Güneş ≠ Elektrik

17.05.2018 11:31
  •  A 

Başta güneş ve rüzgâr olmak üzere çevreci enerji kaynakları iklim değişikliği endişelerinin arttığı son yıllarda dünya enerji gündeminde çok önemli yer tutuyor. Özellikle gelişmiş ülkelerde bu konuya büyük yatırımlar yapılmakta ve Ar-Ge kaynakları ayrılmaktadır. Çok az güneş alma değeri olan İngiltere ve Kuzey ülkeleri bile güneş enerjisine yatırım yapmakta ve kullanımını teşvik ederek yaygınlaşmasını sağlamaktadır.

Ülkemizde ise güneş enerjisi genel olarak çevreci endişelerden uzak bir şekildek Wh/cent mantığı ile yürümektedir. Bu durum da güneş enerjisinin sadece elektrik enerjisi olarak değerlendirilmesine ve yatırımcıların konuya kar odaklı yaklaşmalarına sebep olmaktadır. Oysa burada ana hedef ülkemizin büyük oranda dışa bağımlı olan enerji ihtiyacının ve sera gazları salınımının azaltılması olmalıdır.

Elektrik enerjisinin satılabilir olması sebebiyle fotovoltaik panellerden elektrik üretimine olan ilgi güneşin aslında bir ısı kaynağı olması gerçeğinin önüne geçmiştir. Oysa gündelik yaşantımızda ve sanayide ısı enerjisi en az elektrik enerjisi kadar önemlidir. Evlerin ve iş yerlerinin merkezi sistemle ısıtılması ile sanayide kullanılan proses ısı çoğunlukla fosil yakıtlarla sağlanmaktadır. Bu amaçla kullanılan yakıtların başında kömür ve doğal gaz gelmektedir. Ülkemizde çıkarılan düşük kaliteli kömür kalori başına en ucuz maliyeti sağlarken çok büyük çevre kirliliğine yol açmaktadır. Doğal gazda ise tamamen dışa bağımlı olan ülkemiz, hem dış ticaret açığı vermekte, hem de tedarikte zaman zaman oluşan risklere maruz kalmaktadır.

Bu noktada temelde ısı kaynağı olan güneşten yüksek verimlilikte nasıl faydalanabileceğimizi incelememiz gerekmektedir. Düşük sıcaklıkta çalışan güneş enerjili su ısıtma sistemleri ile kullanım sıcak suyun elde edilmesi uzun yıllardır ülkemizde yaygın olarak uygulanmaktadır. Dünyanın en büyük ısıl güneş paneli pazarlarından olan Türkiye’de aynı zamanda çok kaliteli güneş panelleri üretilmektedir.

Güneş enerjisini 70ºC civarına kadar randımanlı olarak kullanabilen güneş enerjili su ısıtma sistemleri sanayide ihtiyaç duyulan gün boyu 80-150ºC arasındaki ve üzerindeki ısıyı sağlayamamaktadır.Panellerde ısı arttıkça ısı kaçağı da artmakta ve panele gelen ısıdan doğru orantıda faydalanılamamaktadır.Bazı paneller öğle saatlerinde 100ºC değere ulaşabilseler de bunu çok kısa süreli olarak sağlayabilmektedirler.

Orta (80-200ºC) ve üst (200 + ºC) derecelerdeki uygulamalarda endüstriyel panellerden faydalanılmaktadır.  Endüstriyel güneş panelleri genel olarak parabolik ve lineer fresnel olarak tabir edilen yoğunlaştırıcılı sistemlerdir.Bu sistemler, direk gelen güneş ışınlarını aynalar ile bir merkeze odaklayarak yüksek derecelerde ısı elde edilmesini amaçlarlar. Yatırım maliyetlerinin yüksekliği yanı sıra çok fazla bakım ve işletim maliyeti olan panellerdir. Ağırlıklı olarak direk gelen gün ışınları ile çalıştıkları için havadaki nem, toz, kirlilik, bulut gibi etkenler yüzünden oluşan endirekt güneş ışınlarından tam olarak faydalanamazlar. Panelin yansıtıcılarında biriken toz direk gelen güneş ışınlarının aynalara doğru olarak yansıtılmasını engeller. Bu yüzden sürekli olarak aynaların temizlenmesi gerekir. Ayrıca güneşi takip eden hareketli parçaların dişlilerinin sık sık bakım yapılması veya değiştirilmesi gerekmektedir.Bu sebeplerden ötürü dünyada yaygın olarak kullanılmamaktadırlar.

