Güneş ve Güneş Enerjisi

Enerji bugün sahip oldugumuz medeniyetin temel taslarından birini olusturmaktadır. Kalkınmanın ve gelismisligin bir göstergesi durumundadır. Ancak son dönem enerji üretim ve tüketim yöntemleri ile yerine yenisi konulamayacak enerji kaynaklarımız tüketilmekte bunun sonucunda da tabiat üzerinde geri dönüssüz bir tahribata sebep olunmakta ve çevre kirliligi meydana getirilmektedir. Hem fosil kaynakların kısıtlılıgı hem de üretimde meydana getirilen çevre kirliligi ile enerji üretiminde hem yenilenebilir ve sınırsız hem de çevreyle uyumlu kaynakların arastırılması ve gelistirilmesi gerekmektedir. Aralarında Günes enerjisinin de bulundugu yenilenebilir enerji kaynakları bu fırsatları içlerinde barındırmakta ve gelistirilmeyi bekleyen yegâne enerji kaynaklarıdır. Günes enerjisi, sahip oldugu potansiyel ve kullanım kolaylıgı ile diger yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla daha kolay bir sekilde yaygınlasabilecek bir fırsata sahiptir. Türkiye ise hâlihazırda Günes kusagında olmasına ragmen sahip oldugu potansiyeli yeterli derecede etkin ve yaygın bir sekilde kullanamamaktadır

 Dünyanın bir çok kesiminde halen güneş enerjisinden yararlanılmaktadır ve eğer uygun şekilde yararlanılırsa halihazırda dünyada tüketilmekte olan enerjinin bir kaç katını sağlayacak potansiyel mevcuttur.
 Güneş enerjisi ısıtma ve soğutma sistemlerinin ihtiyacı olan elektrik enerjisini doğrudan üretmekte kullanılabilir. Güneş enerjisinden yararlanma potansiyelimiz sadece bu imkandan yararlanma isteğimizle sınırlıdır.
 Güneş enerjisinden yararlanmanın değişik yolları mevcuttur. Bitkiler güneş enerjisini fotosentez yolu ile kimyasal enerjiye dönüştürürler. Bu enerjiden yararlanmanın bazı yoları bu bitkileri yiyecek olarak tüketmek veya odunlardan yakacak olarak istifade etmek şeklinde olur. Bununla beraber “güneş enerjisi” terimi daha ziyade gün ışığını doğrudan kullandığımız ısı enerjisine veya elektrik enerjisine çevirmek demektir. Güneş enerjisinin iki temel tipi “solar termal” ve "fotovoltaik" tir.
 Solar fotovoltaik: Bu ışıktan elektrik üretmek demektir. Bu işin sırrı, elektron açığa çıkarmak için yarı iletken materyalleri kullanmaktadır. Bu elektrolar elektriğin temelini oluşturan negatif yüklü parçacıklardır. Fotovoltaik hücrelerde kullanılan yarı iletken maddelerin en yaygını, kumda çok miktarda bulunan silikondur. Bütün fotovoltaik hücreler bu tip yarı iletken maddelerden yapılmış, bir pozitif diğeri negatif yüklü en az iki tabakadan oluşur. Yarı iletkenlerin üzerine gün ışığı geldiğinde, bu iki tabakanın birleştiği yerde doğru akım üreten bir elektrik akımı oluşmasına yol açar. Güneş ışığı ne kadar güçlü olursa ürettiği elektrik akımı da o kadar büyük olur.
 Bu nedenle bir fotovoltaik sistem çalışmak için parlak gün ışığına gerek duymaz. Bulutlu havalarda da bulutların yoğunluğuna göre ürettiği enerji miktar değişecek şekilde elektrik üretir. Az bulutlu bir havada bulutlardan yansıyan güneş ışıkları gün ışığının yoğunluğunu artıracağından masmavi bir gökyüzü olan parlak güneşli zamanlardakinden daha fazla güneş enerjisi elde edilir.
 Bugünlerdeki yaygın uygulama şekli hesap makineleri gibi küçük aletleri çalıştırmak için çok küçük güneş enerjisi hücreleri kullanmaktır. Fotovoltaik, elektrik şebekesinin bulunmadığı yerlerde elektrik enerjisi üretmek için de kullanılabilir. Güneş enerjisi ile çalışan ve güneş dondurucusu dediğimiz bir buzdolabını da geliştirdik. Bu buzdolabı, denemelerden sonra, elektrik olmayan yerlerde insani yardım kuruluşları tarafından aşıları muhafaza etmek ve elektrik şebekesine bağımlı olmak istemeyen herkes tarafından yiyeceklerini soğuk tutmak için kullanılabilecektir.
 Mimarlar da tasarımlarında güneş enerjisi panellerini artan bir şekilde kullanmaktadırlar. Mesela, güneş enerjisi panelleri çatı kaplaması olarak geleneksel çatı kaplama malzemeleri yerine kullanılabilir. Esnek ince film modülleri kubbeli çatılara bile kolayca entegre edilebilir. Yarı şeffaf modüller gölgelendirmenin ve gün ışığının ilginç bir karışımını kullanmaya imkan verir. Fotovoltaik hücreler, yaz aylarında klima cihazlarının çok elektrik tükettiği zamanlarda binaların ihtiyaç duyduğu fazla miktardaki enerji ihtiyacını karşılayabilir ve böylece maksimum derecedeki elektrik ihtiyacı yükünü azaltabilir.
 Hem büyük hem de küçük ölçekte bir fotovoltaik ulusal elektrik şebekesine enerji verebilir veya müstakil olarak kullanılabilir.

