Sürdürülebilir güneş enerjisinin yükselişi
Güneş enerjisi, çevre dostu bir enerji kaynağıdır. Güneş ışınlarının dünyaya güç sağlamak ve çevreyi korumak için yapabileceklerini öğrenin.
Güneş enerjisi nedir?
Güneş enerjisi güneşten gelen enerjidir. Güneş ısısı ve ışığı toplanır ve çeşitli ev, iş ve diğer operasyonel ihtiyaçlar için elektrik veya ısı enerjisi oluşturmak için kullanılır. Bir güneş enerjisi sisteminin çıkışı watt cinsinden ölçülür.
Güneş enerjisi üretme veya güneş ışıması olarak da bilinen güneş enerjisi, en bol bulunan, yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Yenilenebilir enerji kaynağı, yeniden üretilebilen bir enerji kaynağıdır. Fosil yakıtların (petrol, doğal gaz ve kömür) aksine bu enerji kaynağı tek bir kullanımdan sonra tükenmez. Buna ek olarak rüzgar, su ve jeotermal enerji, yenilenebilir enerjilerin diğer örnekleridir.
Güneş enerjisi teknolojilerinin modern bir keşif olmadığını öğrenmek şaşırtıcı olabilir: İnsanlar M.Ö. 7. Yüzyıldan bu yana ateş yakmak ve karıncaları yakmak için büyüteç ve güneş ışığını kullanarak güneş enerjisinden yararlanıyor. Elbette o tarihten bu yana güneş enerji teknolojilerinde önemli gelişmeler ve ilerlemeler oldu.
ABD Enerji Bakanlığı’ndan alınan bilgilere göre güneş enerjisi ile ilgili kısa bir genel bakış ve zaman çizelgesine göz atalım:
- 1767’de İsviçreli bilim insanı Horace de Saussure dünyanın ilk güneş ışığı toplayıcısını icat etti.
- Fransız bir fizikçi olan Edmond Becquerel, 1839'da ışık veya radyan enerjinin bir gerilim veya elektrik akımı ürettiği fotovoltaik etkiyi keşfetti.
- Yıllar sonra, Fransız matematikçi Augustin Mouchot güneş ışığıyla güçlendirilen motorlar için patentler kaydettirdi.
- 1883'te New York mucidi Charles Fritts selenyumu ince bir altın tabakasıyla kaplayarak yüzde 1 ila 2 dönüşüm oranı elde eden bir güneş pili icat etti (çoğu modern güneş pili yüzde 15 ila 20 oranında çalışır), kaynak: Smithsonian Magazine. Mucit Edward Weston beş yıl sonra güneş pilleri için iki patent aldı.
- Albert Einstein, 1900'ların başında fotoelektrik etkisiyle ilgili bir makale yayımladı.
- 1954'te Bell Telephone Laboratories, yüzde 4 (ve daha sonra yüzde 11) verimlilikle günlük elektrik ekipmanı çalıştırmak için yeterli enerjiyi dönüştüren ilk pil olan silikon güneş pilini üretti. Altı yıl sonra, Hoffman Electronics yüzde 14 verimlilik düzeyine ulaştı.
- 1970'lerde Dr. Elliot Berman, watt başına 20 ABD dolarına kadar fiyat indirimine neden olan daha ucuz bir güneş pili tasarladı.
- Paul MacCready, üzerinde 16.000 güneş pili bulunan güneş destekli bir hava taşıtı (türünün ilk örneği) icat etti ve 1981'de Fransa'dan İngiltere'ye uçtu.
- 1998'de bilim insanı Subhendu Guha, güneş ışığını çatılar için elektriğe dönüştüren esnek güneş padavraları geliştirmeye liderlik yaptı.
- 2000'ler ve sonrasında, güneş enerjisi teknolojilerinin yeteneği ve verimliliğinde büyük adımlar atılmaya devam ediliyor.
