Ekolojik dengenin, biyoçeşitliliğin, insanoğlunun ve her türlü biyolojik faaliyetin en temel enerji kaynağı olan güneş, kimi zaman mevsimsel döngülerin seyrinde bizi kendine hayran bırakırken kimi zaman sosyal yaşantımızı yönlendiren bir konumda karşımıza çıkmaktadır. Çoğunlukla göz ardı ettiğimiz nokta ise hiç kuşkusuz ekonomimize olan etkisidir.

Başta dünya nüfusundaki kontrol edilemez artış, endüstrideki ivmelenme, ormanlık alanların tahribi ve teknolojik reformlar olmak üzere pek çok beşeri faaliyete bağlı olarak küresel enerji talebi artmakta ve çevresel tahribat yaşanmaktadır. Tüm bunlara bağlı olarak yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi, üretimde sürdürülebilirlik arayışı ve ekonomik olarak uygulanabilir enerji yatırımlarına olan talep gün geçtikçe artmaktadır. Uzun vadede kullanışlı, ekonomik ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak güneş enerjisi hem evsel ve endüstriyel hem de tarımsal kullanımlar ve enerji üretimleri için oldukça avantajlı bir alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır.

Güneş enerjisinin tarihçesine kısa bir bakış

Güneş enerjisini bir enerji modeli olarak incelediğimizde çekirdekte gerçekleşen füzyon reaksiyonları -hidrojen gazının helyuma dönüştürülmesi- sonucu ortaya çıkan ışımalara bağlı oluştuğu görülmektedir. Nitekim tarihsel süreçte güneş enerjisinin kullanımına uzandığımızda öncelikli olarak mimari konumlandırmada bir ekol olarak benimsendiği, daha sonra ise su pompaları, buhar makineleri gibi kullanım alanlarının geliştirilmesiyle teknolojik bir sürecin kilit konumuna yerleştirildiği görülmektedir. 1900lü yılların ortalarında yaşanan petrol kriziyle hem siyasi hem de stratejik yerini alarak küresel enerji ihtiyacının karşılanmasında önemli bir kaynak olmasıyla dikkat çekmiştir.

Günümüzde özellikle evsel ve endüstriyel kullanımlarda güneş ısıl kolektörleri yaygın olarak kullanılarak termal enerji ve sıcak su elde edilmektedir. Bunun yanında güneşlenme süreleri yüksek ve uygun kurulum şartlarına sahip coğrafyalarda fotovoltaik güneş panelleri kullanılarak elektrik enerjisi elde edilmektedir. Bu sayede özellikle tarımsal kullanım alanları ve endüstriyel üretimlerde fosil yakıt tüketimine bağlı çevresel tahribat önlenmekte ve dünya genelindeki enerji maliyetleri göz önünde bulundurulduğunda ekonomik kayıpların önüne geçilmektedir. Güneş Enerjisi Küresel Piyasa Görünümü raporuna göre dünya genelinde güneş enerjisi kurulu gücü 2021 sonunda 940 GW olup 2022 yılında 1 TW’ı geçmiştir. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığının yayınladığı verilere göre ise ülkemizde Haziran 2022 itibariyle güneş enerjisi kurulu gücü 8.479 MW seviyesindedir.

Neden güneş enerjisi? Avantajları neler?

Dünya genelinde enerji talebinin karşılanması noktasında 3 temel sorun mevcuttur: fosil yakıtların tükenme tehlikesi, fosil yakıt tüketimine bağlı gerçekleşen çevresel tahribat, enerji tedariğindeki dışa bağımlılık. Tüm bu sorunların üstesinden gelmesi ve geniş kullanım alanına sahip olması gibi sebeplerle güneş enerjisine olan ilgi ve talep gün geçtikçe artmaktadır. Tüm bunların yanında Paris İklim Anlaşması, AB Yeşil Mutabakatı ve Sınırda Karbon Mekanizmaları gibi uluslararası uygulamaların gündeme gelmesiyle fosil yakıt tüketimi azaltılmakta, yenilenebilir enerjiye yönelim bir inisiyatiften çıkarak özellikle de ticari faaliyetlerin devamlılığının sağlanması için bir zorunluluk haline gelmektedir.

