Güneş, dört hidrojen atomunun bir helyum atomuna dönüştüğü füzyon tepkimesi ile enerji üretir. Periyodik Tablo'da bir helyum atomunun dört hidrojen atomundan %0,7 daha az kütleye sahip olduğu görülebilir. Bu "eksik kütle", Einstein'ın ünlü denklemi "E = m c^2" denklemiyle hesaplanabilen (m kütle, c ışık hızı olmak üzere), enerjiye dönüştürülen şeydir. Buradan yola çıkarak Güneş'in ürettiği enerjinin "3,8 x 10^26 watt" (3,8 sayısının yanına 26 adet sıfır ekleyince elde edilecek sayı kadar) olduğu, bunun da kütle karşılığının 4.200.000.000 kg olduğu hesalanabilir. Yani kısaca her saniye bu kadar madde enerjiye dönüşmekte ve Güneş hafiflemektedir.
Güneş, yeryüzünde her noktada aynı etkiye sahip olmasa da bizim bulunduğumuz enlemlerde oldukça etkili ve ülkemiz yıl boyunca bol miktarda Güneş ışınlarını alıyor. Buna karşın bu bedava ve yenilenebilir enerjiden yeterince yararlanmıyoruz.
Güneş, muazzam miktarlarda ürettiği enerjisini küresel olarak her doğrultuya yayıyor ve yaklaşık 150 milyon km uzaklıkta bulunan yeryüzü de bu uzaklığa bağlı olarak bu enerjinin çok az bir kısmını alıyor. Bu enerji yeryüzünde çeşitli biçimlerde kullanılıyor ve bir türden diğerine dönüşüyor. Örneğin ısınan sular buharlaşarak atmosferdeki nemi arttırıyor. Bu da bulutlara dönüşüyor ve yağış olarak yeryüzüne dönüyor. Böylelikle karalardaki akarsuları besleyen bu su, mekanik enerjisi kullanılarak hidroelektrik santrallerde elektrik enerjisine dönüştürülüyor. Ya da karaların Güneş tarafından ısıtılmasıyla ısınan hava yükseliyor, daha soğuk yüksek hava katmanlarıyla yer değiştiriyor. Böylece atmosfer hareketleri artıyor ve bu yolla çıkan rüzgar, bunun için kurulmuş türbinleri çalıştırarak yine elektrik elde edilebiliyor.
Bu yolla elde edilen elektrik, çeşitli yerlerde kullanılarak başka enerji türlerine dönüştürülüyor. Örneğin bir matkap çalıştırıldığında, mekanik enerjiye dönüştürülürken, bir su ısıtıcısında ısı enerjisine dönüştürülüyor. Kısacası Güneş'ten gelen enerji, yeryüzünde pek çok farklı alanlarda yine pek çok farklı dönüşümlerle tüm yeryüzü yaşamını etkileyen bir rol oynuyor.
Elektrik kullanımı günlük yaşamımızda vazgeçilmezlerden biri. Halen elektriği olmayan köylerin ya da yerlerin olduğunu duyuyor olsak da ülke çapında sanayiden evlere pek çok yerde bu enerjiyi kullanıyoruz. Bu enerjinin elde edilmesi farklı kaynaklarla oluyor. Bir bölümü yukarıda söz ettiğimiz gibi hidroelektrik santrallerden elde ediliyorken, bir bölümü de doğalgaz ve fosil yakıtların yakılmasıyla çalıştırılan santrallerde üretiliyor. Neyse ki çok dikkatli bir biçimde işletilmesi gereken ve en küçük bir hatada, Japonya'da deprem sırasında hasar gören Fukuşima Nükleer Santrali gibi santraller en azından şimdilik ülkemizde kullanılmıyor. Fosil yakıt kullanılarak elektrik üretmenin bedeli, yanma sonunda çıkan ürünlerden biri olan karbondioksit gazının yeryüzünde küresel ısınmaya olumsuz katkıda bulunuyor olması. Bu nedenle fosil yakıtlardan vazgeçmek çok önemli. Dünyada gelişmiş ülkeler olarak bildiğimiz zengin ülkelerin bir çoğu, son yıllarda bu konuda ciddi girişimlerde bulunuyorlar. Bazıları elektrik üretiminin neredeyse tümünü Güneş enerjisinden sağlamak üzere.