 Güneş enerjisi ile ısıtma ve soğutma
 Güneş enerjisi ile ısıtma doğrudan güneşten aldığı enerjiyi kullanmaktadır. Çatınızda bulunana bir güneş enerji ısı toplama aygıtı evinizi ısıtmaya yardım edebilir ve evinizin ihtiyacı olan sıcak suyu sağlar. Bu sistem yüzyıllardır bilinen bir prensibe göre çalışır: güneş koyu renkli bir kap içindeki suyu ısıtır. Piyasada şimdiki güneş enerjisi teknolojileri oldukça güvenilir ve etkilidir. Bu sistemler evlerdeki suların ısıtılmasından, evlerin ve işyerlerinin ısıtılması, yüzme havuzlarının ısıtılması, soğutma, sanayi ısıtma sistemleri ve içme sularının tuzdan arındırılması gibi çok geniş bir uygulama alanına sahiptir.
 Evlerde sıcak su edilmesi güneş enerjisi uygulamasının bugün en yaygın şeklidir. Bazı ülkelerde konutlarda yaygın bir özellik haline gelmiştir. Şartlara ve sistemin özelliklerine bağlı olarak sıcak su ihtiyacının neredeyse yüzde yüzünü güneş enerjisinden elde etmek mümkündür. Daha büyük sistemler kapalı alanların ısıtılması için gerekli olan enerjinin önemli bir kısmını karşılayabilir. İki tip teknoloji vardır:
 Boşluk tüpleri – Vakum tüpünün içindeki ısı emiciler güneşin yaydığı ısıyı emer ve içindeki sıvıyı tıpkı düz güneş enerjisi panellerinde olduğu gibi ısıtır. Tüpün arkasındaki yansıtıcıdan tüpe doğru yansıtılan ilave ısı dan da yararlanılır. Güneşin açısı ne olursa olsun, tüpün yuvarlak şekli güneşin ısı emicilere doğrudan ulaşmasını sağlar. Bulutlu bir günde bile, ışık birçok değişik istikametten gelirken dahi boşluklu tüp kollektörleri oldukça etkilidir.
 Düz panel güneş enerjisi kollektörleri- Esas olarak üst kapağı camdan bir kutudur. Bu kutunun içinde bakırdan yaprakları olan bir seri bakır borular vardır. Bütün yapı güneş ışıklarını tutacak şekilde tasarlanan koyu renk bir madde ile kaplanmıştır. Güneş ışıkları kollektörden aşağı doğru temeldeki bir su ısıtıcısına doğru devridaim yapan su ve antifriz karışımı bir sıvıyı ısıtır.
 Güneş enerjisi ile soğutma – güneş enerjili dondurucular soğuk üretmek için ve/veya tıpkı buzdolaplarındakine benzer bir şekilde havadaki nemi almak için ısı enerjisini kullanırlar. Çok sıcak havalarda soğutmaya talebin çok olduğu zamanlarda, bu uygulama güneşin ısı enerjisinden yararlanma için çok uygundur. Güneş enerjisi ile soğutma başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Gelecekte, özellikle küçük sistemler için teknolojinin maliyeti düştükçe, güneş enerjisi ile soğutmanın büyük ölçekli olarak kullanılması beklenmektedir.

