Güneş Paneli

Güneş paneli nedir? Ne işe yarar? Çalışma prensibi – Güneş paneli hakkında bilgi

Güneş paneli elektrik üretiminde kullanılan yenilenebilir teknolojilerden biridir. Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Güneş modülü (solar module) olarak da adlandırılır. Güneş hücrelerinin belirli sayıda ve sırada bir araya getirilerek dış ortam koşullarına karşı dayanıklı, su geçirmez bir yapı haline getirilmiş halidir. Fotovoltaik panel, güneş enerji paneli veya güneş elektrik paneli diye de adlandırılır. Solar panel nedir sorusunu kısaca bu şekilde cevaplandırabiliriz. Güneş enerjisi elektrik paneli, ön yüzeyden arkaya doğru şu malzemelerden oluşur:

• Anti reflektif kaplamalı (AR coated) cam
• EVA (Encapsulated Vinyl Asetat)
• Güneş hücresi (solar cell)
• EVA
• Beyaz polimer arka yüzey (backsheet)

Ek olarak paneli çevreleyen alüminyum çerçeve ve bağlantı kutusu, güneş panelinin parçalarıdır. 

Güneş paneli, piyasada genelde 36, 60 ve 72 hücre olarak bulunur. Arazi veya çatı üstü on-grid sistemlerde 60 ve 72 hücreli güneş panelleri tercih edilirken, karavan ve benzeri bireysel kullanımlarda 36 hücreli paneller tercih edilmektedir. 100W ve altı güçteki küçük güneş panelleri de genellikle 36 hücreli olarak üretilir. 36 hücreli güneş paneli ne kadar 12V olarak adlandırılsa da, gerçekte 20V civarında gerilim üretir. Bu farkın nedeni, 12V akülü sistemlerin 13,8V ve 14,4V seviyesinde doldurulması, 12V bir sistemin şarj edilmesi için minimum 14,4V ve üstü gerilime ihtiyaç duyulmasıdır. 

Fotovoltaik güneş paneli, ilk olarak 1883 yılında Charles Fritts tarafından icat edilmiştir. %1 verimlilikte olan bu elektrik güneş paneli tasarımı, 1930 ve 1950 li yıllarda farklı güneş hücresi tasarımları ile geliştirilmiş ancak 2000’li yıllara kadar çok yaygınlaşmamıştır. Özellikle 2010 yılı sonrası verimlilik artışı ve üretim maliyetinin azalması ile çok hızlı bir şekilde yaygınlaşmaktadır Günümüzde verimlilik %22 (piyasada bulunan) seviyesindedir.

Güneş paneli nasıl elektrik üretir? Güneş paneli nasıl çalışır?

Güneş paneli, elektrik üreten güneş hücrelerinden oluşur. Hücre yüzeyine güneş ışığı geldiğinde fotoelektrik malzeme içinde elektron akışı meydana gelir. Bu elektronlar hücre yüzeyindeki iletkenler tarafından yakalanır ve doğru akım (DC) halinde bağlantı kutusuna yönlendirilir. Bu şekilde güneş paneli ile elektrik üretme işlemi tamamlanır. Genelde birden fazla güneş paneli seri veya paralel bağlantılarla bir araya getirilerek güneş enerji sistemleri veya güneş enerji santralleri oluşturulur. Üretilen DC akım inverter ile AC akıma çevrilir ve kullanılır. 

Güneş Paneli ömrü nedir?

Güneş panelleri, 30 yıl ve üstü ömür beklentisine sahiptir. Panel üreticileri, 20 – 25 yıl seviyelerinde ömür garantisi vermektedir. Bu garantiler lineer ömür garantisi veya sürekli ömür garantisi olarak da adlandırılsa da temelde aynı kapsamdadır, 10 yıl sonunda maksimum %10 performans kaybı, 20 yıl sonunda da en fazla %20 performans kaybı yaşanacağını, daha fazla kayıp olmayacağını garanti eder. Monokristal panellerin ömür beklentisi polikristal panellere göre daha yüksektir.

Güneş enerjisi nedir? Güneş enerjisi nasıl çalışır? Solar enerji hakkında temel bilgiler

Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneş enerjisi, Güneşten gelen ısı ve ışık enerjisidir. Dünya atmosferine ve yüzeyine ulaşan güneş ısı ve ışınları kullanılabilir enerji kaynağı olarak değerlendirilir. Güneş enerjisi günümüzde elektrik ve termal amaçlı olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Kısaca güneş enerjisi nedir sorusu bu şekilde cevaplanabilir. Güneş enerjisinin faydaları, yenilenebilir olması nedeniyle çevreye zararının minimum düzeyde olması ve sonsuz bir kaynak olması, uzun vade çözümler sunmasıdır. Güneş enerjisi ne kadar temiz enerji olarak adlandırılsa da, güneş paneli üretim proseslerinden kaynaklı ve enerji taşıma maliyetleri nedeniyle bir miktar karbon ayak izi mevcuttur. Rüzgar ve Güneş enerjisi avantajları ve dezavantajları değerlendirildiğinde, yenilenebilir enerji kaynakları diğer enerji kaynaklarına göre oldukça çevre dostu konumdadır. 

Güneş enerjisi nasıl oluşur sorusunu kısaca cevaplamak gerekirse, Güneş enerjisi hidrojen atomlarının birleşerek helyum atomuna dönüşmesi (füzyon) reaksiyonu sonucu açığa çıkan enerjidir. Daha detaylı bilgi için blog yazılarımızı inceleyebilirsiniz.

Güneş paneli fiyatları – Güneş enerjisi paneli birim (Watt) fiyatları nelerdir?

Güneş panel fiyatları son yıllarda sürekli olarak bir düşüş eğilimindedir. Her yıl, bir önceki yıla göre gelişen teknoloji ve yeni yatırımlar sayesinde solar panel fiyatları daha uygun hale gelmektedir. Güneş paneli maliyeti, genelde watt başına usd (bir watt karşılığında ödenen $) olarak tabir edilir. Güneş enerjisi paneli fiyatları tablosunda, 36 hücre, 60 hücre ve 72 hücre panellerin birim fiyatları (1 watt karşılığında ödenen $) belirtilmiştir.