Güneş enerjisi kullanımının sağladığı avantajlar temel olarak şu şekilde sıralanabilir:

  • Yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Fosil yakıtlar gibi tükenme tehlikesi olmadığından enerji talebine cevap vermeye her zaman devam edecektir.
  • Yenilenebilir ve doğal bir enerji kaynağı olmasına bağlı olarak çevreye ve insan sağlığına zarar vermez. Fosil yakıtların ise yanma reaksiyonlarına bağlı olarak CO2, NOx, SOx gibi gaz emisyonları gerçekleştirdiği, dolayısıyla hem küresel ısınmaya olumsuz etkisi bulunduğu hem de insan sağlığında özellikle de solunum sistemlerinde olumsuz etkiler yarattığı bilinmektedir.
  • Çok geniş kullanım alanına sahiptir. Enerji üretimi de dahil olmak üzere tarım, endüstri vb. pek çok alanda aktif olarak kullanılmaktadır.
  • Maliyetleri çok düşüktür. Kurulum maliyeti dışında yatırım gerektirmez, bakım masrafları oldukça düşüktür. Bu sayede birim enerji maliyeti minimumda tutulmuş olur.
  • Kurulumu ve kullanımı kolaydır. Uzun ömürlü ve dayanıklıdır.
  • Coğrafyalar için yerli bir enerji kaynağıdır. Enerji tedariğinde dışa bağımlılığı engeller.

Güneş enerjisi kullanım alanları

Güneş enerjisi kullanımı gün geçtikçe çeşitlilik göstermektedir. Güneş enerjisinden doğrudan termal enerji ihtiyacı karşılanabildiği gibi ışık ışınlarının elektrik enerjisine çevrilerek kullanılması da mümkündür. Dolayısıyla güneş enerjisi kullanımı ısıl ve fotovoltaik kullanım olarak iki başlık altında incelenmektedir.

Güneş enerjisinin ısıl kullanım alanları temel olarak düşük sıcaklık (20-100°C), orta sıcaklık (100-300°C) ve yüksek sıcaklık (>300°C) uygulamaları olarak 3 kategoriye ayrılır.

  1. Düşük sıcaklık uygulamaları (20-100°C):
  • Sıcak su elde edilmesi
  • Tarımsal sulama ve sera ısıtması
  • Tarımsal kurutma
  • Hane iklimlendirmeleri
  • Havuz ısıtma
  • Deniz suyundan tatlı su elde edilmesi ve tuz üretimi

2.Orta sıcaklık uygulamaları (100-300°C):

  • Endüstride buhar üretimi
  • Geniş kapasiteli ısıtma/soğutma sistemleri

3.Yüksek sıcaklık uygulamaları (>300°C):

  • Güneş fırınları

Güneş enerjisinin fotovoltaik kullanımının temel prensibi ise yük çiftlerinin oluşturulması ve çiftlerin elektrik alan ile birbirinden ayrılmasına dayanmaktadır. Fotovoltaik sistemler güneş pilleri olarak da adlandırılır. Bunlar tek/çok kristal blok/tabakadan elde edilerek dilimlenmiş kalın kristal malzemeden veya taşıyıcı bir film üzerinde oluşturulmuş çok kristal/amorf ince film tabakalardan üretilmektedir. Doğrudan güneş ışığına bağlı elektrik enerjisi üretimi gerçekleştirdiğinden panelin maksimum çıkış gücü, üzerine gelen güneş ışığı seviyesi ve ortam sıcaklığına bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. Güneş pillerinin kullanım alanları şu şekilde sıralanabilir:

  • Elektrik şebekesi olmayan bölgeler
  • Outdoor enerji gereksinimleri (kamp, karavan, yat vb.)
  • Park, bahçe, sokak, otoyol vb. aydınlatmaları
  • Telsiz, GSM ve haberleşme sistemleri
  • Güvenlik sistemleri
  • Trafik sinyalizasyonları
  • Deniz fenerleri
  • Gözlem ve kontrol istasyonları
  • Tarımsal sulama sistemleri
  • Askeri sinyalizasyon

Fotovoltaik sistemlerde şebekeden bağımsız kullanımlarda elde edilen gerilim doğrudan kullanılabileceği gibi inverterler yardımıyla alternatif gerilime dönüştürülerek de kullanılabilir, aküler yardımıyla depolanabilir. Şebekeye bağımlı kullanımlarda ise ihtiyaç fazlası elektrik şebekeye beslenir.