Dünyanın en önemli enerji kaynağı güneştir. Günesin ısınım enerjisi, yer ve atmosfer sistemindeki fiziksel oluşumları etkileyen baslıca enerji kaynağıdır. Dünyadaki madde ve enerji akışları günes enerjisi sayesinde mümkün olabilmektedir. Rüzgâr, deniz dalgası, okyanusta sıcaklık farkı ve biyokütle enerjileri, günes enerjisini değisim geçirmiş biçimleridir. Günes enerjisi, doğadaki su döngüsünün gerçekleşmesinde de rol oynayarak, akarsu gücünü yaratmaktadır. Fosil yakıtların da, biyokütle niteligindeki materyallerde birikmis günes enerjisi oldugu kabul edilmektedir. Dogal enerji kaynaklarının pek çogunun kökeni olan günes enerjisinden, ısıtma ve elektrik elde etme gibi amaçlarla dogrudan yararlanılmaktadır.
Güneş enerjisi çevre açısından temiz bir kaynak özelligi taşıdıgından da fosil yakıtlara alternatif olmaktadır. Yeryüzüne her sene düsen güneş ısınım enerjisi, yeryüzünde şimdiye kadar belirlenmiş olan fosil yakıt haznelerinin yaklaşık 160 katı kadardır

Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmıs, günes enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, günes enerjisi çevresel olarak temiz bir enerji kaynagı olarak kendini kabul ettirmistir . Günes enerjisi günümüzde konut ve is yerlerinin iklimlendirilmesi (ısıtma-sogutma), yemek pişirme, sıcak su temin edilmesi ve yüzme havuzu ısıtılmasında; tarımsal teknolojide, sera ısıtması ve tarım ürünlerinin kurutulmasında; sanayide, günes ocakları, güneş fırınları, pisiricileri, deniz suyundan tuz ve tatlı su üretilmesi, günes pompaları, günes pilleri, güneş havuzları, ısı borusu uygulamalarında; ulasım-iletisim araçlarında, sinyalizasyon ve otomasyonda, elektrik üretiminde kontrollü olarak kullanılmaktadır.

Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip oldugu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre sanslı durumdadır. Günesten dünyaya saniyede yaklaşık olarak 170 milyon MW enerji gelmektedir. Türkiye'nin yıllık enerji üretiminin 100 milyon MW oldugu düsünülürse bir saniyede dünyaya gelen günes enerjisi, Türkiye'nin enerji üretiminin 1.700 katıdır.Devlet Meteoroloji İsleri Genel Müdürlüğünde  mevcut bulunan 1966-1982 yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ısınım şiddeti verilerinden yararlanarak E,E tarafından yapılan çalısmaya göre Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneslenme süresi 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ısınım şiddeti 1.311 kWh/m²-yıl (günlük toplam 3,6 kWh/m²) oldugu tespit edilmiştir. Türkiye, 110 gün gibi yüksek bir günes enerjisi potansiyeline sahiptir ve gerekli yatırımların yapılması halinde Türkiye yılda birim metre karesinden ortalama olarak 1.100 kWh’lik güneş enerjisi üretebilir.

Güneş hergeçen gün dünyada üretilen enerji türleri içerisinde ki payını artırmaktadır. Ülkemizdede bugünlerde son aşamasına Yenilenebilir Enerji Kanunu ile daha bağımsız ve daha çevreci enerji kaynaklarının kullanılmasının önü açılacaktır.

 Türkiye’de günes enerjisinin en yaygın kullanımı sıcak su ısıtma sistemleridir.Halen ülkemizde kurulu olan günes kollektörü miktarı 2009 yılı için 12 milyon m2 civarındadır. Çogu Akdeniz ve Ege Bölgelerinde kullanılmakta olan bu sistemlerden yılda yaklasık 300-400 bin TEP ısı enerjisi üretilmektedir.  Yıllık üretim hacmi 750 bin m² olup bu üretimin bir miktarı da ihraç edilmektedir. Bu haliyle ülkemiz dünyada kayda deger bir günes kollektörü üreticisi ve kullanıcısı durumundadır.