Güneş enerjisi fiyatları ne kadar? – Güneş paneli fiyat listesi:

Tablo: Güneş Paneli Fiyatları 2023, ortalama kdv hariç perakende fiyatları.

Tablodaki değerler 2021 – 2022 yılı ve 2023 öngörüsü doğrultusunda Türkiye güneş paneli perakende satış fiyatı ortalamasıdır. Tablo, monokristal güneş paneli fiyatları ve polikristal güneş paneli fiyatlarını içermektedir. Güneş enerjisi maliyeti, güneş paneli maliyetine ek olarak sistemde kullanılacak diğer cihazların maliyetlerine de bağlıdır. Güneş enerjisi kurulum maliyeti, sistemin on-grid veya off-grid olmasına göre farklı malzeme ve ekipman maliyetleri içerir. Solar güneş enerjisi fiyat listesi için paket ürünler kategorimizi inceleyebilirsiniz. Güncel solar panel fiyatı için ürünleri inceleyebilirsiniz. 

Küçük güneş paneli fiyatları

Aşağıdaki tabloda, farklı boyutlarda 36 hücreli yani 12 volt (12v) mini güneş paneli fiyatları belirtilmiştir:

Tablo: Küçük solar paneli fiyat tablosu – 2020 – 2021 kdv dahil perakende satış fiyatları

Solar güneş paneli fiyatları küçük panellerde birim başına daha yüksektir. Bunun temel nedeni, küçük güneş panellerinin üretiminin daha zor olması, birim hücre başına düşen çerçeve vb ek malzeme masrafının yüksek olması ve kullanılan birim alan verimliliğinin (modül verimliliği) düşük olmasıdır.

Esnek güneş paneli fiyatları, tabloda belirtilen fiyatların yaklaşık olarak 2 – 2,5 katı kadardır. Esnek güneş panel fiyatları kullanılan malzeme farklılıkları ve panel üretim tekniği farkından dolayı yüksektir.

Elektrik üreten güneş enerjisi fiyatları, hücre fiyatları ile orantılıdır. Güneş paneli hücresi fiyatları maliyetin büyük kısmını oluşturmaktadır. Silisyum işleme teknolojisinin gelişimi, seri üretim yatırımlarının artması ve güneş paneli hücre verimliliğinin artıyor olması, solar panel hücresi fiyatlarını düşüren temel etkenlerdir. Güneş paneli hücre fiyatlarındaki düşüş, güneş enerji paneli maliyetine de yüksek oranda yansımaktadır.

Monokristal güneş paneli fiyatları

Monokristal güneş paneli fiyatları, diğer solar enerji panel fiyatlarından daha yüksektir. Monokristal hücre üretim teknolojisi, silisyumun dairesel bir şekilde işlenmesi ve sonrasında kenarların kesilerek düzeltilmesi şeklinde yapılır. Düzeltilen parçalar üretim firesi olarak maliyeti arttıran önemli bir sebeptir. Ayrıca üretim prosesi de daha zahmetli ve masraflıdır. Monokristal birim fiyatları bu nedenle daha yüksektir.

Polikristal güneş paneli fiyatları

Polikristal güneş paneli fiyatları, monokristal panele göre daha uygundur. Birim fiyat bazında polikristal hücre üretimi daha düşük fire ve daha basit bir teknoloji ile yapıldığından hücre fiyatları daha ucuzdur. Modül başına daha az watt düştüğü için de panel fiyatları daha ucuzdur.

Güneş enerjisi elektrik üretimi maliyeti nedir? Nasıl Hesaplanır?

Güneş enerjisi ile elektrik üretimi fiyatları, güneş paneli maliyetinin, güneş paneli kullanım ömrü boyunca ürettiği güce bölünmesi olarak bulunur. Örnek olarak, 280W Polikristal solar panel için, 10 yıl tam performans, sonraki 15 yıl %85 ortalama performansta kullanacak şekilde 25 yıl kullanılacağını düşünelim. Kurulum yapılan yerin konumuna göre yıllık güneşlenme verilerine bakarak günde ortalama 5 saat güneş alacağı varsayımı ile hesap yapıldığında, ilk 10 yıl 5,11 MW üretim, sonraki  15 yıl ise 6,51 MW üretim yaptığı sonucuna ulaşılır. Toplam ömrü boyunca 11,62 MW üretim yapacağı kabul edilebilir. Formülü (365 gün X 5 saat X Panel Gücü X Yıl) şeklindedir.  için panel maliyeti olan 106 usd üstüne %20 bakım, temizlik vb maliyetleri eklendiğinde yaklaşık 130 usd yatırım maliyeti hesaplandığında, kW başına yatırım maliyeti: 130 / 11620 = 0,011 usd/kW hesaplanır. 

Güneş enerjisi elektrik panelleri fiyatları diğer enerji üretim tekniklerinin neredeyse hepsinden daha düşüktür. Bunun temel nedeni, güneş enerjisi panellerinin bakım ve işletme maliyetlerinin oldukça düşük olmasıdır. Güneş enerjisi panel fiyatları düşüş trendinde olduğu için, gelecekte öngörülen tamir, bakım, değişim gibi masraflar daha da azalıyor olacaktır. Ayrıca yerli üretim güneş panellerinin gün geçtikçe yaygınlaşması ve yerli güneş paneli fiyatlarının kıyasla uygun olması maliyetleri azaltmaktadır. 2018 yılında üretilen 250 watt güneş paneli fiyatları ile günümüzde üretilen 280 – 285 watt güneş paneli fiyatları, birim fiyat bazında azalmaktadır. Güneş enerjisi elektrik üretimi maliyeti 2018, 2019 ve 2020 yılında da azalma eğiliminde devam etmiştir. 2021 yılı güneş paneli maliyetlerinin de benzer şekilde azalma yönünde olacağı öngörülmektedir.

