Güneş Panelleri

Güneş panelleri Nedir ? 

Güneş panelleri, fotovoltaik (PV) hücreleri kullanarak güneş ışığını elektriğe dönüştüren cihazlardır. PV hücreleri, ışığa maruz kaldıklarında elektron üreten malzemelerden yapılmıştır. Elektronlar bir devre üzerinden akar ve doğru akım (DC) elektrik üretir, bu elektrik çeşitli cihazları çalıştırmak ya da pillerde depolanmak üzere kullanılabilir. Güneş panelleri aynı zamanda güneş hücreli paneller, güneş elektrik panelleri veya PV modülleri olarak da bilinir.

Güneş panelleri genellikle diziler veya sistemler adı verilen gruplarda düzenlenir. Bir fotovoltaik sistem, bir veya daha fazla güneş paneli, DC elektriği alternatif akım (AC) elektriğine dönüştüren bir invertör ve bazen kontrolörler, sayaçlar ve izleyiciler gibi diğer bileşenlerden oluşur. Bir fotovoltaik sistem, ızgara dışı uygulamalar için elektrik sağlamak, örneğin uzak evler veya kabinler, veya elektriği geri beslemek ve enerji şirketinden kredi veya ödemeler almak için kullanılabilir. Buna ızgara bağlantılı fotovoltaik sistem denir.

Güneş panellerinin bazı avantajları, yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağı kullanmaları, sera gazı emisyonlarını azaltmaları ve elektrik faturalarını düşürmeleridir. Bazı dezavantajları ise, güneş ışığının bulunabilirliğine ve yoğunluğuna bağlı olmaları, bakım ve temizlik gerektirmeleri ve yüksek başlangıç maliyetleridir. Güneş panelleri geniş çapta konut, ticari ve endüstriyel amaçlar için, ayrıca uzay ve ulaşım uygulamaları için kullanılır.,

Güneş hücrelerinden oluşan fotovoltaik modüller, Güneş’ten gelen fotonları kullanarak elektrik enerjisi üretir. Çoğunlukla wafer tabanlı kristal silikon hücreleri veya ince film hücreleri kullanılır. Modüller genellikle sert olup, hücreleri mekanik hasar ve nemden korur. Hücreler, belirli bir voltaj elde etmek için birbiri ardına elektriksel olarak seri bağlanır, ardından akımı artırmak için paralel hale getirilir. Modülün gücü, hem ışığın miktarına hem de modüle bağlı yüke bağlı olarak, voltaj ile akımın çarpımıdır.

PV bağlantı kutusu, güneş panelinin arkasına eklenir ve çıkış noktası olarak görev yapar. Modüller genellikle, sistemle hava geçirmez bağlantı sağlamak için MC4 konektörler kullanır. Metal çerçeveler, panelin yapısını desteklemek için kullanılır.

Hücrelerin modül oluşturmak üzere birbirine bağlandığı güneş modüllerinde, hücre verimliliğini artırmak için çeşitli arka elektrot bağlantı teknikleri kullanılır. Bunlar arasında ışığı yakalamak için polimer film ekleyen Pasifize emici arka iletişim (PERC) ve PERC filmine ek bir oksidasyon tabakası ekleyerek daha fazla ışık yakalamayı sağlayan Tünel oksit pasifize iletişim (TOPCon) bulunur.

Tek başına bir güneş modülü sadece sınırlı miktarda enerji üretir; çoğu kurulum, voltajları veya akımları ekleyen çoklu modülleri içerir. Fotovoltaik bir sistem genellikle, bir dizi fotovoltaik modül, bir invertör, enerji depolamak için bir pil paketi, bir şarj kontrolörü, bağlantı kablolaması, devre kesiciler, sigortalar, kesme anahtarları, voltmetreler ve opsiyonel olarak bir güneş takip mekanizması içerir.

Geleneksel güneş panellerinden farklı olan akıllı modüller, panel seviyesinde maksimum güç noktası izleme, izleme ve gelişmiş güvenlik gibi gelişmiş işlevler sunan güç elektroniğine sahiptir. Bu güç elektroniği, güneş modülünün çerçevesine takılır veya bir konektör aracılığıyla fotovoltaik devreye bağlanır.

Tarihçesi : 

1839’da, Fransız fizikçi Edmond Becquerel bazı malzemelerin ışığa maruz kaldıklarında elektrik yükü üretebildiklerini ilk kez gözlemledi. Bu ilk güneş panelleri basit elektrikli cihazlar için bile çok verimsizdi ancak ışığı ölçmek için bir araç olarak kullanıldılar.

Becquerel’in bu gözlemi, İngiliz elektrik mühendisi Willoughby Smith’in 1873’te ışığın selenyum üzerine çarpması sonucu yük oluşabileceğini keşfedene kadar tekrarlanmadı. Bu keşiften sonra, William Grylls Adams ve Richard Evans Day 1876’da “Selenyum üzerinde ışığın etkisi” başlıklı çalışmayı yayınladılar ve bu çalışmada Smith’in sonuçlarını tekrarlamak için kullandıkları deneyi anlattılar.

1881’de, Amerikalı mucit Charles Fritts ilk ticari güneş panelini yarattı. Fritts, bu güneş panellerini “sadece güneş ışığına maruz kalmakla kalmayıp aynı zamanda loş, dağınık ışığa da maruz kalarak sürekli, sabit ve önemli bir güç” olarak tanımladı. Ancak, bu güneş panelleri, özellikle kömürle çalışan enerji santrallerine kıyasla çok verimsizdi.

1939’da, Russell Ohl birçok modern güneş panelinde kullanılan güneş hücresi tasarımını oluşturdu. Tasarımını 1941’de patentledi. Bu tasarım, 1954’te ilk ticari olarak uygun silikon güneş hücresini yaratmak için Bell Labs tarafından kullanıldı.

Güneş paneli yükleyicileri 2008 ve 2013 yılları arasında önemli bir büyüme gördü. Bu büyümenin sonucunda, birçok yükleyicinin “ideal” güneş çatılarına sahip olmayan projeleri vardı ve gölgeli çatılar ve yönlendirme zorluklarına çözüm bulmak zorunda kaldılar. Bu sorun, ilk olarak mikro-invertörlerin yeniden popüler hale gelmesi ve daha sonra güç optimizatörlerinin icadı ile ele alındı.

Güneş paneli üreticileri, AC modüller oluşturmak için mikro-inverter şirketleriyle ortaklık kurdu ve güç optimizatörü şirketleri, akıllı modüller oluşturmak için modül üreticileriyle işbirliği yaptı. 2013’te birçok güneş paneli üreticisi akıllı modül çözümlerini duyurdu ve sevk etmeye başladı.