Güneş enerjisi kullanarak elektrik üretimi hem temiz, çevreyi kirletmeyen bir enerji kaynağı sunuyor, hem de bir kez kurulduğunda bakım-onarım giderleri oldukça az oluyor. Ülkemizde de bu konuda son yıllarda girişimler arttı ve özellikle rüzgar enerjisi kullanımı gittikçe önemli hale geliyor. Özellikle batı bölgelerde rüzgarın daha fazla olması nedeniyle çok sayıda rüzgar türbini kuruldu. Bunların pek çok zararından söz edenler var. Örneğin kuşların göç yolları üzerinde kurulu olanların, bu kuşların pervanelere çarpması sonucu ölmeleri nedeniyle zararlı olduğunu söyleyenler var. Bu türbinlerin yaşanan yerlere yakın kurulduğu durumlarda da, pervanelerin dönme sesinin çok rahatsız edici olduğu konusunda da şikayetler var. Belki de bunların kurulması ile ilgili, böyle dikkat edilmesi gereken konuların belirlenmesi gerekiyor. Kaş yapayım derken göz çıkarmadan, kimseyi ve hiç bir şeyi olumsuz etkilemeden de bunu yapmak mümkün olabilir.
Güneş Enerjili Havalandırma
Vantilatör ya da pervaneler, evlerde rahatlama, nem ve koku denetimi gibi konularda havanın aktarılması için yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Evde ısıtma ve soğutma gibi bu işlerde kullanılan, mutfaklarda ocak üstlerinde, klimalarda, tavanlarda, banyolarda, pek çok yerde fan kullanılıyor. Bu fanların Güneş enerjisi ile çalıştırılması durumunda, bunların elektrik faturalarına yansıması engellenebilir. Bu işlem genellikle "Güneş paneli" olarak bilinen ve fotoelektrik olay denilen işlemle, Güneş ışınlarından elektrik üreten panellerle yapılabiliyor.
Güneş Enerjisi ile Sıcak Su
Evlerde doğal gaz, sıvı petrol gazı ve elektrik kullanarak gerekli sıcak su gereksinimleri karşılanıyor. Bir de bunlara ek olarak, özellikle de güney bölgelerimizde daha çok olmak üzere, Güneş enerjisi ile çatılara kurulan sistemlerle su ısıtılarak kullanılabiliyor.
Bu sistemlerde, evin su sistemine bağlanan bir su deposunda tutulan su, Güneş enerjisini mümkün olduğu kadar soğurması için siyaha boyanmış borulardan geçerek ısınıyor. Bunun için depo, ısıtmayı sağlayan panelin daha yukarısına kurularak sistemin pasif olarak çalışması sağlanıyor. Böylece depodaki su, paneldeki borulara doğru yerçekimi yardımı ile inerken, burada Güneş tarafından ısıtılıyor ve ısınınca da depoya sıcak olarak dönüyor. Böylece zaman içinde depodaki suyun tümü bir denge sıcaklığına kadar ısınmış oluyor. Depodan ev içindeki sıcak su kullanım musluklarına aktarılan sıcak suyun yerine su şebekesinden taze soğuk su ekleniyor. Böylece sıcak su kullanıldıkça yerine gelen soğuk su ısıtılıyor. Bu sistemler, kullanılan sıcak su miktarlarına göre farklı büyüklüklerde kullanıma sunuluyor.
Son zamanlarda bu sistemlerden daha verimli olan ve sıcak suyu borularda dolaştırıp ısıtmak yerine, antifiriz özelliği taşıyan ve suya göre daha yüksek sıcaklıklara kadar ısınabilen sıvılar, boru ve depo arasında dolaştırılıyor. Böylece ısı kapasitesi de arttırılmış oluyor.
Bu tür sistemlerin hepsinde kışın bile yeterli sıcak su sağlamak mümkün olabiliyor. Bu yolla da, belli bir harcama gerektiren diğer yöntemlere göre, genellikle kurulum ve bakım maliyetleri dışında ek bir maliyet gerekmiyor. Yine de uzun süre kapalı ve soğuk hava söz konusu olduğunda sıcak su gereksinimini karşılayabilmek için, bu sistemlerde kullanılan depolara, kullanıcı tarafında devreye sokulan ısıtıcı rezistanslar eklenebiliyor. Bunlar doğrudan elektrik kullanarak suyu ısıttığı için faturaya yansıyan bir maliyet getirse de, yıl içinde çok az bir süre kullanıldığı için bu maliyet çok yüksek olmuyor.
Sonraki yazımızda, bu anlattıklarımızın dışında Güneş enerjisinin kullanılabildiği diğer yerlerle ilgili bilgi vereceğiz.