Güneş enerjisi yatırımı, destekleri, yatırım maliyeti ve kazanç hesaplama

Güneş enerjisi yatırımı yapılırken tüm ges malzemelerinin özenle seçilmesi, kaliteli ve kendini kanıtlamış ürünlerin kullanımı, en ucuz güneş paneli ürünleri yerine optimum performans ve üst kalite ürünlerin seçilmesi, maliyet hesaplarını gerçekçi hale getirecektir. Yatırım maliyetinin düşük tutulduğu durumlarda, bakım – onarım maliyetleri ve performans kaybından kaynaklı gelir kaybı nedeniyle gizli maliyetler uzun vadede yatırımcıyı mutsuz eder. 

Şebekeye bağlı bir güneş enerji sisteminin tipik parçaları güneş paneli, inverter, pano elemanları, kablo ve konnektörler, mekanik konstrüksiyon ve yıllık bakım masraflarıdır. Tüm masraf kalemleri kesin bir şekilde belirlendikten sonra yıllık güneşlenme ortalama sürelerine göre veya bir simülasyon programı yardımı ile yıllık tahmini kazanç hesaplanarak yatırımınızın ne zaman geri dönüş yapacağını bulursunuz. Bu hesabı yapılırken sık yapılan hata, inverter ve benzeri elektrik malzemelerinin bakım – onarım ve belirli sürelerle yenilenme masraflarının dikkatten kaçmasıdır.

Güneş paneli devlet desteği – Yenilenebilir enerji yönetmeliğine başvuru ve uygunluk

Güneş paneli uygulamaları, çeşitli dönemlerde devlet tarafından desteklenmektedir. 2020 – 2021 yılında zirai kredilendirme desteği ile çiftçilerin sulama sistemlerine çeşitli finansal kolaylıklar sağlanmaktadır. 2019 yılında güncellenen lisanssız elektrik üretim yönetmeliğine uygun bir şekilde projelendirme ve çağrı mektubu aşaması takibi için bizimle iletişime geçiniz. Diğer güneş enerjisi hibe ve destekleri ile ilgili güncel bilgi için bizimle iletişime geçiniz. 

Güneş enerjisi elektrik üretimi nasıl yapılır? Güneş paneli ile elektrik üretimi

Güneş enerjisi çalışma prensibi, güneş ışınlarının yani foton parçacıklarının fotovoltaik hücre üst yüzeyine düşmesi ile yüzeyden aşağı doğru elektronları hareketlendirerek bir elektrik akımı oluşturması şeklindedir. Fotovoltaik hücrelerin üst yüzeyleri fosfor içerir ve fazladan elektron yüklüdür. Bu nedenle güneş paneli hücre yüzeyi negatif, arka yüzeyi ise pozitif kutup olarak adlandırılır. Güneş ışığı hücre üst yüzeyine düştüğünde, buradan kopan elektronlar, hücre içindeki plakalar ve ribbon metali üzerinden eksi kutuptan toplanarak artı kutba doğru hareket ederler. Bu şekilde güneş enerjisi ile elektrik üretme süreci tamamlanır. Güneş enerjisi kurulumu yapılırken, güneş hücrelerine mümkün olan en dik açı ile güneş ışığının geliyor olmasına dikkat edilmesi önemlidir. Güneş enerjisi elektrik enerjisine nasıl dönüştürülür ve güneş paneli en verimli şekilde nasıl kullanılır gibi konularda daha detaylı bilgi için blog sayfamızı inceleyebilirsiniz. 

Güneş enerjisi paneli elektrik üretimi, panelin yönü ve açısına, mevsim, iklim ve hava koşullarına, güneş enerjisi kurulumu yapılan saha konumuna, kullanılan güneş enerjisi ürünleri ve havada güneş ışığını kıran nem ve kirlilik gibi birçok faktöre bağlıdır. Güneş enerjisi nasıl elde edilir ve güneş paneli ne kadar elektrik üretir sorularının cevabı, bu faktörlere bağlıdır. Güneş enerjisi jeneratörü olarak da bilinen küçük güneş paneli içeren sistemlerde panel açısı ve yönünü değiştirerek voltaj ve akım değişikliklerini anlık olarak görmeniz mümkündür.

Güneş enerjisi ile elektrik üretmek konusunda sık sorulan sorulardan biri de 1 metrekare güneş paneli ne kadar elektrik üretir sorusudur. Elektrik üreten güneş paneli, standart test koşulları altında 1 metrekarede 1000W ışıma olduğu kabulü ile, verimliliği oranında güç üretir. Örneğin %21,8 verimlilikte bir metrekare boyutlarında monokristal panel 218W güç üretir. Ülkemizde güneş ışınım ortalamaları yaz aylarında 1000W seviyesi ve üstündedir, ancak bölgesel olarak yüksek çeşitliliğe sahiptir. Türkiye güneşlenme süreleri ile ilgili yazımızı blog sayfamızda inceleyebilirsiniz. 

Güneş paneli (solar panel) nasıl yapılır? Güneş paneli yapımı

Güneş panel yapımı, güneş hücrelerinin modül haline getirilmesi süreci olarak ele alındığında, dört ana aşamadan oluşur:

1- Güneş paneli fabrikasına giriş yapan hücrelerin seriler olarak lehimlenerek “string” ler oluşturulması: Fotovoltaik hücreler stringer adı verilen otomatik makinelere beslenir ve ribbon adı verilen özel bakır teller ile tek sıra halinde seri bağlantı oluşturacak şekilde birleştirilir. Hücrelerin ön yüzü negatif, arka yüzü pozitif yüklüdür. Ribbon telleri, bir hücrenin alt yüzeyini, bir sonraki hücrenin üst yüzeyine bağlayacak şekilde lehimlenir.

2- Layup (yerleştirme) aşaması: Birleştirilen “string” ler otomatik bir şekilde güneş paneli camı ve EVA malzemesi üstünde yan yana dizilir. Dizilim, tüm hücrelerin birbirine seri bağlanacağı şekilde yapılır. Bağlantılar bypass yapacak şekilde dört kutup ile güneş paneli bağlantı kutusu (junction box) noktasına getirilir. 

