Günəş enerjisi

Günəş enerjisi — günəş işığından enerji əldə edilməsi texnologiyası.

Yer səthinə düşən Günəş enerjisinin miqdarı bütün neft, təbii qaz, daş kömür və digər yanacaq ehtiyatlarından çoxdur. Onun 0,0125%-nın istifadə olunması ilə bugünkü dünya energetikasının bütün ehtiyaclarını təmin etmək olardı.

Günəş enerjisinin istifadəsinin üstünlüyü ondadır ki, günəş qurğuları işləyən zaman parnik effekti yaranmır, havanın çirklənməsi baş vermir, istilik aşağı atmosfer qatlarına yayılmır. Günəş enerjisinin yalnız bir çatışmazlığı var – o da atmosferin vəziyyətindən, günün və ilin vaxtından asılılıqdır. Günəş enerjisini iki üsul ilə işlətmək olar: müxtəlif termik sistemlərin köməyi ilə, istilik enerjisi şəklində, foto-kimyəvi və fotoelektrik proseslərin çevrilməsi üzrə qurğularda.

Texnologiyası[redaktə | mənbəni redaktə et]

Günəş enerjisini elektrik enerjisinə çevirmək üçün müxtəlif növ kollektorlardan istifadə olunur. Yüksək temperatur yaradan kollektorlarda günəş işığını əks etdirən, toplayan və günəşin istiqaməti üzrə hərəkət edən parabolik güzgülərdən istifadə olunur. Bu kollektor sisteminə xüsusi maye üçün nəzərdə tutulan istilik dəyişmə sistemi də daxildir. Səmərəliliyinə görə günəş kollektorlarından istifadə mərkəzləşdirilmiş enerji sistemlərindən uzaq olan ərazilərdə özünü doğruldur.

Günəş enerjisinin daha səmərəli istifadəsi onun fotoelementlərdə elektrik enerjisinə çevrilməsi ilə həyata keçirilir. Fotoelementlər işığa həssas yarımkeçirici materiallardan – selen, silisium, qallium arsenidi, kadmium sulfidi və s. materiallardan hazırlanır. Bu materiallarda xüsusi p-n keçidi tərəfindən işığın udulması elektrik cərəyanı yaradır. Fotoelementlərdən minlərlə kvadrat metr sahə əhatə edən müxtəlif gücdə elektrik stansiyaları qurmaq mümkündür. Günəş enerjisinin Günəşin sutkalıq və mövsümi dövriyyəsindən asılı olmaması üçün alınan elektrik enerjisini elektrik akkumulyatorları ilə və ya metalhidrid akkumulyatorlarında hidrogen şəklində toplamaq mümkündür.

Hesablamalara görə Günəş energetik qurğularının 50-ci enliklərdən cənuba doğru yerləşən regionlarda istifadəsi olduqca əlverişlidir. Həmçinin Azərbaycanda ildə 300 günəşli və 270 küləkli günün olmasını nəzərə alsaq demək olar bu regionda Günəş energetikasının inkişafı daha perspektivlidir.

Tarixi[redaktə | mənbəni redaktə et]