Günümüzde, Energy.gov’a göre ABD’de 3 milyon montaj ile “güneş enerjisi en hızlı büyüyen ve en uygun maliyetli yeni elektrik kaynağıdır”. Küresel olarak da güneş enerjisi ev ve sektör kullanımı açısından yükseliştedir.
Günlük, popüler güneş enerjisine bir örnek olarak bazı ev çatıları üzerinde gördüğünüz siyah, dikdörtgen güneş panelleri verilebilir. Şirketler de bu güneş enerjisi üretme biçimini benimsedi: Disney World'de bile Epcot tema parkının dışında 48.000 güneş panelinden oluşan Mickey Mouse şeklinde bir güneş santrali var.
Güneş enerjisi teknolojileri yıllar içinde gelişmeye ve iyileşmeye devam ediyor. Bu makalede güneş enerjisi, çalışma şekli, kullanmanın avantajları ve güneş enerjisinin geleceği hakkında genel bir bakış sağlanacaktır.
Güneş enerjisi nasıl toplanır ve depolanır?
Fotovoltaik (PV)
Güneş ışığını emmek ve elektrik enerjisine dönüştürmek için bir cihaz (örneğin güneş panelleri) kullanmayı içerir. Bu cihazlar güneş pili olarak bilinir ve güç oluşturan daha büyük birimlere bağlıdır.
Güneş enerjisini yoğunlaştırma (CSP)
Daha sonra elektrik üretmek için kullanmak üzere ısı üretmek için güneşten enerji toplar. Bu teknoloji, ışık enerjisini odaklamak veya enerjiyi “yoğunlaştırmak” için aynalar kullanır.
Güneş enerjisiyle ısıtma ve soğutma (SHC)
Güneşten enerji toplar ve bu enerjiyi kullanarak evlere ve işletmelere ısıtma ve soğutma hizmetleri sağlar. Bu teknoloji güneş ışığı toplayıcısı, yalıtımlı boru ve sıcak su depolama tankı kullanır.
Güneş ışığı enerjisi depolama bileşenleri
Piller
Enerji depolama sistemlerinin çekirdeğidir. İki yaygın pil türü lityum-nikel-manganez-kobalt ve lityum-demir-fosfattır.
Kritik yükleme alt panelleri
Elektrik kesintisi durumunda hangi temel cihazların çalıştırılacağına karar vermenizi sağlar.
Güneş panelleri
Pilleri şarj etmek için kullanılır. İnce film, PERC, polikristalin ve monokristalin farklı türlerde güneş panelleridir.
Güneş panelleri nelerden yapılır? Temel olarak, güneş panelleri genellikle PV pillerde en yaygın olarak kullanılan yarı iletken malzeme olan silikon, cam kasa, metal çerçeve ve paneli bir arada tutmak ve işlevselliğini desteklemek için diğer donanımları içerir.
İnverterler
Değişen akımı doğrudan akıma dönüştürmek için kullanılır (güneş panelleri ve piller doğrudan akımı değişen akıma dönüştürür).
Güneş ışığı enerjisi depolama
Ardından, Green Building Elements’e göre güneş enerjisini depolamanın üç yolu vardır:
Pil depolama
En yaygın olarak, güneş enerjisini depolamak için lityum-iyon piller kullanılır.
Mekanik enerji depolama
Sıkıştırılmış hava (bir tank gibi bir kaba zorlanır ve gerektiğinde dağıtılır), pompalı depolama su gücü (talep olduğunda enerji üretmek için türbin jeneratörlerinden gönderilen su) ve çark (gerektiğinde güç sağlamak için kullanılan fazla enerji) bu tür depolama sisteminin üç çeşididir.
Termal depolama
Enerjiyi tutmak için yalıtılmış bir tankta erimiş tuz ve su kullanır.
Ayrıca elektrik taleplerinde beklenen önemli bir artış gerçekleşmeden önce bir binayı ısıtmaya veya soğutmaya yönelik bir işlem olan “sanal depolama” da bulunur. Bina daha sonra bu enerjiyi ihtiyaç olduğunda kullanmak üzere depolar.