3- Test ve Laminasyon: Oluşturulan dizilime alt katman EVA ve backsheet adı verilen beyaz arka yüzey yerleştirilerek teste alınır. Testi geçen paneller laminasyon işlemine alınır. Laminasyon işleminde sıcaklık ve basınç altında EVA maddesi eriyerek tüm parçaları birbirine yapıştırır, esnek, sağlam ve su geçirmez bir yapı oluşturulur.

4- Çerçeve, bağlantı kutusu montajı, test ve paketleme: Laminasyon sonrası paneller konveyör yardımı ile taşınarak çerçevelenir, bağlantı kutusu montajı yapılır, görsel ve elektriksel kalite kontrol aşamasına alınır, etiketlenir ve sevk edilmeye hazır şekilde depolanır ve güneş paneli üretimi tamamlanmış olur.

Bu dört madde, güneş enerjisi paneli nasıl yapılır sorusunu yanıtlayan temel aşamalardır. Detayda, her bir adımda kalite sürekliliği, üretim verimliliği ve üretim hızına bağlı olarak geliştirmeler yapılmaktadır.

Solar panel yapımı, ISO ve IEC standartlarına uygun şekilde, sürekli veya örneklem yöntemi ile testlere alınarak gerçekleştirilir. Belirli frekanslarda hasarlı ve hasarsız testler uygulanır. Güneş enerjisi paneli yapımı aşamalarında kalite kontrol süreçleri, laminasyon parametreleri ve test sonuçları, oluşturulan veri tabanında saklanarak uzun yıllar ulaşılabilir halde saklanır. Birçok yerli güneş paneli üreticileri bu standartlara uygun şekilde güneş paneli fabrikaları kurmakta ve dünya markalarıyla kıyaslanır kalitede güneş paneli üretimi gerçekleştirmektedir. Solar panel üreticileri uzun süre ayakta kalabilmek için sürdürülebilir bir kalite standardına uygun üretim yapmak zorundadır. 

Kurulum ve uygulama yapan güneş enerjisi şirketleri, malzeme alımlarını kaliteli ürünlerden yana kullanma eğilimindedir, aksi takdirde oluşan sorunlar müşteri memnuniyetini olumsuz etkiler. Güneş paneli yapımında kullanılan malzemelerin seçimi ve güneş enerji paneli yapımı süreçleri de, uzun ömürlü ve yüksek performanslı solar panel üretimine odaklanmalıdır. 

Vidyoda, Pantec Solar güneş panellerinin yapımını izleyebilirsiniz:

Güneş paneli çeşitleri – Güneş paneli tipleri

Güneş panelleri, monokristal güneş paneli, polikristal güneş paneli ve ince film güneş paneli olarak 3 temel tipe ayrılır. Satın alacağınız, piyasada bulunan güneş panelleri genellikle monokristal ve polikristal hücrelerden oluşmaktadır. Güneş paneli monokristal polikristal farkı ve diğer güneş enerjisi teknolojileri hakkında bilgiler:

Monokristal Güneş Paneli

Güneş paneli, monokristal hücreler kullanılarak oluşturulur. Verimlilikleri daha yüksektir. 2020 yılı itibariyle %22 seviyesinde verimliliği vardır. Koyu renkli yapıları ve yüksek hücre verimlilikleri nedeni ile bulutlu havalarda daha iyi performans gösterirler. Sıcak iklimlerde çabuk ısınması dezavantajıdır. Isınan panelin anlık verimi daha düşük olur. Monokristal güneş paneli özellikleri ve detaylı bilgi için monokristal paneller sayfamızı inceleyebilirsiniz. 

Polikristal Güneş Paneli

Polikristal hücrelerden oluşan güneş panelidir. Verimlilikleri, mono panellere göre daha düşüktür. 2020 yılı itibariyle %19 – 20 arasında verimlilikte üretilmektedir. Daha yavaş ısınması nedeniyle çöl benzeri sıcak iklimlerde daha avantajlıdır. Polikristal hücre üretim süreçlerinin daha kolay olması nedeniyle birim başına maliyeti ($ / W) daha düşüktür. Polikristal güneş paneli özellikleri ve detaylı bilgi için polikristal paneller sayfamızı ziyaret edin.

İnce film güneş paneli

İnce bir plastik malzeme üzerine fotovoltaik malzeme basımı şeklinde üretilir. Kadmiyum telürür, bakır-indiyum-galyum-selenür, silikon veya galyum arseni içerikli çeşitleri mevcuttur. Verimlilikleri düşüktür (%10 – 12) ancak laboratuvar ortamlarında %20 seviyelerine ulaşılmıştır. Maliyeti monokristal ve polikristal panellerden daha düşüktür. 

Yarı Esnek güneş paneli

Yarı esnek solar panel, monokristal veya polikristal hücreler kullanılarak oluşturulur. Standart güneş panellerinden farkı, cam yerine etilen-tetrafloroetilen (ETFE) malzeme kullanılarak bir miktar esneklik sağlanır. Çerçevesiz ve hafif yapıda olması avantajlarıdır. Dezavantajı ise verimliliklerinin cam panele göre düşük olması ve noktasal direnç yoğunluğuna açık yapıları nedeni ile ömürlerinin kıyasla daha kısa olmasıdır. Flexible solar panel olarak da bilinir.

Farklı voltajlarda güneş panelleri:

Standart güneş panelleri, 36, 60 veya 72 hücre olarak üretilmektedir. Kullanım amacına göre, 6 volt (6 V) güneş panelleri 18 hücre ile, 5 volt (5 V) güneş panelleri 16 veya 18 hücre ile üretilmektedir. Kamp güneş paneli olarak da bilinen ürünler 6 V seviyesinde çıkış sağlayarak telefon şarjı olarak kullanım kolaylığı sağlar. 6v ve 5v solar paneller genellikle ETFE – yarı esnek tipte üretilmektedir. 6V ve 5V güneş paneli dışında, standart paneller halk arasında 12 volt güneş paneli veya 24 volt güneş paneli olarak da adlandırılmaktadır. 36 hücreli paneller 12V güneş paneli, 60 ve 72 hücreli paneller ise 24V geriliminde olarak adlandırılır ancak gerçekte 36 hücreli paneller 20V, 60 hücreli paneller 36V, 72 hücreli paneller 40V civarında gerilim üretir.

