bulunur.
p tipi ve n tipi yarı iletkenler
• Yarı iletken malzemeler, akımı iyi iletmezler. Aslında ne iyi bir
iletken, nede iyi bir yalıtkandırlar. Çünkü valans bandındaki
boşlukların ve iletim bandındaki serbest elektronların sayısı
sınırlıdır.
• Saf silisyum veya germanyum’un mutlaka serbest elektron
veya boşluk sayısı artırılarak iletkenliği ayarlanmalıdır.
İletkenliği ayarlanabilen silisyum veya germanyum, elektronik
devre elemanlarının yapımında kullanılır.
• Germanyum veya silisyumun iletkenliği ise ancak saf
malzemeye katkı maddesi eklenmesi ile sağlanır.
• Katkı maddesi eklenerek oluşturulan iki temel yarı iletken
materyal vardır. Bunlara; N-tipi madde ve P-tipi madde denir.
• Elektronik devre elemanlarının üretiminde bu iki madde
kullanılır.
FOTOVOLTAİK PİLİN YAPISI
• Güç çıkışını arttırmak
amacıyla çok sayıda güneş
pili birbirine paralel ya da
seri bağlanarak bir yüzey
üzerine monte edilir,bu
yapıya güneş pili modülü ya
da fotovoltaik modül adı
verilir.Güç talebine bağlı
olarak modüller birbirlerine
seri ya da paralel bağlanarak
birkaç W’tan MW’lara kadar
sistem oluşturulur.
FOTOVOLTAİK PİL NASIL ÇALIŞIR
•
1) Güneş ışığı güneş pili üzerine düşer
ve fotovoltaik hücreler tarafından
absorbe edilir. Güneş pilinde çok
elektrona sahip P tipi yarı iletken
madde ve az elektrona sahip N tipi
yarı iletken madde bulunur.
2) Güneş ışığı P tipi yarı iletken
maddeden elektron koparır.
3) Enerji kazanan elektronlar N tipi
yarıiletken maddeye doğru akarlar.
4) Bu sabit tek yönlü elektron akışı
doğru akımı (DC) yaratır. Elektronlar
kurulan devreler boyunca akarak
pillerin şarj edilmesinde ya da farklı
alanlarda kullanılır ve P tipi yarı
iletken maddeye geri döner.
FOTOVOLTAİK PİLLERİN ÇEŞİTLERİ
Güneş pilleri üretim şekillerine göre gruplandırılabilir.
Monokristalin Güneş Pilleri:
Monokristalin güneş pillerinde
malzemenin atomik yapısı homojendir.
Monokristalin güneş pilleri verimlilik
kapasitesi diğerlerine göre en yüksek olan
(%20) güneş pili çeşididir.
Monokristalin güneş pillerinin üretimleri
teknik açısından daha zor olduğundan ve
daha çok zaman aldığından dolayı bu tip
güneş pillerinin fiyatları da verimlilik
kapasiteleri gibi diğer güneş pili
çeşitlerinden daha yüksektir. Ancak uzun
süreli kullanımlar için düşünüldüğünde
monokristalin güneş pilleri dayanıklılık ve
verim açısından daha iyi bir seçenek
olacaktır.
Polikristelin Güneş Pilleri
• Polikristalin güneş pillerinde
malzeme birçok monokristalden
oluşur ve atomik yapı homojen
değildir. Poikristalin güneş
pillerinin verimlilik kapasitesi
yaklaşık %16 olup monokristalin
güneş pillerine göre daha düşük,
CIS güneş pillerine göre ise daha
yüksektir.
• Polikristalin güneş pillerinin
maliyeti monokristalin güneş
pillerinden daha düşük olduğu ve
verimlilik kapasitelerinin maliyete
oranı yüksek olduğu için bu tip
güneş pilleri en sık üretilen güneş
pilleridir.
Amorf Silikon Güneş Pilleri
• Amorf silikon güneş pilleri
kristal yapılı olmayan güneş
pilleridir. amorf güneş
pillerinin yapısı nedeniyle
veimlilik kapasiteleri %5 ile
%8 aralığında diğer güneş
pillerine göre düşük olan
değerlere sahiptir.
CIS Güneş Pilleri
• CIS (Copper-Indium-Diselenid - Bakır-İndiyum-Diselenid)
güneş pilleri diğer güneş pillerine göre çok daha ince tabakalı
ve verimlilik kapasitesi %10 civarında olan güneş pilleridir. CIS
güneş pillerinin ince yapılı olması montajının kolay olması,
maliyetinin düşmesi, geniş yüzeylerde uygulamasının
kolaylaşması, hafiflik gibi birçok avantaj sağlamaktadır.
Pv önemi
• Güneş takibi yapan sistemler alan darlığı olan; güneş enerjisi
ile su ısıtma sistemlerinde, panel maaliyetinin çok yüksek
olduğu güneş enerjisi ile elektrik üreten sistemlerde ve hem
elektrik hem de ısı üreten parabolik aynalı sistemlerde
maaliyetin azaltılması ve kullanıla bilirlik açısından oldukça
önem taşımaktadır.
Güneş Pili Sistemleri
• Güneş pili sistemi uygulamaları iki ana gruba ayrılabilir.
• Şebeke bağlantılı güneş pili sistemleri
• Bağımsız güneş pili sistemleri
Şebeke Bağlantılı Güneş Pili Sistemleri
• İlk tür sistem temelde bir
yerleşim biriminin elektrik
ihtiyacını karşılar.
• Bu sistemlerde üretilen fazla
elektrik şebekesine satılır.
• Yeterli enerjinin üretilmediği
