Güneş Enerjisinin öncü Teknolojisi CSP ve CPV
Dünya yüzeyine 90 dakikada düşen güneş enerjisi, dünyanın 1 yıllık enerjisini karşılamaya yetecek miktardadır.1 Bu devasa enerjiyi kullanmak o kadar kolay değil. Dünya atmosferinin dışında Güneş Enerjisi ışınım şiddeti 1370 W/m2 değerindedir. Yeryüzüne ulaşan miktar ise 0-1100 W/m2 civarındadır.
İnsanlık tarihinden bu yana güneşe tapma dışında ilk defa son 40 yıldır Güneş’e bu kadar değer veriliyor.
Fotovoltaik uygulamalar 1970’lerde başlar, ve bu tarihlerde çoğunlukla kırsal kesimlerin elektrik ihtiyacının karşılanması ve telekomünikasyon hizmetlerinde kullanılmışlardır. 1980’lerde ilk ticari CSP(Concentrated Solar Power) tesisi California Mohave Çölünde kurulmuştur. Ve hala devrededir.
Küresel (Global) Dünyada PV(fotovoltaik) pazarında, 2003-2009 yılları arası yıllık ortalama %40 büyüme, 2010 yılında %135 büyüme gerçekleşmiştir. Devreye alınan PV kapasitesi 1992 lerde 0.1GW iken 2010 sonunda 40 GW’a ulaşmıştır. Bunun %42’si sadece 2010 yılında gerçekleşmiştir. Güneş Enerjisindeki büyümeye dikkat çekmek için sadece bu veriler bile yeterlidir.
CSP teknolojisi, temel olarak parabolik oluk şeklindeki kolektörlerde toplanan güneş ışınları aynaların odak noktasından geçen tüpün içinden iletilen suda toplanması ve doğrudan buhar üretimi gerçekleştirilmesi esasına dayanır. Birbirine seri bağlı olan ünitelerden ısınarak geçen su ve buhar son üniteden istenilen sıcaklık ve basınç değerlerine ulaşıldığında üretilen buhar doğrudan buhar türbinine gönderilerek karbon salınımı yaratmadan elektrik enerjisi üretilir. Türkiye’nin ortalama yıllık güneş enerji potansiyeli 131 TWh’tir. Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası ve CSP teknolojisi ile 380 milyar kWh/yıl enerji üretilebileceği hesaplanmıştır.2
Günümüzde yaygın olarak üç çeşit yoğunlaştırılmış güneş enerji santrali tipi kullanılmaktadır. Bunlar; Yoğunlaştırılmış termal güneş enerjisi santralleri (CST), Yoğunlaştırılmış fotovoltaik güneş enerjisi santralleri (CPV) ve Yoğunlaştırılmış termal-fotovoltaik güneş enerji santralleri (CPT)’dir.3
CPV sistemleri güneş yoğunlaşma miktarlarına göre kategorize edilirler. Bunlar; Az yoğunlaşmış, Orta yoğunlaşmış ve yüksek yoğunlaşmış fotovoltaiklerdir.
HCPV (Yüksek yoğunlaşmış(konsantrasyon) fotovoltaikler)
HCPV 300'den fazla güneş bir konsantrasyon oranı (bir solar hücrenin alanı ile bölünmüş bir Fresnel lens yüzey alanı) içeren bir sistemdir.
HCPV, güneş ışınımını 1100 faktörü ile yoğunlaştıran sistemlerdir. %33 verimlilikleriyle HCPV ler herhangi bir güneş teknolojisinin düşük güç üretim maliyetleri elde etmek için potansiyele sahiptirler. HCPV’ler PV’lere göre aynı solar enerji verimi için daha az yüzey alanı gerektirirler. HCPV’ler direkt normal ışınım değeri 2000 kWh/m2 yıl dan büyük olan yerler için uygundur ve buna Türkiye de dahildir.
Bugünlerde 10-12 cents/kWh maliyete kadar düşmüştür. OECD Avrupa’da 2010 yılında 741 MW’tan orta senaryoya göre 2050 yılında 34,570 MW’a çıkması öngörülmektedir.
2060 öngörülü kaynaklara göre toplam son enerji ihtiyacı karşılama oranlarına göre CSP %18, PV %13, Rüzgar %18, Petrol %5, Kömür ve gaz %8... CSP teknolojisinin geleceği nokta daha iyi anlaşılmaktadır.
Bir anlamda Türkiye’nin şu durumda Kyoto protokolünü imzalaması ne kadar sıkıntılıysa da öngörülen dışa salım(emisyon) değerlerine ulaşabilmek için geliştirilecek teknolojiye Türkiye’de belki zoraki katkı vererek, Dünya teknolojisini sürekli izleme olanağına erişmiştir. Avrupa'nın şanslı ülkesi Türkiye elindeki kozu teknolojiyle birleştirerek doğru oynamalıdır.
1Solar Energy Perspectives, International Energy Agency, OECD/IEA, France, 2011.
2Yılmaz, Ö.,Kösem, L., “Türkiye’de Yenilenebilir Enerji Kaynakları Potansiyeli, Kullanımı ve Dışa Bağımlılığı”, Ege Üniversitesi, İzmir, 2011.