Half-cut (yarı kesik) hücreli güneş panelleri

Güneş paneli hücreleri normal boyutlarının yarısı kadardır. Standart güneş paneli hücrelerinin lazer kesicide yarıya kesilmesi ile oluşturulur. 60 ve 72 hücre yerine 120 veya 144 hücreli solar modüller üretilir. Yarı kesik hücre kullanımının avantajları, yüksek voltaj ve düşük akım nedeniyle düşük iç direnç ve daha yüksek verimlilikte elektrik üretimi sağlanmasıdır. Genellikle iki paralel grup halinde iki bağlantı kutulu şeklinde üretilir. Paralel bağlantı içerdiği için bölgesel gölgelenmeden daha az etkilenir. Hücreler küçük boyutta olduğu için mekanik baskılara daha çok dayanır ve çatlak oluşum miktarı daha az olur. Günümüzde hızla yaygınlaşmakta olup toplam kurulu güçteki kullanım yüzdesi her yıl artmaktadır.

Çift yüzlü (Bifacial) hücreli güneş paneli – şeffaf güneş paneli

Çift taraflı, saydam güneş panelleri bifacial adında farklı bir hücre tipi ile üretilir. Panelin alt ve üst yüzeyi camdan yapılmıştır. Panel güneşe bakan yüzeyden direkt güneş ışığını toplarken, alt yüzeyi de çevreden yansıyan ışıktan elektrik üretir. Verimlilikleri standart panellere göre daha fazladır ancak maliyeti de yüksektir. Doğu – batı yönlü panel yerleşimlerinde tercih edilmektedir.

Güneş paneli teknik özellikleri – terimler ve anlamları

Güneş paneli elektriksel özellikleri, panel arkasında bulunan etikette belirtilmiştir. Güneş paneli, standart test koşulları altında ürettiği akım ve gerilim değerlerine göre etiketlenir. Güneş paneli etiketi üstünde bulunan değerler ve anlamları:

Voc: Açık devre voltajı, yani güneş panelinin uçları arasındaki gerilim (Volt)

Vmp: Maksimum güç voltajı, güneş paneli maksimum güç üretirken oluşan voltaj değeri – güç altındaki voltajı (Volt)

Isc: Kısa devre akımı, güneş paneli uçlarının kısa devre yapılması durumunda yani yüksüz halde alınacak maksimum akım (Amper)

Imp: Maksimum güç akımı, güneş paneli maksimum güç noktasındayken oluşan akım değeri (Amper)

Wmp: Maksimum güç noktasında ürettiği güç (Watt)

Maksimum sistem voltajı: Panellerin seri bağlanması durumunda, açık devre voltajları toplanarak sistem toplam voltajı bulunur. Maksimum sistem voltajı değerini geçmemelidir.

Güneş paneli standart test koşulları nedir?

Güneş paneli standart test koşulları, 1000W / m2 ışınım altında, A.M.= 1,5 güneş spektrumunda,  25°C sıcaklıkta oluşur. 1 metrekareye düşen güneş ışığının 1000W gücünde olduğu, 25°C rüzgarsız ortamda ve deniz seviyesinden güneşe doğru dikey atmosfer miktarının 1,5 katı olacak şekilde yatay bir açıyla gelmesi durumudur. 

Gerçekte, güneş altında panel sıcaklıkları 45°C civarı sıcaklıkta çalışır. Türkiye için ışıma değerleri ortalama 1000W/m2 seviyesindedir, güney ve güneydoğu illerinde yaz aylarında bu değerin de üstünde gözlemlenmektedir. Pratikte panel watt değerleri sıcaklık nedeniyle %20 – 30 eksik alınarak hesap yapıldığında daha güvenilir bir sonuç ortaya çıkacaktır.

Güneş Paneli I-V Eğrisi Nedir?

Güneş paneli IV eğrisi, sabit ışıma altında panelden alınabilecek Voltaj – Akım çizgisi grafiğidir. Şekilde de görüldüğü gibi, grafiğin altındaki alan I x V yani toplam gücü verir. Maksimum güç noktası da, bir panelden alınabilecek en yüksek güç seviyesidir. 

Güneş paneli boyutları, ebatları – Küçük güneş paneli, 36, 60, 72 hücre güneş paneli ölçüleri

Mini solar panel olarak da adlandırılan 10W – 100W arası taşınabilir güneş paneli ile, piyasada standart boyutlarda üretilen 36 hücre (170 – 210W), 60 hücre (280 – 340W) ve 72 Hücre (330 – 420W) güneş paneli boyutları tabloda belirtilmiştir.

En verimli güneş paneli yerleşimi nasıl yapılır? Güneş paneli yerleştirme açısı ve yönü

Kuzey yarım kürede güneş panelleri, güneşin yıllık hareketine göre güney yönünde veya doğu – batı yönünde yapılır. Güneş paneli yönü ve açısının güneş enerjisi etkili kullanımı bakımından önemi yüksektir. 

Güney Yönünde Güneş Paneli Yerleşimi

Güneş panelleri ışığı mümkün olduğunca uzun süre dik açıdan alacak şekilde yerleştirilir. Tek cephe bir yerleşimde yaygın olarak güney yönlü yerleşim seçilir. Panellerin zemin ile yaptığı açı, konumunuza göre ayarlanmalıdır. Konumun enlem koordinatı kadar açı ile güneş paneli yerleştirmek, yıl boyu optimum kullanım için uygundur. Örneğin Antalya’da 37 derece açı ile kurulum yıl boyu kullanım için idealdir. Paneller sadece yazın kullanılacaksa, enlem değerinin 15 altı, sadece kışın kullanılacaksa 15 üstü olacak şekilde açı ile yerleştirilir. Örneğin, Antalya için yazlık kullanımda 22 derece, kışın kullanılacaksa 52 derece olarak yerleştirilir. Çatınızın mevcut yönü ve açısı istenilen dereceden 5 derece eksik veya fazla ise fazladan açı vermenize gerek yoktur. Panelleri çatınıza görsel olarak daha uygun olarak yerleşimi durumunda ideal açı ve yönde değilse, yaşanacak güç kaybı hesaplanıp sisteme panel eklenebilir. 