Günəş enerjisinin birbaşa elektrik enerjisinə çevrilməsi dünya praktikasında geniş yayılmışdır və inkişaf etmiş ölkələrdə energetikanın əsas istiqamətlərindən biri hesab olunur. 1997-ci il Kioto razılaşmasının protokoluna əsasən AB və ABŞ-də alternativ enerji mənbələrindən istifadə etmək üçün irimiqyaslı stansiyaların tikintisinə başlanmışdır. 2010-cu ilədək f.i.ə. 23% olan fotoelementlər əsasında illik enerji istehsalı 200 QVt.s təşkil edəcək və maya dəyəri 2–3 US$/Vt-a qədər olacaq enerjinin istehsalı nəzərdə tutulmuşdur. Dünyanın qabaqcıl elmi-texnoloji mərkəzlərinin məlumatına əsasən demək olar ki, mürəkkəb yarımkecirici fotoelementlərin f.i.ə.-nın 30%-ə çatdırılması, elektrik enerjisinin maya dəyərinin daha 1–1,5 dəfə azalmasına imkan verəcəkdir. Hazırda dünyanın 70-ə yaxın dövlətində (ABŞ-də 600 MVt, Fransada 100 MVt, İsraildə 100 MVt, Türkiyədə 50 MVt və b.) günəş elektrik stansiyaları fəaliyyət göstərir və yaxın gələcəkdə onların istehsal gücünün artırılması üçün perspektiv layihələr hazırlanmışdır. Günəş stansiyalarının əsas işçi elementinin (fotoelement) istehsalı üçün yüksək səmərəliliyə malik texnologiyalar yaradılmış və hazırda ABŞ, Almaniya, Yaponiya və Çində istehsal edilir. Onların f.i.ə. 12–14% təşkil edir. Belə fotoelementlər əsasında yaradılan stansiyaların tutduğu ərazi 1 MVt üçün 2 hektar təşkil etmişdir. Hazırda fotoelementlərin sahə tutumlarının azaldılması istiqamətində geniş elmi-tədqiqat işləri aparılır. Qeyd etmək lazımdır ki, günəş stansiyalarının effektivliyi ölkənin təbii iqlim şəraitindən və coğrafi mövqeyindən asılıdır. Belə ki, bir il ərzində 1m² yer səthinə düşən günəş enerjisinin miqdarı ABŞ-də 1500–2000 kVts, Rusiyada 800–1600 kVts, Fransada 1200–1400 kVts, Çində 1800–2000 kVts və Azərbaycanda 1500–2000 kVts təşkil edir.

Hal hazırda Günəş enerjisinin fotoelektrik çevrilmələri dünyada bərpa olunan enerji mənbələrinin ən tez inkişaf edən istiqamətlərindən biridir. Bəzi dövlətlərdə Günəş enerjisindən istifadə artıq bir neçə ildir ki, "70 min günəşli dam", "Milyon dam" və "Yüz min dam" adlanan dövlət proqramları çərçivəsində həyata keçirilir. Dünyada günəş batareyası ilə işləyən ən böyük elektrik stansiyası ABŞ-nin Nevada ştatındadır. Hazırda Çinlə ABŞ Monqolustan çöllərində Nevadakından daha böyük stansiya tikməyi müzakirə edir.^[1]

İqtisadi üstünlükləri[redaktə | mənbəni redaktə et]

Digər ənənəvi və ya bərpa olunan enerji qurğularından daha tez icazə alına və quraşdırıla bilər.
Proqnozlaşdırılan enerjinin paylanması əyrisinə malikdir və kommunal tariflər yüksək olduqda daha çox səmərəlidir.
Enerjini yerli olaraq, sahədə istehsal edir, bu da geniş yüksək gərginlikli ötürücü xətlər və ya mürəkkəb infrastruktura olan tələbatı azaldır.
Uzun müddət üçün etibarlıdır. Heç bir dəyişdirilən hissələri olmayan sabit fotoelektrik sistemləri digər enerji mənbələrindən daha uzun ömürlü olur.
Pərakəndə enerji tariflərinə bərabər və ya həmin tariflərdən aşağı olan proqnozlaşdırılan qiymət.

Tətbiqi[redaktə | mənbəni redaktə et]

Binalarda günəş enerjisindən maksimum faydalanmaq üçün hazırda istifadə edilən 3 əsas yanaşma mövcuddur: Passiv günəş, Aktiv günəş istiliyi və Fotoqalvanik (FQ) Günəş Sistemləri

Passiv Günəş[redaktə | mənbəni redaktə et]

Passiv Helioarxitektura aşağıdakılar üçün nəzərdə tutulan bina layihələndirmə yanaşmasıdır:

Binada günəşin faydalarını maksimallaşdırmaq (düzgün səmtləşdirmə və planlaşdırma, və şüşələnmə);
Binanın yüksək səviyyəli izolyasiyası və germetikliyini təmin etməklə istilik itkilərinin qarşısının alınması;
Nəzarət olunan ventilyasiya və gündüz işıqlandırmasından istifadə etməklə yüksək səviyyədə rahatlığın təmin edilməsi.