Güneş enerjisinin hem ısıl hem de fotovoltaik kullanım olanakları göz önünde bulundurulduğunda tüketiciye çok çeşitli alanlarda büyük avantajlar sağladığını söylemek mümkündür.

Güneş enerjisi teknolojileri

Hem çevresel hem de ekonomik olarak avantaj sağlayan güneş enerjisinden en verimli şekilde yararlanabilmek için tarihi süreç içerisinde pek çok teknoloji geliştirilmiştir. Güneş ısıl sistemlerde kullanılan teknolojiler şu şekilde sınıflandırılabilir:

1.Düzlemsel toplayıcılar

a. Havalı düzlemsel toplayıcılar

b. Sıvılı düzlemsel toplayıcılar

2.Vakum borulu toplayıcılar

3.Odaklayıcı toplayıcılar

a. Çizgisel odaklayıcılar

i. Parabolik-oluk

ii. Fresnel mercek

b. Noktasal odaklayıcılar

i. Parabolik-çanak

ii. Güneş fırını

iii. Kule-yansıtıcı

4.Güneş ısı santralleri

Bulunan coğrafya ve hedeflenen kullanım amacına göre seçilecek en uygun teknolojiyle güneş enerjisinden maksimum verimlilikte faydalanmak mümkündür.

Güneş enerjisinde yenilikçi kullanım örneği: Taşınabilir güç istasyonları

Yenilenebilir enerjide ekipmanlarımıza enerji girişi sabit ve sürekli değildir. Özellikle güneş enerjisinin kesintili olarak üretilmesi fakat enerji gereksinimlerimizin çoğunlukla sürekli olması sebebiyle enerjinin depolanması ihtiyacı doğmaktadır. Bu noktada ise enerjinin aktarılacağı ve depolanacağı bir enerji depolama sistemine ihtiyaç duyulmaktadır. İdeal bir enerji deposunda bulunması gereken özellikler şu şekilde sıralanabilir:

  • Yüksek depolama kapasitesi
  • Yüksek sarj/deşarj verimi
  • Kapasite kayıplarının en az olması
  • Kullanım ömrünün uzun olması
  • Maliyetinin düşük olması
  • Enerji yoğunluğunun yüksek olması

Peki taşınabilir güç istasyonlarını nerelerde kullanabiliriz? Güneş enerjisini elektrokimyasal olarak depolamamızı sağlayan taşınabilir güç istasyonları hem güneş panelleriyle hem de elektrik şebekesiyle şarj olabilen, hem iç hem de dış mekanlarda portatif olarak kullanılabilen ekipmanlardır. Taşınabilir güç istasyonları TV’den çamaşır makinesine, buzdolabından bilgisayarlara kadar çok çeşitli elektrikli gerecin kullanımına olanak sağlar. Kamp, karavan, yat gibi outdoor etkinliklerde enerji gereksinimini karşılamasının yanında doğal afetlerde de enerji kesintisini önlemek adına kritik bir role sahiptir. Kullanım ihtiyacına göre farklı kapasite ve döngülere sahip taşınabilir güç istasyonları mevcuttur.

Güneş enerjisi kullanımının uzun vadede maliyet avantajı

Dünya genelinde enerji maliyetlerindeki artış sadece ekonomik gelişmelerden ve hammadde fiyatlarından değil, aynı zamanda ülkeler arasındaki siyasi anlaşma/anlaşmazlıklardan da doğrudan etkilenmektedir. Enerji maliyetlerindeki enflasyona bağlı kırılganlık hiç şüphesiz son tüketiciyi olumsuz etkilemekte; bireysel bazda yaşam kalitesini düşürdüğü gibi endüstriyel bağlamda büyük ekonomik kayıplara sebebiyet vermektedir. Dışa bağımlı olmaması, yerli bir enerji kaynağı olması, kurulum ve bakım maliyetlerinin oldukça düşük olması gibi ekonomik sebepler, güneş enerjisi sistemleri kullanıcıları için uzun vadede büyük ekonomik avantajlar oluşturmaktadır.

