Güneş enerjisi ile ev ısıtma
Bu yöntem, önceki gibi güneş enerjisinin suyu ısıtmasına dayanıyor. Burada güneşle ısıtılan su, ev içinde kullanılan su ısıtıcısına pompalanıyor. Böylece yeterli ısı sağlandığında, evdeki su ısıtıcısında ısıtma için ek bir yakıt ya da elektrik kullanmaya gerek kalmıyor. Ancak gece saatlerinde güneş enerjisi kullanmak mümkün olmadığında, su diğer yollardan biri ile ısıtılıyor. Bu yöntemle, harcamalar tümüyle yok edilemese bile ciddi miktarlarda tasarruf sağlanabiliyor.
Bu tür kullanılan sistemlerden biri de yerden ısıtma sistemleri. Bunun için inşaat sırasında, binanın zemin kısımlarına, ihtiyaca göre yalıtımlı su boruları döşeniyor. Bu borulardan geçen sıcak su, çatıya kurulan su ısıtma sisteminden gelen suyun borulardan dolaştırılmasıyla ısıtma sağlanıyor. Bazı yerlerde bu sıcak su radyatörlerden de geçirilebiliyor. Yerden ısıtmanın böyle yapılmasının bir iyi tarafı da, bu sistemlerde radyatörlü sistemlere göre daha az ısı gereksinimi olması. Genellikle oda sıcaklığı en çok 27 ya da 28 derecede tutulacak biçimde, borulardan yaklaşık olarak 55 derece sıcaklıkta su dolaştırılıyor. Çatı su ısıtma sistemleri de bu sıcaklığı Güneşli havalarda kolaylıkla sağlayabiliyor. Yine de gece güneş battıktan sonraki saatlerde ek bir ısıtma sağlayan su ısıtıcıları da kullanılabiliyor.
Elektrik üretimi
Günümüzde gittikçe yaygınlaşan güneş enerjisi kullanımlarından biri de elektrik üretimi. Bunun için pek çok farklı yöntem bulunuyor. Rüzgar türbini kullanılarak elektrik üretimi, yine dolaylı güneş enerjisi kullanımına dayanıyor. Çünkü rüzgâr, daha önceden güneşin yeryüzünü ısıtması sonucu oluştuğu için bir sonuç olarak kullanılan enerji. Doğrudan kullanıma en iyi örnek, pek çok yerde kullanılan güneş panelleri ile elektrik üretimi. Fizikte Fotoelektrik Olay olarak bilinen, belirli dalgaboylarında ışışın belirli maddelerden, özellikle silikondan yapılmış yüzeylere çarpmasıyla elektron koparması ve bu elektronların da akım oluşturmakta kullanılmasına dayanan olayla elektrik üretiliyor. Bazı hesap makinelerinde ya da kol saatlerinde bile kullanılabilen güneş panelleri, büyüklüklerine, yapıldıkları malzemelere göre farklı miktarlarda elektrik üretiyorlar. Bu elektrik ya doğrudan üretildiği anda kullanıldığı gibi, kimi zaman akü ya da pillerde depolanarak, güneş battıktan sonraki zaman dilimlerinde kullanılabiliyor. Bugün Dünya'da her iki kullanım da yaygın. Doğrudan üretildiği anda kullanımda, elektrik doğrudan elektrik şebekesine aktarılıyor ve santrallerde diğer yollarla üretilen elektriğe katkı olarak kullanılıyor. Dolaylı kullanım ise, genellikle daha küçük ölçekli yerlerde tercih ediliyor. Pek çok gelişmiş ülke, devlet girişimi olarak güneş enerjisinin kulanımı için yatırım yapıyor ve böylece fosil yakıt kullanımının ülke içindeki payını gittikçe azaltarak temiz enerjiye geçiyor. Yapılan yasal düzenlemelerle, güneş panelleri yoluyla ya da rüzgar türbinleri kurarak elektrik üreten özel sektör ya da şahısların, ürettikleri elektriğin fazlasını şehir şebekesine aktararak bu yolla kazanç elde edebilecekleri bir uygulama gittikçe yaygınlaşıyor. Örneğin evinin çatısına güneş paneli koyan bir kimse, ev için kullandığından fazlasını şehir şebekesine aktarıyor ancak gece paneller elektrik üretmediği için, bu kez şehir şebekesinden elektrik kullanırken, şebekeye aktardığı elektriği bir anlamda geri almış oluyor. Şebekeye aktarılan elektrik miktarı evde kullanılan miktardan büyük olduğunda, kişnin elektrik faturası eksi sayı ile geliyor. Bunun anlamı, elektrikten para kazanması demek. Artı olarak gelen fatura ise, güneş paneli kullanmayan kişilerin faturalarına göre epeyce düşük oluyor. Yani her durumda avantaj var. Güneş panelleri kullanarak elektrik üretimi için bir eve kurulan sistem genellikle halen epeyce maliyetli. Önümüzdeki on yıl içinde hem kullanımın artışına bağlı olarak Güneş paneli üretiminin artması sonucu ucuzlama, hem de teknolojik olarak çok daha verimli paneller üretilmesiyle, kullanılacak panel miktarının azalması sonucu maliyet düşüşleri olacaktır.