Terimler ve tanımların tam listesi için ABD Enerji Bakanlığı’nda Güneş Enerjisi Sözlüğünü görüntüleyin.
Güneş enerjisinin avantajları
Peki güneş enerjisinin avantajları nelerdir? Çevre refahı, iş fırsatları ve vergi kredileri de dahil olmak üzere birçok avantajı vardır. Bazı temel avantajlara genel bir bakış:
Çevre için geleneksel güç kaynaklarından daha iyidir
Güneş enerjisinin avantajlarını göz önünde bulundururken akla gelen ilk şey muhtemelen dünyamızdır. Güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerjiler, dünyanın fosil yakıtlara olan bağımlılığını azaltmaya yardımcı olur, karbon ayak izimizi küçültür ve toksik kirliliğe neden olmadan elektrik sağlar.
Güneş enerjisini sürdürmenin maliyetleri iyileştirildi
İlk kurulum bazı haneler için yüksek maliyetli olabilir ancak bakım maliyetleri yıllar içinde azaldı. Özellikle son on yılda güneş enerjisi montaj maliyeti yüzde 60 oranında azaldı. (Ancak maliyetler bölge ve tedarik zinciri kısıtlamaları gibi faktörlere bağlı olabilir.)
Güneş enerjisi sistemleri için vergi avantajları
Güneş enerjisine geçmek bütçeniz için iyi olabilir (bütünüyle olmasa da). Örneğin, ABD hükümeti, bir güneş enerjisi PV sisteminin kurulum masrafları için uygulanabilecek bir federal güneş enerjisi kredisi sunmaktadır. Eyaletler ve yerel yönetimler de yüksek fiyat noktalarını dengelemeye yardımcı olmak için programlar sunabilir.
Güneş enerjisi teknolojileri gelişti
Ekipman ve depolama teknolojileri yıllar içinde oldukça çok gelişti. Bugün güneş enerjisi panelleri daha fazla miktarda daha uzun süreli (yaklaşık %20 daha verimli) enerji üretiyor ve 30 yıla kadar dayanıyor.
Ev veya işletmeniz için güneş enerjisini kullanmanın çok çeşitli pozitif sonuçları vardır. Ancak bu enerji kaynağının sınırlamaları vardır. Güneş enerjisini kullanmanın bazı dezavantajları aşağıda yer almaktadır:
- Kirlilik hala bir sorundur. Güneş enerjisi, fosil yakıtlara kıyasla daha çevre dostu bir çözümdür, ancak PV pil üretim işleminde kullanılan bazı kimyasal ve materyaller tehlikeli atıklar üretir.
- Ayarlaması yüksek maliyetli olabilir. Güneş enerjisi zaman içinde tasarruf sağlarken, ilk kurulum ve ekipman pahalı olabilir.
- Hizmet sınırlamaları vardır. Güneş açtığında enerji üretildiğinden, günün belirli saatleri ve hava durumu koşulları (bulutlu gökyüzü gibi) güneş enerjisi için uygun değildir.
- Diğer çevresel etkiler. Su kullanımı, kara kullanımı ve olası yaşam alanı kaybı, güneş enerjisi sistemleri ölçeklendirilirken dikkat edilmesi gereken noktalardır.
Son noktaya ek olarak güneş enerjisi, sektör ve iş için çevre dostu fırsatlar sunar. Örneğin, yeni araçlar ve uygulamalar kuruluşların rezervuar simülasyonlarını görselleştirerek detaya gitme oranlarını artırmalarına ve maliyetleri azaltmak ve olasılıkları genişletmek üzere dağıtılmış enerji kaynakları için elektrik şebekelerini yükseltmeye yardımcı olabilir. Ayrıca güç üretme iyileştirmesi için kuantum bilişimi kullanma konusunda büyük ilerlemeler kaydedilmiştir.