Doğu – Batı Yönünde Güneş Paneli Yerleşimi

Doğu – Batı güneş paneli yerleşimi, güney yerleşime göre verimsiz görünse de, çeşitli avantajları vardır. Evde enerji kullanımında öğleden sonra tüketim genelde daha yüksektir. Örneğin öğleden sonra klima çalıştırılan bir durumda, batı ağırlıklı doğu – batı yönlü yerleşim, büyük avantaj sağlar. Enerji kullanım alışkanlıklarınıza göre, gün içinde hangi saatlerde en yoğun enerji tüketimi olduğu bulunup sistem buna göre projelendirilebilir. Gölgelenme durumu ortadan kalkacağından aynı alana daha fazla panel yerleşimini mümkün kılar ve bu nedenle çatı üstü güneş enerji santrallerinde ve arazi tipi GES uygulamalarında kullanımı yaygınlaşmıştır. Doğu ve batı yönüne bakacak şekilde 30 – 45 derece arası açı ile paneller yerleştirilir. İki yöndeki paneller ayrı ayrı kablolanır ve iki farklı şarj kontrol cihazı ile güneş enerji sistemine bağlanır.

Güneş Paneli Güneş Takip Sistemleri

Güneşi takip eden güneş paneli sistemleri, kurulum alanının kısıtlı olduğu durumlarda, güneş panelinin sürekli dik bir şekilde ışık almasını sağlar. Hareketli güneş paneli sürekli pik güçlerine yakın seviyede elektrik ürettiğinden verimlilik açısından avantajlıdır. Otomatik kontrollü sistemler veya küçük sistemlerde elle hareketlendirilen çeşitleri vardır. Kurulum maliyeti yüksektir ve bakım gereksinimi gerektirmesi dezavantajıdır.

Güneş paneli verimi – Modül ve hücre verimliliği

Güneş paneli verimlilik hesabı, panel gücünün, panel alanına bölünmesi şeklindedir. SPE (Solar Panel Efficiency) veya Modül verimliliği olarak da adlandırılan bu değer, günümüzde %20 – 21 civarındadır. Güneş paneli hücre verimlilikleri de %21 – 22 seviyesindedir. Günümüz teknolojisiyle üretilen, ekonomik olarak ulaşılabilir seviyede bir güneş paneli, hücreden modül haline getirilirken %1 kadar verim kaybı yaşanmaktadır. Bunun nedeni hücrelerin etrafındaki boşluk ve çerçeve altında kalan alan kaybıdır. Ancak önümüzdeki yıllarda ticari olarak ulaşılabilir olacak panellerde modül verimliliğinin hücre verimliliğini geçmesi beklenmektedir. Geliştirme seviyesinde olan yeni nesil anti-reflektif cam, EVA ve backsheet malzemeleri sayesinde, panelin içine hapsedilen ışığın hücre yüzeylerine tekrar yansıtılması ile modül verimliliğinin hücre verimliliğini %2 – 3 seviyelerinde geçmesi beklenmektedir. Yani %22 verimlilikte hücre ile üretilecek panelin, %24-25 verimlilikte olması beklenmektedir.

Güneş paneli hesaplama – güneş paneli neleri çalıştırır?

Güneş paneli hesabı yaparken, kuracağınız sistem toplam gücü, kullanacağınız enerji miktarına ve güneşlenme haritasındaki konumunuza göre belirlenir. Türkiye günlük ortalama güneşlenme süresi 7,2 saat olsa da, sistem kışın kullanılacaksa kış şartlarına göre tasarlanması gerekir. 

280 watt güneş paneli neleri çalıştırır, veya bir güneş paneli kaç kw elektrik üretir sorusuna akülü bir sistem için örnek verelim. Bulunduğunuz ilin kış aylarında güneşlenme süresinin 3 saat olduğunu varsayalım. 280 watt bir panel ile takip sistemi olmadan sabit güney yönlü bir yerleşim ile bu panelden kış aylarında alınabilecek enerji yaklaşık olarak 550Wh / gün olur. Günlük tüketim ihtiyacınızın da, yani kullanacağınız cihazların watt değerlerinin kaç saat ile kullanılacağı ile çarpımı da 2000Wh gündüz, 1500Wh gece olacağını varsayalım. Bu durumda 7 adet 280 watt panel ile 3850 Wh günlük enerji üretimi olur. Sistem yaz aylarında fazladan enerji üretecektir. Bu sistem için akü seçimi ve solar güneş paneli hesaplama programı ve formülleri için jel akü bilgilendirme sayfamızı ve blog sayfamızı ziyaret edin. 

Güneş paneli bağlantısı nasıl yapılır? Seri ve paralel bağlantı örnekleri

Güneş panelleri, diğer güç kaynaklarında olduğu gibi seri ve paralel bağlantılar yapılarak çeşitli gerilim ve akım değerleri elde edilir. 

Güneş paneli seri bağlantısı

Seri bağlama, iki veya daha fazla panelin uç uca bağlanması şeklinde yapılır ve elde edilen panel serisine “string” adı verilir. Seri bağlantı sonucunda panellerin voltaj değerleri toplanarak artar, akım değeri sabit kalır. Örneğin, 40V açık devre gerilimi, 9A kısa devre akımına sahip iki panel seri bağlandığında 80V geriliminde 9A akım elde edilir. Şekilde, üç güneş paneli nasıl seri bağlanır örneğini bağlantı şeması ile gösterdik:

Seri bağlantı yapılırken, yüksek voltajlara ulaşıldığında gerekli iş güvenliği ekipmanları kullanımı ve tedbirlerin alınması gerekir. Maksimum voltaj değeri genelde 1500V (60 hücre) veya 1000V (36 hücre) seviyesindedir, ayrıca panel serisinin bağlandığı cihazın çalışma voltaj aralığına göre maksimum izin verilen voltajı geçmeyecek şekilde seri bağlantı yapılır.

