Güneş pilleri, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Bu teknoloji, çevre dostu ve sürdürülebilir enerji üretimi için önemli bir role sahiptir. Güneş pilleri, fotovoltaik etkisi adı verilen bir fenomeni temel alır.
Güneş ışığı, üzerindeki fotovoltaik hücreler tarafından yakalanır ve bu hücrelerdeki yarıiletken malzemelerde elektriksel bir akıma dönüştürülür. İşte bu akım, güneş pili tarafından üretilen elektrik enerjisini ortaya çıkarır. Güneş pili teknolojisi, güneşin bol olduğu bölgelerde elektrik üretimi için ideal bir çözüm sunar ve sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanımını teşvik eder.
Güneş Pili Nasıl Çalışır?
Güneş ışığı foton denilen küçük enerji paketlerini bünyesinde bulundurur. Güneş her ana muazzam boyutlardaki bu enerjiyi fotonlar vasıtası ile dünyaya ulaştırır. Güneşten gelen bu fotonları elektrik enerjisine dönüştürmek için Fotovoltaik paneller tasarlanmıştır.(Kısaca PV panel)
PV panellerin çalışma prensibi kabaca p-n ekleminden oluşan diyota benzer. Fotoelektrik prensibine dayanan PV paneller fontlar tarafından koparılan elektronlar eklemde hareket geçer ve bir elektrik akımı oluşur. PV panelin yapısında en çok kullanılan malzemeler ise silisyum, galyum, arsenit gibi yarı iletken malzemelerdir.
Şimdi gelin PV panelin çalışmasını daha detaylı bir şekilde inceleyelim. Yarı iletken bir malzemenin güneş pili olarak kullanıla bilmesi için n veya p tipi katkılanması gerekir. Katkılanma saf yarı iletken eriyik içerisine katkı maddesini kontrollü olarak işlenmesi ile oluşur.
Örneğin, n tipi katkılamada; silisyum eriğine periyodik cetvelin 5.gurup bir elementi (fosfor) eklenir. Silisyumun son yörüngesinde 4,fosforun son yörüngesinde 5 elektron olduğu için oluşan kristal yapıda elektron fazlalığı meydana gelir. N tipi katkılama bölgesine verici bölge de denir.
P tipi katkılamada ise; silisyum eriğine periyodik cetvelin 3.gurup bir elementi(alüminyum, indiyum, bor vb. )eklenir. P tipi katkı maddesinde 3 elektron vardır, bu sebeple yeni oluşan kristal yapıda elektron eksikliği meydana gelir. P tipi katkılama bölgesine verici bölge de denir.
Peki, P ve N tipi bölgeler nasıl çalışarak elektrik üretir?
Güneş ışınlarından gelen fotonlar sayesinde N tipi bölgede bulunun fazla elektronlar. Elektron eksikliği bulunan P tipi bölgeye doğru hareket ederler, bu hareket elektron-hol çiftlerini oluşturur.
P ve N bölgelerinin elektron azlığı ve çokluğu her iki tarafta da elektrik alan oluşmasına sebep olur. Elektrik alan vasıtası ile birbirinden ayrılan elektron hol çiftleri PV panelin kontak uçları arsında bir güç çıkışı meydana getirir.
Fotovoltaik Panelin Volt, Amper Değerinin Ayarlanması
Gelin şimdi PV panellerin volt, amper değerlerini nasıl ayarlandığını inceleyelim. Ortalama bir PV panel hücresi 25-30 cm^2 ‘ lik bir alana sahiptir ve yaklaşık 1 KW güç üretir. Yüksek güç çıkışları elde etmenin tek yolu ise PV panelleri seri ve paralel olarak bağlamaktır.
PV panellerin seri bağlanması ile gerilim, paralel bağlanması ile akım artırılır. Bir seri-paralel panel montajın ile de bir evin kulana bileceği volt, amper değeri yakalanmış olur.
Kaynakça
- https://www.elektrikport.com/
- https://www.emo.org.tr/
- http://dspace.yildiz.edu.tr/
- http://www.normenerji.com.tr/
- https://www.ise.fraunhofer.de/
- https://fotonik.gazi.edu.tr/
- https://www.enerjiday.com/
