Katalog

ENERJİ 22 Tüm dünyanın ilgisini yönelttiği güneş enerjisinin kamu yararına kullanılması için çalışmalar yapılmalı Güneşi zapt etmek gerek Necati İPEK ElektrikYüksek Mühendisi nsanlığın varlığını sürdürmesi için yepyeni bir zihniyete ihtiyacı var, sorunlarınızı onları yarattığınız zihniyetle çözemezsiniz” (Albert Einstein). Yaşamsal geleceğimiz içindeki önemi giderek artan, ancak bilimsel açıklamalardan çok sonra, hatta iş işten geçerken “yönetenler”in gündemine giren “küresel ısınma” ve bunun sonucunda doğal iklim değişikliğine ek olarak oluşan “küresel iklim değişikliği” sorununun gizemi, bu ünlü bilim insanının özdeyişinde saklı olsa gerek. 2005 yılında yürürlüğe giren “Kyoto Protokolü”nün başarı düzeyine bakıldığında umutlu olmak için fazlaca bir veri yok elimizde. İklim değişikliğinin en büyük “müsebbiplerinden” olan ABD, çözüm çabalarına uzak ve soğuk dururken, taraf olan kimi gelişmiş ülkeler de ekonomilerinde olası bir küçülmeye neden olacak önlemleri almaya çok da istekli görünmüyorlar. Petrol, doğalgaz vb. tröstlerinin “daha çok kar hırsları” yok edilmedikçe ve Dünya’ya emek penceresinden “Başka Bir Dünya Mümkün” şiarıyla “insanca” bakılmadıkça ne Kyoto ne de “sürdürülebilir kalkınma” senaryolarıyla “kurtuluş” olasılığı da yok. Oysa tepemizdeki güneş bir başka aydınlatabilir dünyayı ve biz, tröstlerin rol verdiği tiyatroda oynamak zorunda kalmayabiliriz. Güneşin yaydığı ve dünyamıza da ulaşan enerji, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışıma enerjisidir, güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi şeklindeki füzyon sürecinden kaynaklanır. Güneş ışınımının şiddeti yeryüzünde metrekare (m2) başına 01100 vat (WattW) değerleri arasında değişim gösterir. Bu ENERJİ ENERJİ ENERJİ ENERJİ Güneşin verdiği enerji, gün içinde güneşli saatlere, güneş ışığının bölgesel olarak düştüğü açıya, günün saatine, mevsime ve enleme göre belirlenir. Buna göre değişen enerji miktarı, Orta Avrupa’da yaklaşık olarak metrekarede, yıllık 1.000 kWatt ve Sahra Çölü’nde yaklaşık olarak metrekarede, yıllık, 2 bin 350 kW’tır. Sahra Çölü’nün yalnızca yüzde 1’lik bir alanı, tüm dünyanın enerji ihtiyacını karşılayabilme potansiyeline sahiptir. yacaktır. Bugünkü yüzde 8 verime dayalı teknoloji ile dahi, işaretli bölgelere yerleştirilecek güneş panelleri, fosil yakıtlar, hidroelektrik, nükleer vb. kaynaklara dayalı tüm santralların ürettiği elektrik enerjisinden biraz daha fazlasını üretebilecektir. “İ enerjinin dünyaya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970’lerden sonra hız kazanmış, güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir. Dünyanın yörüngesi üzerinde, uzayda, birim alana ulaşan güneş ışınları, güneşe dik bir yüzey üzerinde ölçüldükleri zaman 1366 W/metrekaredir. Bu değer güneş enerjisi sabiti olarak da anılır. Atmosfer bu enerjinin yüzde 6’sını yansıtır, yüzde 16’sını da sönümler ve böylece deniz seviyesinde ulaşılabilen en yüksek güneş enerjisi 1020 W/metrekaredir. Bulutlar gelen ışımayı, yansıtma suretiyle yaklaşık yüzde 20, sönümleme suretiyle de yaklaşık yüzde 16 azaltırlar. Örneğin Kuzey Amerika’ya ulaşan güneş enerjisi 125 ile 375 W/metrekare arasında değişirken, günlük elde edilebilen enerji miktarı, 3 ila 9 kilovatsaat (kWh)/metrekare arasında değişmektedir. Bu değer, elde edilebilmesi mümkün en yüksek değer olup, güneş enerjisi teknolojisinin sağlayacağı en yüksek değer anlamına gelmez. Örneğin, fotovoltaik (güneş pili) panelleri, bugün için yaklaşık yüzde 15’lik bir verime sahiptirler. Bu nedenle, aynı bölgede bir güneş paneli, 19 ile 56 W/metrekare ya da günlük 0.451.35 kWh/metrekare enerji sağla Güneş ışını miktarında azalma Hava kirliliğinin neden olduğu “küresel loşluk” ise daha az miktarda güneş ışınının yeryüzüne ulaşmasına neden olduğu için, güneş enerjisinin geleceği ile ilgili kuşkular yaratmaktadır. Nitekim, 19611990 yılları arasını kapsayan bir araştırmada, aynı dönem içerisinde deniz seviyesine ulaşan ortalama güneş ışını miktarında yüzde 4 azalma olduğu belirlenmiştir. En büyük enerji kaynağı olarak güneş, Dünya yüzeyine her yıl yaklaşık 3.9x1024 Jul (JouleJ) enerji