durumlarda şebekeden enerji
satın alınır.
• Böyle bir sistemde enerji
depolanması yapmaya gerek
yoktur,yalnızca üretilen DC
gerilimin, AC’ye çevrilmesi ve
şebeke uyumlu olması
yeterlidir.
• İkinci tür şebekeye bağlı güneş pili sistemleri kendi başına
elektrik üretip, bunu şebekeye satan büyük güç üretim
merkezleri şeklindedir.
• Bunların büyüklüğü 600-700 Kw’tan MW’lara kadar değişir.
• Depolama maliyetini ortadan kaldırdığı için bu sistemlerde
üretilen enerji nispeten daha ucuzdur. Fakat konveksiyonel
kaynaklarla karşılaştırıldığında halen pahalıdır.
Bağımsız Güneş Pili Sistemleri
• Bu sistemlerde yeterli sayıda
güneş pili modülü, enerji kaynağı
olarak kullanılır.
• Güneşin yetersiz olduğu
zamanlarda ya da özellikle gece
süresince kullanılmak üzere
sistemde akü bulundurulur.
• Güneş pili modülleri gün boyunca
elektrik enerjisi üreterek bunu
aküde depolar, yüke gerekli olan
enerji aküden alınır.
• Akünün aşırı şarzj ve deşarj olarak
zarar görmesini engellemek için
kullanılan regülatör ise akünün
durumuna göre, ya güneş
pillerinden gelen akımı ya da
yükün çektiği akımı keser.
• Şebeke uyumlu alternatif akım
elektriğinin gerekli olduğu
uygulamalarda, sisteme bir
inverter eklenerek aküdeki DC
gerilim, 220V, 50Hz.’lik sinüs
dalgasına döüştürülür.
• Benzer şekilde, uygulamanın
şekline göre çeşitli destek
elektronik devreler sisteme
katılabilir.
• Bazı sistemlerde,güneş
pillerinin maksimum güç
noktasında çalışmasını
sağlayan maksimum güç
noktası izleyici cihazı bulunur.
FOTOVOLTAİK PİL İLE İLGİLİ
ÇALIŞMALAR
• Kırıkkale üniversitesinde yapılan bir öğrenci çalışmasında, güneş
enerjisi ile çalışan araç yapılmak istenmiştir.
• Tasarım sürecinde;
• Temel olarak maksimum güneş etki alanı sağlarken, ağırlığı azaltmak
ve aracı mümkün olan en güvenli hale getirmek amaçlanmıştır.
• Yapılan araştırmalar ve proje sonuçları güneş enerjisinin taşıtlarda
kullanımının önündeki engelleri ortaya koymuştur. Fotovoltaik
pillerin verim düzeyleri ve bataryaların enerji kapasiteleri taşıtların
bağımsız seyir mesafesini birinci dereceden etkilemektedir. Bu
kısıtların iyileştirilmesi güneş enerjisinin taşıtlarda kullanımını
artıracak, güneş enerjisinin taşıtlarda ikincil enerji kaynağı olarak
kullanılması ise elektrikli araçlarda menzil artırıcı ek bir tedbir olarak
geliştirilecektir.
FOTOVOLTAİK GÜÇ DESTEKLİ MİKRO
SULAMA SİSTEMİ
•
•
Bu çalışmada; Şanlıurfa ilinin yüksek güneş enerjisi potansiyelinden yararlanmak
amacıyla fotovoltaik (PV) güçle çalışan bir mikro (damla) sulama sistemi (MSS)
kurulumu önerilmektedir. Fırçasız doğru akımlı (DC) pompa kullanılan PV-MSS
sistemi, belirlenmiş bir alanda, yörede yetiştirilen yerli biberin sulama
gereksinimine yönelik olarak boyutlandırılmış olup, tarla etkinliği deneysel olarak
araştırılmaktadır. Ayrıca kullanılan DC pompanın, klasik alternatif akım (AC)
pompalarla teknik ve ekonomik açıdan deneysel kıyaslamasının yapılmasında
hedeflenmektedir. Kıyaslama için aynı boyutlarda, aynı toprak ve bitki desenine
sahip iki arazi seçilmiştir.
Her iki pompa, aynı dizilime sahip mikro sulama hattına bağlı olup, aynı debide
sulama yapılacaktır. Her iki pompa ile ilgili ölçülen deneysel veriler kullanılarak;
tarla etkinlikleri ve sistem performansları, teknik ve ekonomik yönlerden
araştırılacaktır. Çalışma sonunda gerçek tarla koşullarında elde edilmiş sonuçlar
kullanılarak yöredeki çiftçilerin doğru bir şekilde yönlendirilmesi mümkün
olabilecektir.
DC MOTOR MSS SİSTEMİ
AC MOTOR MSS
SİSTEMİ
• Sonuç olarak;
• Güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kullanımlarına ülke
enerji politikalarında yer verilmesi, enerji dış alımlarını
azaltabileceği gibi fosil yakıtlardan kaynaklanan çevre
kirliliğinin azaltılmasını da sağlayacaktır.Tuzluluk ve çoraklaşma
sorununa çözüm olacak mikro sulama yönteminin bu
sistemlerde kullanılması ile çiftçilere örnek teşkil edecek ve
böylece yaygınlaşarak, tuzluluk ve çoraklaşma sorununun
azaltılmasına katkıda bulunacaktır.
Download
Random flashcards
qweeqwqwe

5 Cards oauth2_google_78146396-8b44-4532-a806-7e25cc078908

En Mimar Architecture LTD ŞTİ XD

2 Cards asilyasar069

KIRIHAN GÜMÜŞ DEDEKTÖR

6 Cards oauth2_google_49cd8e53-7096-4be6-ba73-4ff7e4195b4b

Create flashcards