Passiv günəş istiliyi layihəsinə hər hansı mexaniki isitmə cihazı faktiki olaraq daxil deyil. Bundan fərqli olaraq, passiv günəş istiliyi ev daxilində temperaturu saxlamaq üçün binanın istiliyi özünə çəkən və daha sonra istiliyi tədricən buraxan xüsusiyyətlərini əhatə etməklə fəaliyyət göstərir. Binanın çox vaxt termik kütlə kimi istinad edilən bu xüsusiyyətlərinə böyük pəncərələr, daş döşəmə və kərpic divarlar daxil ola bilər.

Aktiv Günəş İstiliyi[redaktə | mənbəni redaktə et]

Aktiv günəş texnologiyaları günəş enerjisini digər daha faydalı enerji formasına çevirmək üçün tətbiq edilir. Bu bir qayda olaraq istilik və elektrik enerjisinə konversiya ola bilər. Aktiv Günəş İstiliyi binaların günəş enerjisindən istifadə etməsinin əsas yollarından biridir. Bu, passiv günəş istiliyinə bənzəyir, lakin bu daha əhatəli prosesdir və passiv sistemlərdən daha çox istilik əmələ gətirir. Aktiv günəş istiliyi üç komponentdən əhəmiyyətli dərəcədə asılıdır: günəş enerjisini özünə çəkən günəş kollektoru, günəş saxlama sistemi və istiliyin uyğun yerə yayılması üçün istiliyin ötürülməsi sistemi. Aktiv istilik sistemləri iki kateqoriyaya bölünə bilər: hava sistemləri və maye sistemləri. İstilik sistemlərindəki fərqlər günəş enerjisinin günəş kollektorunda yığılması yolu ilə ortaya çıxır. Maye sistemlərdə günəş kollektorunda enerjinin yığılması üçün mayedən istifadə edilir, hava sistemləri isə enerjini hava vasitəsilə özünə çəkir.

Fotoqalvanik Sistemlər[redaktə | mənbəni redaktə et]

‘Fotoqalvanik’ (FQ) işıqdan alınan elektrik enerjisini ifadə edir. Mahiyyətinə görə fotoelektrik sistemlər günəş radiasiyasını elektrik enerjisinə çevirmək üçün gün işığından (birbaşa gün işığının olması zəruri deyil) istifadə edir. FQ elementlərdə yanan işıq elektrik enerjisinin hərəkətinə səbəb olmaqla elektrik sahəsi yaradır. İşığın intensivliyi nə qədər böyük olarsa, elektrik enerjisinin hərəkəti də bir o qədər yüksək olar. Fotoelektrik sistemlər günəş enerjisini elektrik enerjisinə çevirmək üçün yarım keçirici materiallardan istifadə edir. Bu texnologiya günəş kalkulyatorları, saatlar və ya bağça işıqları kimi istehlakçı məhsullarında geniş istifadə olunur. Günəş FQ yaşayış yerləri və kommersiya və sənaye müəssisələri üçün günəş elektrik enerjisini təmin etmək üçün istifadə edilə bilər.

Bu elektrik enerjisi istehsal edildiyi kimi istifadə edilməklə, onu saxlamaqla (batareyalardan istifadə edərək, bu investisiya xərclərini artırır və ekoloji məsələlər ortaya çıxarır) və ya şəbəkəyə birləşdirilib ödəniş almaqla alınmış elektrik enerjisini kompensasiya etmək üçün istifadə edilə bilər.^[2]