Güneş panellerinin en yaygın olarak kullanılan iki türü bulunuyor. Monokristal (tek parça kristal) ve Polikristal (farklı farklı kristalerin birleşmesiyle oluşturulmuş çoklu kristal) olarak adlandırılan bu iki türün güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürme verimlilikleri farklı. Üretim yöntemleri farklı olan bu iki tür arasında fiyat farkı da olsa da, genel olarak aşırı bir farklılık bulunmuyor. Son zamanlarda, çatı kiremitleri biçiminde üretilen ve ilk bakışta normal çatı kaplaması gibi görülen ancak bir evin elektrik gereksinimini yeterli bir biçimde karşılayabilecek alana sahip güneş panelleri de üretilmeye başlandı.
Güneş panelleri ile üretilen elektrik düzgün akışlı bir elektrik değil. Güneş ışınlarının panel üzerine düştüğü açıyla, havanın bulutluluk miktarıyla, hatta bulut geçişleri ya da yakınlarda bulunabilecek ağaçların gölgesinin etkisiyle bile akım miktarı değişebiliyor. Bazı güneş panellerinin bağlandığı bölüme motor eklenerek, hesaplama ya da aydınlanma miktarı ölçümü ile gün içinde Güneş'i izlemesi sağlanabiliyor. Bu yolla gün içinde panele düşen güneş ışınlarının açışı dik açıya çok yakın tutulabildiğinden, bu tür sistemler diğer sabit panellere göre çok daha verimli. Yine de motor eklenmesi, mekanik tasarım ve kontrol elektroniği gerekliliği nedeniyle maliyeti daha fazla oluyor.
Güneş panellerinde üretilen elektrik akımı doğru akım olarak bilinen, tek yönlü bir akım. Yani artı ve eksi ucu belirli. Oysa ki evlerde kullandığımız şehir elektriği alternatif akım olarak bilinen, ve artı ve eksi kutupları saniyede 50 kez değişen bir akım. Bunun nedeni de, bu akımın dinamolar yardımıyla üüretilmesi nedeniyle, dönmekte olan bir bobin ya da mıknatısın artı ve eksi uçlarının dönme hızına bağlı olarak değişmesi. Genellikle bu hız saniyede 50 kez değişecek biçimde ayarlanıyor (birim olarak 50 Hertz). Bazı ülkelerde ise bu değer 60 Hertz olarak belirlenmiş.
Panellerin ürettiği doğru akımın, alternatif akımla çalışan ev aletleri için kullanılabilmesi, dönüşüm yapılması ile mümkün oluyor. Bu dönüşümde, hen voltaj hem de tür değişimi yapılıyor. Güneş panelleri, üreticilerin belirlediği standartlara göre çeşitli değerlerde doğru akım üretiyorlar. 12V ya da 24V olan paneller var. akım miktarı değişken olduğundan, bir tür voltaj düzenleyici ile bu akım sabit akıma dönüştürülüyor. Böylelikle zaman içinde belirsiz bir biçimde artıp azalan doğru akım, sabt bir doğru akıma dönüştürülüyor. Bu doğru akım, doğru akım-alternatif akım dönüşümünü yapabilen dönüştürücü aletlerle 220V alternatif akıma dönüştürülüyor. Böylece, örneğin 12V doğru akım üreten panellerden elde edilen elektrik akımı düzgün akıma dönüştürülüp yeterli kapasitedeki akülerde depolanırken, bu akülerden alınan 12V düzgün doğru akım, dönüştürücü ile 220V alternatif akıma dönüştürülerek ev aletlerinde kullanılabiliyor.
Bu dönüşümler sonucu, elektrik enerjisinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşerek kaybediliyor. Bu kayıpları en aza indirebilmek için, örneğin deniz taşıtlarında, alternatif akım yerine doğrudan 12V ile çalışan buzdolabı, televizyon gibi aletler kullanılarak elde edilen elektriği daha verimli kullanmak mümkün oluyor. Evlerde de, son zamanlarda yaygınlaşmaya başlayan, 12V doğru akım ile çalışan led lambalar kullanılarak, 220V dönüşüm yapılmadan aydınlatma sağlamak da, üretilen elektrik enerjisinin verimliliğini arttırabilir.
Güneş panelleriyle elektrik üretimi, özellikle ulaşım zorlukları nedeniyle elektrik hatlarının ulaştırılamadığı yerlerde kullanılabiliyor. Bazı baz istasyonları ya da radyo vericileri, kuruldukları yüksek yerlerde, bu yolla üretilen elektrikle besleniyor ve kurulum maliyetleri azaltılıyor.
Güneş panellerinin ömürleri de uzun. Özellikle hareketli parça içermeyen panellerin ömrü, maliyetlerini uzun vadede karşılayacak kadar çok. Yalnızca hava koşullarından dolayı toz ve kir birikmesi panellerin verimliliğini düşürdüğünden, arada sırada cam temizliği yapar gibi temizlenmeleri gerekiyor. Bazı sistemlerde, bu da kendi ürettiği elektriği kullanarak otomatik olarak çalıştırılan temizleme sistemleri kullanımıyla çözülmüş durumda.
Sonraki yazımızda, bu anlattıklarımızın dışında güneş enerjisinin özellikle fakir ülkelerde, elektriğin normal yollarla kullanılamadığı bölgelerde ne gibi işler için kullanılabildiği ile ilgili bilgi vereceğiz.