Paralel bağlantı, artı ve eksi uçların aynı noktada toplanması şeklinde yapılır. Paralel bağlantı sonucunda gerilim (voltaj) değeri sabit kalır, akım değerleri toplanarak tüm sistemin akımı bulunur. Örneğin, 40V açık devre gerilimi, 9A kısa devre akımına sahip iki panel paralel bağlandığında 40V geriliminde, 18A akım elde edilir. Şekilde, üç güneş paneli nasıl paralel bağlanır örneğini bağlantı şeması ile gösterdik:

Paralel bağlantı yapılırken, akım değeri yüksek olacağı için, bağlantı kablolarının doğru kesitte seçildiğinden emin olunmalıdır. Panellerin bağlanacağı regülatör, toplam akım değerinden yüksek maksimum akımı kaldırabilir seviyede olmalıdır. Örneğin, 24V bir sistem için, dört adet 9A panelin paralel bağlandığı durumda, seçilecek regülatörün 36A üstünde, yani 40A veya daha büyük olması gerekir. Regülatör seçimi ile ilgili daha detaylı bilgi için şarj kontrol cihazı bilgilendirme sayfamızı inceleyebilirsiniz.

Farklı güçteki paneller nasıl bağlanır? Farklı voltaj ve akım değerli panellerin bağlantısı

Farklı güç ve voltajdaki güneş paneli nasıl bağlanır sorusunun kesin yanıtı, zorunlu bir durum olmadıkça aynı tip ve hatta aynı marka / model panellerin birlikte kullanılması gerektiğidir. Bunun nedeni, aynı marka ve model güneş panellerinin elektriksel özelliklerinin aynı olmasıdır. Panel voltaj ve akım değerlerinin eşit olduğu durumda güneş panellerine ödediğiniz miktarın tam olarak karşılığını alırsınız. Ayrıca, kullanılan şarj kontrol cihazının giriş voltaj aralığına göre bağlantı şekli seçmek zorunludur.

Elinizde bulunan güneş panellerini değerlendirmek amacı ile bir sistem kurarken, güneş panel bağlantıları aşamasında panellerin akım ve gerilim değerlerine göre en uygun bağlantıyı seçmelisiniz. Güneş panellerini minimum güç kaybı ile kullanabilmek için, aynı veya yakın gerilim değerindeki panelleri paralel bağlamanız gerekir. Farklı gerilim değerlerindeki ama aynı veya yakın akım değerlerindeki panelleri de seri bağlamanız gerekir. Yani açık devre voltajları aynı olan panelleri paralel, kısa devre akımı aynı olan panelleri seri bağlamanız gerekir. Farklı voltajdaki paneller paralel bağlandığında akımlar toplanır, gerilim en düşük panelin voltajına eşittir. Farklı akımdaki paneller seri bağlandığında da voltajlar toplanır, akım değeri en düşük panelin akımına eşittir.

Örnek olarak, 190W (20V 9,5A) ve 100W (18,3V 5,5A) gücündeki iki paneli birlikte kullanırken seri bağlantı yaparsanız, 20 + 18,3 = 38,3V gerilim, 5,5A akım elde edersiniz. 38,3 x 5,5 = 210,6W güce ulaşırsınız. Aynı panelleri paralel bağladığınızda, 18,3V gerilim, 9,5 + 5,5 = 15A akım oluşur, toplam güç de 18,3 x 15 = 274,5W olur. 

280W (32V, 8,8A) ve 320W (33,7V 9,5A) paneller bağlanırken de, seri bağlantı yaparsanız 8,8A akım, 32 + 33,7 = 65,7V gerilim, 578W güç elde edersiniz. Aynı paneller paralel bağlandığında, 32V gerilim, 8,8 + 9,5 = 18,3A akım, 585,6W güç elde edersiniz.

12V (36 hücre) ve 24V (60 – 72 hücre) panellerin bağlanması

Güneş paneli gerilimi, hücre sayısı ile artar. Bu nedenle farklı voltaj değerlerinde panellerin seri bağlanması daha verimli olacağından seri bağlantı yapılır. 

Örneğin, 36 hücre 190W (20V 9,5A) ve 60 hücre 320W (33,7V 9,5A) panellerin seri bağlantısında 9,5A akım, 53,7V gerilim, 510W güç elde edilir. Paralel bağlandığında, 20V gerilim, 9,5 + 9,5 = 19A akım, 380W güç elde edilir. 

Farklı bir örnekte, iki adet 170W (19,2V 8,9A) panel ile bir adet 320W (33,7V 9,5A) panel bağlantıları yapılırken: 

Tüm panellerin paralel bağlanması durumunda 524W (19,2V 27,3A), 

Tüm panellerin seri bağlanması durumunda 641,7W (72,1V 8,9A), 

170W panellerin birbiri ile seri bağlanıp (38,4V 8,9A), bu ikilinin 320W ile paralel bağlanması durumunda 620W (33,7V 18,4A) güç elde edilir.

Bu örnekte güneş panellerini seri bağlamanın daha avantajlı olduğu görülür, ancak seri bağlantı kararı alınırken MPPT regülatörün izin verdiği maksimum voltaj seviyesini geçmemesine dikkat edilmelidir. Regülatöre göre güneş paneli voltajı seçimi ile ilgili daha detaylı bilgi için şarj kontrol cihazı bilgilendirme sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

Güneş paneli nasıl kurulur? Güneş enerjisi montajı nasıl yapılır? 

Güneş Paneli Mekanik Bağlantılarının Yapılması

Güneş paneli kurulumu yapılırken, mekanik bağlantıların ve kurulacak altyapının rüzgar ve kar yüküne karşı dayanıklı olması gerekir. Gerekli hesaplamalar yapılarak uygun konstrüksiyon seçilmelidir. Montaj sırasında yüksekte çalışma ve elektrik iş güvenliği önlemlerinin alınması zorunludur. Güneş paneli kurulumu için gerekli malzemelerin hazır halde çalışma alanına taşınmasında vinç ve benzeri ekipman kullanımı yetkin personel tarafından gerçekleştirilmelidir. Islak ve rüzgarlı havada çalışılmamalıdır. 