miktarı gönderir. Bu miktar 1.08x1018 kWh’ye eşittir. Bu enerji miktarı, bugün dünyanın sanayide ihtiyaç duyduğu enerjinin yaklaşık 10 bin katıdır. Güneşin verdiği enerji, gün içinde güneşli saatlere, güneş ışığının bölgesel olarak düştüğü açıya, günün saatine, mevsime ve enleme göre belirlenir. Buna göre değişen enerji miktarı, Orta Avrupa’da yaklaşık olarak metrekarede, yıllık 1.000 kWatt ve Sahra Çölü’nde yaklaşık olarak metrekarede, yıllık, 2 bin 350 kW’tır. Sahra Çölü’nün yalnızca yüzde 1’lik bir alanı, tüm dünyanın enerji ihtiyacını karşılayabilme potansiyeline sahiptir. Avrupa’nın yenilenebilir enerji kaynağı olarak ihtiyacı olan güneş enerjisinin, Kuzey Afrika’dan elde edilebileceği hesabının yapıldığı bazı senaryolar vardır. Uydularla yapılan araştırmalara ve yazılan senaryolara göre, Kuzey Afrika’nın ve Ortadoğu’nun çöl bölgelerinin yüzde 0.3’den daha azını kapsayan binde üçlük bir alandan elde edilecek enerji hem bu ülkelerin hem de enerji iletim hatlarıyla yapılacak transferle tüm Avrupa ülkelerinin enerji ihtiyacını karşılayabilecektir. Türkiye’nin toplam yıllık ortalama güneşlenme süresi metrekarede 2 bin 640 saattir. Ortalama toplam ışınım şiddeti, metrekarede 1311 kWh/yıldır. Bu miktar, 779 bin 452 kilometrekarelik (km2) yüzölçümüyle tüm Türkiye için, yıllık, kilovatsaat birimiyle 1 katrilyonu aşkın düzeydedir. Bu sayı Türkiye’de kişi başına düşen güneş enerjisi miktarının yaklaşık olarak yıllık 14 milyon kWh olduğunu gösterir. Yani, Türkiye’de kişi başına yıllık tüketim miktarı olan 2 bin700 kWh’lık elektrik enerjisinin 5 bin katından fazladır. Türkiye’nin 2007 yılındaki elektrik tüketimi 190 milyar kWh’dir. Gelişmiş ülkelerde kişi başına yıllık 8 bin 900 kWh kadar olan elektrik tüketimi, Türkiye’de (ortalama) 2 bin 700 kWh’dir. Türkiye’de tüketilen toplam 190 milyar kWh’lik elektrik miktarına karşın, güneş enerjisi potansiyeli bunun 5 bin katıdır. Türkiye’nin yaklaşık 144 kilometrekarelik bir alandaki potansiyel güneş enerjisi miktarı, yıllık 190 milyar kWh olan elektrik tüketimine eşittir. Bu alanın büyüklüğü 12 kilometre x 12 kilometre olarak, Türkiye’nin yüzölçümünün 5 binde 1’inden daha azdır. Kişi başına bu alan, 2007 yılında kişi başına düşen elektrik tüketimi miktarı için 2 metrekareden biraz fazla bir alanı kapsar. Bedava olan güneş enerjisi, üretilen çeşitli ürünlerin fiyatını düşürerek fayda sağlamasının yanında, daha da önemli bir etken olarak doğanın korunmasında ideal bir enerji kaynağıdır. Yukarıdaki hesaplamaların gösterdiği gibi, 2 metrekalik bir alan, 2007 yılında Türkiye’de kişi başına tüketilen elektrik enerjisi miktarına eşit düzeyde bir güneş enerjisi potansiyeline sahiptir. Güneş enerjisinin elektriğe dönüştürülmesinde, yüzde 30’luk verim sağlayan sistemler vardır. Buna göre güneş enerjisinin yaklaşık 3’te 1’i elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Yani belirli bir alanın 3 katı büyüklüğünün, o alanın tam güneş enerjisi potansiyeline denk olduğu söylenebilir. Bu hesapla 2007 yılı kişi başına elektrik tüketimi için gerekli alanın yaklaşık 3 katının gerekli olduğu ortaya çıkar. Örneklersek; yüzde 30’luk verimle yaklaşık 6 metrekareden biraz fazla bir alan, güneş enerjisinin 2 metrekarelik enerji potansiyeline denktir. (2 m2 x 3 = 6 m2) Yaklaşık 6 metrekarelik bir alan Türkiye’de 2007 yılında bir kişinin kullandığı elektrik tüketimine eşit bir elektrik üretimini verebilir. Petrol gibi fosil yakıtlar yerine de elektrik enerjisi kullanılmak istendiği varsayıldığında daha büyük bir alan gereklidir. Yine de, örneğin 25 metrekarelik bir alanın bir kişiye, gelişmiş ülkeler seviyesinde bir enerji tüketimi olanağı sağlayabileceği görülebilir. Dört kişilik bir ailenin 100 metrekarelik bir evde yaşadığı varsayılırsa, bu evin 100 metrekarelik düz çatı alanının, böyle bir ailenin tüm enerji gereksinimi için yeterli bir alan oluşturduğu hesaplanabilir. Türkiye’de güneş enerjisi Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Devlet Meteoroloji İşleENERJİ ENERJİ ENERJİ Tayfun Akgül ENERJİ ENERJİ ENERJİ 4 kişilik bir aileye 100 m2 ça tı üzerinden güneş enerjisi ENERJİ ENERJİ ENERJİ ENERJİ