Kendiliğinden sahip olduğu bu avantajların yanında ulusal ve uluslararası platformlarca duyurulan yenilenebilir enerji teşvikleri, GES teşvikleri (güneş enerjisi santrali) bu alanda yatırım yapmak isteyen tüzel kişilikler ve yatırımcılar için önemli ekonomik karlılık sağlamaktadır. Paris İklim Anlaşması, AB Yeşil Mutabakatı ve Sınırda Karbon Mekanizmalarının her geçen gün daha somut ve daha geniş kapsamlı ele alındığı göz önünde bulundurulduğunda bahsi geçen hibe ve kredilerin gün geçtikçe artması da beklenti dahilindedir.

Ülkemizde Resmi Gazetede yayınlanarak yürürlüğe giren Yatırımlarda Devlet Yardımları Hakkında Karar ile güneş ve rüzgar enerjisi kullanımıyla elektrik enerjisi üretimine yönelik yatırımlara devlet teşviği getirildi. İşletmelerin kendi tüketimleri için yapacakları lisanssız enerji yatırımlarına en az 4. bölge teşviği sağlanmasının yanında yatırımcılara yatırım yaptıkları bölgelere göre 5. ve 6. bölge teşvikleri sağlanacak. Bu destekler sayesinde karbon salımlarının azaltılması ve enerji maliyetlerinin düşürülmesi hedeflenmektedir. Bunun yanında yatırımcılara KDV ve gümrük vergilerinde çeşitli avantajlar sağlanacağı ve çeşitli vergi ve prim desteklerinden yararlanacakları açıklandı.

Organize Sanayi Bölgelerinde gerçekleştirilecek yeşil altyapı yatırımları için ilk 5 yılı geri ödemesiz toplam 10.5 yıl vadeli sabit marjlı kredi finansmanının Dünya Bankası tarafından sağlanacağı açıklandı.

Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı tarafından çiftçilere tarımsal sulama için güneş enerjisi santrali kurulumu kapsamında uzun vadeli ve düşük faizli kredi verileceği belirtildi.

Tarımsal ve Kırsal Kalkınmayı Destekleme Kurumu tarafından yapılan açıklamada tarım ve çiftlik faaliyetleri kapsamında yapılacak yenilenebilir enerji yatırımlarına 1.2 milyar TL hibe verileceğini duyurdu.

Başlangıç noktamızdan ne kadar uzaktayız?

Güneş enerjisini çok çeşitli yönlerden kapsamlı bir şekilde inceledikten sonra bazı çıkarımlar yapmak mümkün. Güneşlenme sürelerinin optimum olduğu coğrafyalarda yenilenebilir enerji ile özellikle de güneş enerjisi kullanılarak daha ucuza ısınmak mümkün. Hem evsel ve endüstriyel hem de tarımsal alanlarda güneş enerjisi kullanılarak enerji maliyetleri azaltılabilir ve çevresel dengenin korunmasına katkı sağlanabilir. Başka bir deyişle ‘Yeşil enerji kullanarak faturanı ve karbon salımını azalt!’ sloganıyla hem bireysel hem de toplumsal fayda sağlanabilir. Dünya genelinde sera gazı emisyonlarının azaltılmasına yönelik politikalara uyum sürecinde verilen teşvikler ile yatırım maliyetleri azaltılarak uzun vadede ekonomik kazançlar sağlanabilir.

Tüm bu kullanım alanları, çevresel ve ekonomik avantajları düşünüldüğünde yenilenebilir enerjiye özellikle de güneş enerjisi sistemlerine yatırım yapmak demek hem bugünümüze hem de geleceğimize yatırım yapmak demek. Harekete geçmek için web sitemizde bulunan ürünlere göz atabilirsiniz.