Güneş enerjisi uygulama
Güneş enerjisi uygulamadan önce araştırma yapın. Bölgenizin maliyetlerini hesaplamanız, kullanılabilir indirimleri ve vergi kredilerini gözden geçirmeniz, farklı sistemleri keşfetmeniz ve sistem montajı şirketlerine yönelik incelemeleri gözden geçirmeniz önerilir. Teknik olarak güneş panellerinin montajını kendiniz yapabilirsiniz, ancak bunun sizin için en iyi seçenek olup olmadığını göz önünde bulundurmanız gerekir.
İşletme sahibiyseniz, güneş enerjisine geçiş yaparken, iş yerinizdeki elektrik kullanımı (soğutma ve ısıtma sistemi, makineler, ekipman vb.) dahil olmak üzere birçok önemli nokta hakkında düşünmeniz gerekir. Evlerde olduğu gibi sonunda maliyet tasarrufu elde edersiniz ancak güneş enerjisine geçiş yapmak büyük olasılıkla bir zaman ve para yatırımı yapmanıza neden olacak. Bununla birlikte, arz ve talebi optimize edip şebeke varlık bakımını izlerken operasyonel maliyetleri düşürmenize yardımcı olan IoT enerji çözümleri vardır.
Ev kurulumu için, çoğu kişi büyük olasılıkla yüksek fiyat etiketini güneş enerjisini kullanmaya başlamaya yönelik en büyük engel olarak görür. Örneğin, Consumer Affairs’e göre ABD'de ortalama boyutlu bir evin güneş paneli sisteminin maliyeti (güneş enerjisi vergisi kredilerinden sonra) 11.144 ABD doları ile 14.696 ABD doları arasındadır ve küçük bir kendin yap projesi için her panel yaklaşık 200 ABD doları ile 250 ABD doları arasındadır. Bazı kılavuzlar aralığı daha da genişleterek ABD'de maliyetleri 10.000 ABD doları ile 25.000 ABD doları arasında bir değer olarak listeler. İzin verme ve montaj işçilik maliyetleri gibi “değişken maliyetlerin” de göz önünde bulundurulması gerekir. Güneş panellerini kiralamayı tercih edebilirsiniz; bu da montaj, bakım veya onarım maliyetleri ödemeyeceğiniz anlamına gelir ancak bu seçeneğin dikkate alınması gereken bazı olumlu ve olumsuz yönleri vardır.
Peşin fiyat çoğu hane için fazla olabilir ve güneş paneli geri ödeme süresine ulaşana kadar biraz beklemeniz gerekir (ortalama olarak, yedi ile 12 yıl içinde yatırım getirisini görebilirsiniz). Ancak tasarruflar da önemli olabilir: HomeGuide'a göre güneş enerjisi, ABD’de ikamet eden kişilerin elektrik maliyetlerinden yılda 600 ABD doları ile 2.000 ABD doları arasında tasarruf etmesini sağlar. Buna ek olarak, bazı kurulumların maliyeti listelenen rakamlardan daha düşüktür. Evinizin boyutu (daha büyük bir ev genellikle daha yüksek bir fiyat noktasını belirtir), enerji tüketimi düzeyiniz ve sisteminiz için tercih ettiğiniz teknoloji türleri maliyetleri etkileyen üç temel faktördür. Solar Estimate gibi web siteleri, evinize güneş panelleri kurma maliyetlerini belirlemeye yardımcı olmak için posta kodunuzu girmenizi veya sanal haritada konumunuzu seçmenize olanak sağlar.