Güneş panelleri, çerçevelerinde standart olarak bulunan civata deliklerinden monte edilebilir, ancak alüminyum sigma profil üstüne kelepçe sıkıştırma yöntemiyle montajı tercih edilir. Civatalar tavsiye edilen tork değerlerine göre sıkılmalıdır. Alüminyum profil üstüne klamp montajı sağlamlık ve montaj kolaylığı açısından avantajlıdır. Paneller arasında en az 10 mm boşluk bırakılmalıdır. Güneş panelleri çatı yüzeyinden 15 cm kadar yüksekte olmalı, panel altında hava akışına izin verilmelidir.  Kar yükü dayanımı açısından dikey konumlandırma daha avantajlıdır. Montaj raylarının panel alt ve üst noktasına göre mesafesi şekildeki gibi ayarlanmalıdır:

Güneş Paneli Kablo Bağlantılarının Yapılması

Kablo bağlantıları yapılırken artı ve eksi kutup bağlantılarının doğru olduğuna dikkat edilmelidir. Sistem toplam voltajı, panel üreticisinin belirttiği maksimum gerilim değerinin altında olmalıdır. Kablolar, bağlantı kutusu çıkışında gergin bir şekilde olmayacak şekilde, panel altlarına plastik kelepçe ile sabitlenerek rüzgar ve yağmura karşı koruma altına alınmalıdır. Yük altında panel konnektörleri çıkarılmamalıdır. Kablo bağlantıları tozlu ve ıslak ortamda yapılmamalıdır. Gerekli topraklama, parafudr ve kablolama hesabı yapılarak, topraklama delikleri yardımı ile önlemler alınır. 

Güneş paneli hücresi nasıl yapılır? Güneş paneli hücresi yapımı

Güneş enerji paneli üretiminin en önemli noktası fotovoltaik hücre üretimidir. Hücre kalitesi ve verimliliği, güneş modülü kalitesi ve verimliliğini doğrudan etkiler. 
Güneş hücresi üretimi, kuvars tanelerinden elde edilen silikon dioksitin (SiO2), elektrik ark ocağında ısıtılarak %99 saflıkta silikon elde edilmesi ile başlar. Ek prosesler ile %99,9 saflığa ulaşan silikon, Czochralski veya “float zone” metodu ile monokristal hücre üretimi veya levhalar halinde doğranarak polikristal hücre üretimi gerçekleşir. Hücrenin yüzeylerine baskı yöntemiyle bor ve fosfat eklenerek pozitif ve negatif kutuplar oluşturulur. Çeşitli hücre teknolojilerinde ek maddeler farklılaşmaktadır. Bu aşama sonrasında busbar ve “finger” yani parmak adı verilen hücre üstünde gördüğümüz desenler kalay kaplı bakır malzemeden yüzeye işlenerek üretilen elektriğin toplanması sağlanır. Son olarak anti-reflektif kaplama yapılarak hücre yüzeyine gelen güneş ışığının yansıma oranı azaltılır ve güneş panel hücresi üretimi tamamlanmış olur.

Güneş enerjisi nerelerde kullanılır? Güneş enerjisi kullanım alanları

Güneş enerjisi, elektrik üretimi dışında birçok alanda kullanılmaktadır ancak yazımızda elektrik üreten güneş panelleri ile kullanımına değindik. Güneş enerjisi ile elektrik üretimi yapan firmalar tarafından çatı üstü ve arazi tipi santral uygulamalarında kullanımının yanı sıra Türkiye’nin her yerinde güneş enerjisi firmaları ev, işyeri, konteyner ev, bağ-bahçe evi gibi büyük ya da küçük ev elektrik kullanımını karşılayacak şekilde kurulum yapmaktadır. Güneş enerjisi çatı sistemleri, şebekeye bağlı ve mahsuplaşma (devlete satış) şeklinde olabileceği gibi, kendi enerjisini depolayan akülü, bağımsız (off-grid) şekilde de kullanılabilir. Mobil uygulamalarda tekne ve karavan benzeri araçlarda lityum veya kurşun asit enerji depolama sistemleri ile birlikte sıklıkla kullanılır. Çiftçilere hibe destekli sulama sistemlerinde kullanımı oldukça yaygındır.

Haberleşme – telekominikasyon sistemlerinde, telsiz rölelerinde, yol uyarı levha ve işaretlerinde, elektrikli güneş enerjisi çit sistemlerinde, güvenlik kamera sistemlerinde, kamp – trekking tipi taşınabilir güneş paneli ürünlerinde, uydu ve benzeri uzay araçlarında güneş enerjisi kullanımı oldukça yaygındır. Güneş enerjisi ve kullanım alanları, gittikçe yaygınlaşmaktadır.

Güneş enerjisi nasıl temizlenir? Güneş paneli temizleme

Güneş paneli temizliği yapılırken sabun veya deterjan kullanmadan, bol su ve bez ile tozu giderilir. Güneş paneli tozlandığında güneş ışığını engellediği için verim düşümü yaşanır. Küçük sistemlerde temizlik belirli aralıklarla, toz durumunu gözlemleyerek yapılır. Panel camı dış yüzeyi, yeterince eğimli bir konumlandırma durumunda kendi kendini temizleyecek yapıdadır. Yağışların az olduğu yaz aylarında toz birikmesine karşı temizlik yapılır. Güneş enerjisi panelleri nasıl temizlenir sorusunun kısa cevabı, camı çizmeden, kimyasal madde kullanmadan su ve bez ile temizlenir şeklindedir.

Arazi veya çatı tipi santrallerde temizlik masrafı ile verim kaybı hesabı yapılarak ne sıklıkta temizlik yapılması gerektiği belirlenir. Çok sık yapılan endüstriyel temizlik masrafı, santral işletmesini maddi zarara uğratabilir. Dünya standartlarında yaklaşık %3 verim kaybı sonrası temizlik işlemi devreye alınır. 

Günümüzde çeşitli robotlar ve benzeri mekanik araçlarla santral temizliği otomatize edilmektedir. Temizlik yapılırken dikkate alınması gereken temel kural, temizlik sonucu oluşacak üretim verimliliğinin harcanan su ve enerjiye değer seviyede olmasıdır.