Fotovoltaik Enerji Sistemleri

Temel Kavramlar ve Örnek Projelerle Fotovoltaik Güneş Enerjisi Sistemleri

Yazı Dizisi-4

Haluk Özgün

1.2 Küresel Isınma

Dünyanın oluşumu ve gelişimi süreçlerinde atmosferin varlığı canlı hayatın ortaya çıkmasında çok büyük öneme sahiptir. Bunların başında güneşten gelen gama, X ve ultraviyole gibi yüksek enerji değerine sahip ve canlı hücreler için oldukça zararlı etkilere sahip olan ışınların ve yüksek enerjili parçacıkların uzay boşluğuna geri yansıtılmasında görev almasıdır. İkinci önemli faydası ise canlı hayatın devamlılığı için büyük öneme sahip olan sıcaklığın belirli sınırlar içerisinde tutulmasını sağlamasıdır. İnsanların ve canlıların dünya üzerinde yaşamaya uyum sağladıkları sıcaklık değeri ortama 14.5 0C dır. Atmosferde bulunan su buharı, karbondioksit, metan ve azot oksit gibi gazlar dünyayı sararak sera etkisi yaratmakta ve sıcaklık değerinin 14.5 0C dolaylarında olmasını sağlanmaktadır.

Konuyu biraz daha matematiksel olarak anlatmak istersek Stefan-Boltzmann tarafından enerji akısının sıcaklık ile ilgili olan bağıntısını kullanabiliriz. Güneş sabiti olarak hesaplanan
1367 W/m2 enerji akısının dünya yüzeyinde yaratacağı sıcaklık değişimini hesaplayabiliriz.

Φ = σ T4  (1)
σ = 5.67x10-8 Wm-2K-4 Stefan-Boltzmann sabiti olup formül 1’deki T sıcaklık değeri ise Kelvin cinsinden verilmiştir. Güneş tarafından dünyaya gelen ışınların πr2 kesitinde geldiği düşünülürse ve dünyanın küre olduğu kabulü ile 4πr2 formülünden, ortalama değer dörtte bir oranında olacaktır. Buradan;



olacaktır.

Buradan 278.63-273.15 = 5.48 0C ortalama değeri elde edilir. Bu ortalama değer oldukça düşük olup, atmosfer olmasaydı canlı hayatı olumsuz yönde etkilenecekti.Atmosferde bulunan sera gazları sayesinde, dünya tarafından soğurulan ışınlar ile ısınan yer kürenin yaydığı kızıl ötesi ışınların uzay boşluğuna yansıtılması engellenmiş oluyor ve sıcaklık optimum değerler içerisinde tutuluyor.

Sanayi devriminin gelişimi ve beraberinde getirdikleri hem yaşamlarımızı hem de yaşadığımız çevreyi değiştirmiştir. Fabrikalar, santraller, toplu taşıma araçları, kentleşme, nüfus artışı, orman yangınları ve ağaçsızlaşmanın getirdiği sorunları yaşamaya başladık. Sanayi devriminin üretimi teşvik etmesi ve üretimin de temelinin enerjiye bağlı olması enerji kaynak arayışlarını hızlandırdı. Günümüzde enerji üretiminin büyük bir bölümü fosil yakıt tabanlı olduğundan yeraltından çıkarılan kömür, petrol ve doğalgaz kaynakları önem kazanmış ve tüketimleri artmıştır.

Fosil yakıtların kullanımı ile yapay olarak sera gazı salımları oluşmaya başlamıştır. Özellikle karbondioksit oranının atmosferde artması ile 20. Yüzyılın başından günümüze ortalama
sıcaklıkta 0.8 0C’lik artış yaşanmıştır. Şekil-1.10 da bu değişimin eğrisi verilmiştir.



Her ülkede olduğu gibi Türkiyede enerji gereksinimlerinin büyük bir bölümünü fosil yakıtlardan karşılamaktadır. Fosil yakıt tüketimlerine paralel olarak karbon salımları artım göstermektedir. Şekil-1.11, Şekil-1.12 ve Şekil-1.13 de IEA tarafından fosil yakıt tüketimleri verilmiştir.







IEA raporlarına göre Türkiye’nin karbon bazlı enerji kaynaklarının tüketimi sonucu atmosfere saldığı karbon değerlerinin yıllara göre değişimi Şekil-1.14 de gösterilmektedir.



Bundan sonraki yazı dizimizde “  Güneş Enerjisi Teknolojileri ”  anlatılacaktır.

Bu kitabın yayını için izin veren  Sn. Haluk Özgün ve GÜNDER ‘e ( Uluıslararası Güneş Enerjisi Topluluğu Türkiye Bölümü)  Elektrik Tesisat Portalı olarak  içtenlikle teşekkür eder