Ayrıca hem büyük hem de küçük ölçekte çeşitli yollarla günlük yaşamla güneş enerjisini birleştirebilirsiniz. Güneş enerjisini kullanmaya başlamak için çok fazla para harcamanıza gerek yok. Örneğin, akıllı telefonunuz için güneş ışığıyla güçlendirilen bir kılıf, aracınızın acil durum kiti için güneş şarjlı el feneri veya bir sonraki kamp yolculuğunuz için güneş enerjili bir ocak satın almak bazı durumlarda 100 ABD dolarının altında maliyete sahiptir. Güneş panellerinin dışında, evinizi güneşle güçlendirmek için başka seçenekler de vardır. Ev sahipleri, havuzlarını ısıtan güneş enerjili cihazları kullanabilir ve gece vakti bahçelerini veya verandalarını aydınlatmak için güneş ışıklarından yararlanabilir. Ayrıca iş yaşantınızda da güneş enerjisi üretmeyi kullanabilirsiniz. Uzaktan, şirket dışında mı çalışmak istiyorsunuz? Dışarıda bir kafede çalışırken dizüstü bilgisayarınızı şarj etmek için taşınabilir bir güneş paneli şarj cihazını yanınızda bulundurun.
Güneş enerjisinin geleceği
Güneş enerjisinin geleceği parlaktır, çünkü:
- Çevre için iyidir. Güneş enerjisi sürdürülebilir ve çevre dostu bir enerji kaynağıdır.
- Dünya temiz enerjiye yöneliyor. 2035’ten sonra, enerji üretiminin yüzde 50’si yenilenebilir olacak.
- Daha uygun maliyetli ve verimli hale geliyor. Güneş enerjisi sistemlerinin fiyatının düşüşe devam etmesi ve hizmetin daha iyi hale gelmeye devam etmesi bekleniyor.
- Yeni işletmeler ve işler oluşturmaya yardımcı olur. Bu alanda hem sektör hem de iş büyümesi bekleniyor.
Bu son noktaya ek olarak, yenilenebilir enerji alanındaki kariyerler hızla büyüyor. Çevre ve Enerji Çalışma Enstitüsü’ne göre ABD’de 3 milyon kişi ve küresel olarak 11 milyon kişi bu sektörde çalışıyor. Güneş enerjisi iş sayısı ABD'de farklılık gösterir. Örneğin, Solar Energy Industries Association’a (SEIA) göre North Dakota’da 211 güneş enerjisi işi ve Texas’ta 10.000’den fazla güneş enerjisi işi listeleniyor. Bununla birlikte, güneş enerjisi alanı mühendislerden, araştırmacılardan, güneş santrali operatörlerinden, ekipman kuruculardan ve ülke genelindeki işlerde çalışan çeşitli diğer profesyonellerden oluşur.
Şirketler ayrıca güneş enerjisi ve diğer yenilenebilir kaynakları da değerlendiriyor. Büyük teknoloji şirketlerinin kuruluşları için sosyal sorumluluk girişimlerini ve çevre hedeflerini duyuruyor. Örneğin, Microsoft, 2030'a kadar su pozitif ve karbon negatif olmak için taahhütte bulundu. Tüketiciler kurumsal sosyal sorumluluk konusuna da giderek daha fazla önem verdiğinden, daha fazla kuruluşun yakın gelecekte sürdürülebilirlik taahhüdüyle ilgili ilkeler geliştirmesi bekleniyor.
Sürdürülebilirlik yolculuğunuzu hızlandırın
Net sıfıra giden yolda nerede olursanız olun, Microsoft Cloud for Sustainability, ilerlemenizi güçlendirmenize ve işinizi çevresel, sosyal ve yönetişim (ESG) özellikleriyle dönüştürmenize olanak tanır.
Sık sorulan sorular
- Güneş enerjisi, güneşten alınan ve elektriğe dönüştürülebilen enerjidir. Yenilenebilir bir enerji kaynağıdır, yani bir kez kullanımdan sonra tükenmez. Güneş enerjisi çeşitli kullanım alanlarına sahip olduğundan binalar, su ısıtma, elektronik aletleri ve cihazları şarj etmek ve daha fazlasını güçlendirmek için kullanılabilir. Güneş enerjisi, güneş enerjisi veya güneş yansıması olarak da bilinir. Daha fazla bilgi edinin >
- Güneş enerjisi hem yurtiçinde hem de ticari olarak kullanılabilir. Örneğin, konut düzeyinde evlere elektrik, sıcak su, ısıtma ve soğutma sağlar. Bazı işletmeler ofislerini, fabrikalarını veya çiftliklerini çalıştırmak için güneş enerjisini kullanır. Ayrıca yönetimler sokak aydınlatmaları, park yerleri, ulaşım ve okullar gibi kamu hizmetleri ve tesislerini güçlendirmek için güneş enerjisini de kullanabilir.