Parabolik ve lineer fresnel panellerin bu dezavantajlarını ortadan kaldırarak güneş enerjisinden orta ve yüksek derecelerde gerçekten ekonomik olarak faydalanmak amacıyla birçok çalışma yapılmaktadır. İsviçre’deki CERN Araştırma Merkezinde çalışmış olan fizik profesörü  Vittorio  Palmieri en mükemmel ısı yalıtımının havasız ortam olmasından yola çıkarak 2 m²lik bir güneş panelinin içini kendi geliştirdiği teknoloji ile vakumlayarak paneldeki ısı kaçağını en asgari seviyeye indirmeyi başarmıştır.Direk ve endirekt gelen güneş ışınlarının tamamı vakumlu ortamda ısı kaybı olmadan panelin içindeki ısı transfer sıvısını ısıtarak temizlik ve bakım gerektirmeden 200ºC ve üzerinde ısı üretebilmektedir. Bu vakum teknolojisi sayesinde iklim farkı olmadan güneş ışığı olan saatlerin büyük bölümünde orta ve üst ısı değerlerinde üretim sağlanabilmektedir.Solar Keymark tarafından 200ºC değerde ısı üretebilen ilk ve tek düz yüzeyli güneş paneli sertifikası verilen bu paneller deneme uygulamalarını başarıyla tamamlamış ve TVP Solar markası ile İtalya’daki üretim tesislerinde seri üretime geçmiştir.

200ºC dereceye kadar verimli bir şekilde alınan ısı enerjisi sanayide süt işleme, tekstil, desalinasyon, kurutma, buhar elde etme gibi uygulamalarda mevcut sistemi takviye edecek şekilde sisteme ilave edilerek fosil yakıtlardan tasarruf edilmesini sağlar. Ayrıca konut, turizm tesislerinde ve hastanelerde ortam ısıtma, çamaşırhanede buhar ve sıcak su, havuz ve hamam ısıtılması amacıyla kullanılabilir.

Orta ısı uygulamalarının kullanılacağı bir başka önemli saha da hava soğutmadır. Yaygın olarak kullanılan elektrikli soğutma grupları haricinde absorbsiyonlu soğutma grupları ısı kaynağından aldıkları enerjiyi amonyak ile etkileştirerek soğuk hava elde edilmesini sağlarlar. Bunlardan daha büyük soğutma kapasitesine sahip çift etkili absorbsiyonlu soğutucular 160ºC civarında ısıya ihtiyaç duyarlar. Soğutmaya en çok ihtiyaç duyulan saatler doğal olarak günün en sıcak saatleridir. Bu saatlerde güneş panellerinden en büyük verim alınırken, elektrik tarifelerinin en pahalı olduğu zaman dilimi yine bu saatlerdir. Güneş enerjisi ve doğal gaz ile kurulacak hibrit bir sistem özellikle kamu binaları ve hastanelerde soğutma giderlerinde çok büyük tasarruf sağlayacaktır. Bir binanın harcadığı enerjinin %70’inden fazlasının ısıtma ve soğutmaya gittiği düşünüldüğünde güneş enerjisi ile ısıtma ve soğutma yapmanın ne kadar büyük bir enerji tasarrufu sağlayacağı ortadadır.

Günümüzdeki teknolojiler ile yenilenebilir kaynaklardan enerji üretimi fosil yakıtlarla karşılaştırıldığında pahalı kalmaktadır.Ancak diğer taraftan da söz konusu olan içinde yaşadığımız doğadır. Yenilenebilir enerji kaynakları uygulamalarının artması ve gelişen teknolojiler ile bu maliyetler önümüzdeki yıllarda mutlaka düşecektir.

Bu süreçte devlete düşen görev yenilenebilir enerji kaynaklarını doğru tanımlamak, sınıflandırmak ve bu yönde yapılacak Ar-Ge yatırımlarını ve uygulamaları teşvik etmek olmalıdır. Başta kamu binaları olmak üzere uygun olan her alanda yenilenebilir enerji kaynaklarının doğru olarak kullanılmasının sağlanması ve dünyadaki teknolojik gelişmeler takip edilerek yeni teknolojilerin gümrük tarifelerine takılmadan yurdumuza getirilmesi ve burada üretim tesislerinin kurulması hedeflenmelidir. Enerji için yurtdışına ödediğimiz para miktarındaki azalmanın bir kazanç olarak görülmesi gereklidir.