lovesouthernsocial.com

Fotovoltaik veya termal enerji? Aralarındaki farklar hakkında her şeyi anlayın ve durumunuz için en uygun türü bulun

Unsplash'ta Vivint Solar görüntüsü

Petrol ve kömür yaygın olarak kullanılan enerji kaynaklarıdır, ancak son derece kirleticidir. Bu nedenle, enerji verimliliğini ve gezegen üzerindeki düşük etkileri birleştirmeye çalışırken, yenilenebilir enerjilerin kullanımı giderek daha fazla aranmaktadır. Bu ortamda güneş enerjisi, hem iş sektöründe hem de konut sistemlerinde üretim için öne çıkmakta ve giderek daha fazla araştırılmaktadır.

Güneş enerjisi nedir?

Güneş enerjisi, kaynağı güneş olan elektromanyetik enerjidir. Bu nedenle kit bileşenleri dışında atık üretmeyen, aynı zamanda sera gazı emisyonlarının azaltılması açısından çevresel faydalar sağlayan, sürdürülebilir ve temiz bir enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir.

Termal veya elektrik enerjisine dönüştürülebilir ve çeşitli kullanımlara uygulanabilir. Güneş enerjisini kullanmanın iki ana yolu elektrik üretimi ve güneş enerjili su ısıtmadır.

Elektrik enerjisi üretimi için iki sistem kullanılmaktadır: radyasyonun önce termal enerjiye ve daha sonra elektrik enerjisine dönüştürüldüğü heliotermal (esas olarak enerji santrallerinde kullanılır ve bu nedenle tartışılmayacaktır); ve güneş radyasyonunun doğrudan elektrik enerjisine dönüştürüldüğü fotovoltaik. Güneş termal enerjisi, sırayla, elektromanyetik radyasyonun yakalanması ve ardından ısıya, yani termal enerjiye dönüştürülmesiyle elde edilir. Bununla konut, bina ve ticari sistemlerde su ısıtması sağlar.

Aşağıda evler için iki ana güneş enerjisi türü arasındaki özelliklerin ve farklılıkların bir özetini bulabilirsiniz: fotovoltaik enerji ve termal enerji.

fotovoltaik

Fotovoltaik enerji kavramı, geleneksel olmayan bir şekilde, yani güneş radyasyonu yoluyla, termal enerji fazından geçmek zorunda kalmadan elektrik enerjisinin üretilmesidir.

Heliotermikte olduğu gibi, fotovoltaik güneş enerjisi sisteminde de daha fazla veya daha az enerji verimliliği sunan birkaç kollektör (veya güneş paneli) modeli vardır. En yaygın olanları monokristal, polikristal ve ince filmdir.

Bir fotovoltaik enerji sisteminin ana bileşenleri paneller, destekleyici yapı, şarj kontrolörleri, invertörler ve pillerdir.

Kullanılan bileşenlerin, üretim ekipmanı için kurallar oluşturmak amacıyla 2014 yılında 357 Sayılı Yönetmeliği uygulayan Ulusal Metroloji, Kalite ve Teknoloji Enstitüsü (Inmetro) tarafından sertifikalandırıldığından emin olmayı unutmayın.

Geri ödeme süresi değişkendir ve mülkün ihtiyaç duyduğu enerji miktarına bağlıdır. Buna rağmen, ev sisteminin avantajı, kullanıcının ne kadar tasarruf edebileceği ile ilgilidir: geri ödeme süresine ulaşıldığında, artık enerji faturasının ödenmesi gerekmeyecektir.

Nasıl çalışır?

Güneş panelleri veya panelleri, fotovoltaik hücrelerden oluşan mikro enerji üretim sistemleridir. Bir dizi panel, bir güneş modülü oluşturur. Fotovoltaik hücreler, silikon gibi yarı iletken malzemelerden yapılır. Bir plaka hücre ışığa maruz kaldığında ve enerjisini yakaladığında, aydınlatılan malzemedeki elektronların bir kısmı fotonları (güneş ışığında bulunan enerji parçacıkları) emer.

Serbest elektronlar, yarı iletken malzemeler arasında var olan bir elektriksel potansiyel farkı ile malzemelerin birleşme bölgesinde oluşan bir elektrik alanı tarafından çekilinceye kadar yarı iletken tarafından akı halinde taşınır. Serbest elektronlar daha sonra güneş pilinden çıkarılır ve elektrik enerjisi olarak kullanılmak üzere hazır hale getirilir.