-
Güneş enerjisini kullanmanın çeşitli avantajları vardır. Güneş enerjisi üretmek sıfır emisyon ürettiğinden güneş enerjisi, bol miktarda bulunan ve yenilenebilir olan bir enerji olmanın yanı sıra toplu karbon ayak izimizi de azaltır. Güneş enerjisi uygun maliyetli olabilir. Örneğin, teknolojik ilerlemeler güneş enerjisi sistemlerini giderek daha ekonomik hale getiriyor ve zaman içinde bu sistemler kamu hizmeti faturalarını önemli ölçüde azaltabilir. Ayrıca, güneş enerjisi ölçeklenebilir; tek bir konuta veya tüm bir topluluğa enerji sağlamak için kullanılabilir. Son olarak, güneş enerjisi sistemleri uzak alanlar dahil neredeyse her konuma kurulabilir. Bu da elektrik erişimi olmayan yerlere güç sağlanabileceği anlamına gelir.
- İlk olarak, güneş enerjisini toplamak için kullanılan üç temel teknoloji vardır: fotovoltaik (PV), güneş enerjisini yoğunlaştırma (CSP) ve güneş enerjisiyle ısıtma ve soğutma (SHC). Güneş enerjisi toplandıktan sonra depolamak için piller, güneş panelleri, kritik yük alt panelleri ve inverterler gibi birkaç temel bileşene ihtiyacınız olacak. Ardından güneş enerjisini depolamanın üç yolu vardır: pil, mekanik enerji ve termal depolama. Gereksinimlerinize ve güneş enerjisini hangi amaçla kullandığınıza bağlı olarak (örneğin, 1.200 metre karelik bir evde kullanmak veya şebekenin dışında kalan büyük bir mülkte kullanmak için), işleminiz farklı olabilir.
- Birleşik Devletler’de ilk kurulum maliyetleri, bir konut için 10.000 ABD doları ile 25.000 ABD doları arasında olabilir ve bu birçok tüketici için pahalı olabilir. Ancak bazı ülkelerde güneş enerjisini kullanmaya başlama maliyetlerini dengelemenize yardımcı olabilecek kamu programları vardır. Bu, uygun maliyetli bir sistem oluşturmaya yönelik kaynakları veya mevcut vergi kredilerinden yararlanmayı içerebilir. Bu biraz zaman alabilir (yaklaşık on yıl), ancak bir güneş paneli sisteminin maliyetlerini geri alırsınız ve tasarrufların elektrik faturanıza yansıtıldığını görürsünüz. Güneş enerjisi sisteminizin maliyeti ve mülkünüzün boyutu gibi faktörlere bağlı olarak, elektrik maliyeti tasarruflarınız yılda birkaç yüz dolardan birkaç bin dolara kadar olabilir.
- Güneş enerjisi, günümüzde kullanılabilen en sürdürülebilir enerji türlerinden biridir. Güneş, bol miktarda bulunma ve yenilenebilir olmanın yanı sıra (güneş, her gün bir yıllık mevcut küresel enerji talebimizi karşılamak için yeterli enerjiyi sağlar) ekonomik bir şekilde ve büyük ölçekte de üretilebilir. Güneş nesli, hiçbir sera gazı emisyonu üretmez, güneş panelleri kurulduktan sonra minimum bakım maliyeti gerektirir ve su veya hava kirliliği riski olmadan güç sağlar.
Microsoft’u takip edin