Heliotermal sistemin aksine, fotovoltaik sistem çalışması için yüksek güneş radyasyonu gerektirmez. Bununla birlikte, üretilen enerji miktarı bulutların yoğunluğuna bağlıdır, bu nedenle düşük sayıda bulut, güneş ışığının yansıması olgusu nedeniyle tamamen açık gökyüzü günlerine kıyasla daha yüksek elektrik üretimine neden olabilir.

Dönüşüm verimliliği, elektrik enerjisine dönüştürülen hücre yüzeyinde meydana gelen güneş radyasyonunun oranı ile ölçülür. Şu anda en verimli hücreler yaklaşık %25 verim sağlamaktadır.

Çevre Bakanlığı'na göre, şu anda hükümet kırsal ve izole toplulukların enerji taleplerini karşılamak için fotovoltaik enerji üretim projeleri geliştiriyor. Bu projeler aşağıdaki gibi alanlara odaklanmaktadır:

• Evsel tedarik için su pompalama;
• Sulama ve balık yetiştiriciliği;
• Sokak aydınlatması;
• Toplu kullanım sistemleri (okulların, sağlık evlerinin ve toplum merkezlerinin elektrifikasyonu);
• Evde bakım.

Ayrıca iki farklı tipte fotovoltaik sistem vardır: şebekeye bağlı olanlar (şebekeye bağlı veya ızgara bağı) veya ağdan izole edilenler (şebeke dışı veya serbest meslek sahibi). Aralarındaki temel farklardan biri, ilkinde enerji depolama cihazları bulunmadığından, yani pil ve şarj kontrol cihazının kullanılmasını gerektirmediğinden kitin bileşimidir. Aralarındaki bir diğer önemli fark, ilkinin geleneksel güç dağıtım şebekesine bağlı olması gerekirken, ikincisinin daha uzak bölgelere kurulabilmesidir.

Şebekeye bağlı sistemler için 10.438/02 sayılı Kanun, kendi evinde talep ettiğinden daha fazla enerji üretenlere enerji kredisi şeklinde ekonomik faydalar sağlar, yani ödeme ile ilgili olacak parada anında tasarruf sağlar. konutun ihtiyacından daha az enerji ürettiği aylar için elektrik faturası.

Ne yazık ki, Brezilya'da bu tür enerji için hala erişilmesi zor olan ve çok az uygulanabilirliği olan birkaç teşvik ve finansman hattı bulunmaktadır. Fotovoltaik enerji sistemlerinin tüketimindeki artışla birlikte, ortak konut için daha uygulanabilir ve erişilebilir teşviklerin ortaya çıkması beklenmektedir.

Termal sömürü

Güneş radyasyonundan yararlanmanın bir başka yolu da termal ısıtmadır. Termal ısıtma, normalde binaların, apartmanların ve konutların çatılarına kurulan kolektörler tarafından güneş ışığının emilmesi işlemiyle yapılabilir.

Güneş radyasyonunun dünya yüzeyinde görülme sıklığı düşük olduğundan, birkaç metrekarelik kollektörlerin kurulması gerekmektedir. Her kollektör modeli (açık plan, kapalı veya vakum borulu olabilir) karakteristik bir enerji verimliliğine sahiptir ve suyu belirli sıcaklıklara kadar ısıtabilir. Bu nedenle, ısıtılmış suyun kullanım amacına bağlı olarak her zaman daha uygun bir model vardır (bu, diğerlerinin yanı sıra banyolar, yüzme havuzları, alan ısıtma için olabilir).

Ulusal Elektrik Enerjisi Ajansı'na (Aneel) göre, üç ila dört kişilik bir evde ısıtılmış su teminini karşılamak için 4 m² kollektöre ihtiyaç vardır. Bu teknolojiye talep ağırlıklı olarak konut olmasına rağmen, kamu binaları, hastaneler, restoranlar, oteller ve diğer şirketler gibi ticari sektörden de ilgi var.

Güneş termal enerjisine yapılan yatırımın geri ödeme süresi, genellikle 18 ila 36 ay arasında değişme eğilimindedir. Bir güneş enerjisi ısıtıcısının kullanım ömrünün yaklaşık 240 ay olduğu tahmin edilmektedir, bu da sistemi çok avantajlı ve ekonomik kılmaktadır.

Nasıl çalışır?

Termal kullanımın çalışma prensibi basittir: Panelin yüzeyi, güneş ışınımının daha fazla emilmesi için genellikle koyu bir renge boyanmış bakır veya alüminyumdan yapılmış kanatlara sahiptir. Böylece bu kanatçıklar güneş ışınımını yakalar ve ısıya dönüştürür. Isı, panellerin içinde bulunan sıvı (genellikle su) tarafından emilir ve daha sonra sıcak su tankına (termik rezervuar veya kazan) ulaşana kadar yalıtımlı borulardan pompalanarak taşınır.

Sıcak su deposu, suyun soğumasını önleyen ve güneş olmayan dönemlerde bile hoş bir sıcaklıkta beslenmesini sağlayan yalıtkan malzemeden yapılmıştır.

Güneş enerjisinin artıları ve eksileri nelerdir?

Güneş enerjisi yenilenebilir ve tükenmez bir enerji kaynağı olarak kabul edilir. Fosil yakıtlardan farklı olarak, güneş enerjisinden elektrik üretme süreci, insan sağlığına zararlı etkileri olan ve küresel ısınmaya katkıda bulunan tüm kirletici gazlar olan kükürt dioksit (SO2), azot oksitler (NOx) ve karbondioksit (CO2) salmaz.

Güneş enerjisi de daha az geniş alanlara ihtiyaç duyduğu için hidrolik gibi diğer yenilenebilir kaynaklara göre avantajlıdır. Ayrıca güneş enerjisi hızlı, hızlı kurulum ve tamamen sessiz bir sisteme sahiptir.

Brezilya'da güneş enerjisinin teşvik edilmesi, güneş ışınımının geldiği geniş alanlara sahip olan ve ekvatora yakın olan ülkenin potansiyeli tarafından doğrulanmaktadır. Buna göre Yeşil Bina Konseyi (GBC Brasil), güneş enerjisi kurulumunun bir başka avantajı da gayrimenkul değerlemesidir (sürdürülebilir mülkler %30'a kadar değer kazanır).

Fotovoltaik enerji durumunda, en sık bahsedilen dezavantaj, hala nispeten pahalı olan uygulanmasıdır. Maliyete ek olarak, işlemin %15 ila %25 arasında değişen düşük verimliliği de vardır. Ancak fotovoltaik sistemin üretim zincirinde dikkat edilmesi gereken bir diğer son derece önemli nokta, fotovoltaik hücrelerin üretiminde en yaygın olarak kullanılan hammadde olan silikonun neden olduğu sosyal ve çevresel etkidir.

Silikon madenciliği, diğer madencilik faaliyetleri gibi, çıkarma alanının toprak ve yeraltı suyu üzerinde etkilere sahiptir. Ayrıca, iş kazalarının ve hastalıkların gelişmesinin önlenmesi için işçilere iyi çalışma koşullarının sağlanması esastır. Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC), kristal silikanın kanserojen olduğuna ve kronik olarak solunduğunda akciğer kanserine neden olabileceğine dikkat çekiyor.

Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'nın raporu, fotovoltaik sistemle ilgili diğer iki önemli noktaya dikkat çekiyor: potansiyel toksisite gösterdikleri için panellerin atılması uygun şekilde atılmalıdır; ve fotovoltaik panellerin geri dönüşümü şu ana kadar tatmin edici bir düzeye ulaşmamıştır.

Bir başka önemli nokta da, Brezilya'nın büyük bir metalik silikon üreticisi olmasına rağmen, silikonun güneş seviyesinde saflaştırılması teknolojisinin hala geliştirme aşamasında olmasıdır. Bu nedenle yenilenebilir ve gaz yaymayan güneş enerjisi bile teknolojik ve ekonomik engellerle karşı karşıyadır. Umut verici olmasına rağmen, güneş enerjisi, yalnızca kamu ve özel sektör arasındaki işbirliği ve tüm üretim sürecini kapsayan teknolojileri geliştirmeye yönelik araştırmalara yapılan yatırım ile fiyat indirimi ile ekonomik olarak uygulanabilir hale gelecektir.