Fosil yakıt ve güneş enerjisi üretimi özünde çok farklı süreçlerdir ve hem kaynak tüketimi hem de finansman stratejileri açısından kullanılabilirliği ve verimliliği en üst düzeye çıkarmak için sundukları fırsatlar buna bağlı olarak çeşitlidir.

Farklı çevresel etkilerinin yanı sıra, tedarik zincirleri rasındaki eşitsizlikler, enerji kaynaklarının ekonomik potansiyelini yalnızca gereken elektrik üretim santralinin sermaye maliyeti temelinde değerlendirmenin ne kadar saçma olduğunu göstermektedir. Yenilenebilir kaynakların potansiyelinden yararlanma konusunda bu kadar isteksiz olunmasının nedeni, bu tür saçma sapan akıl yürütmelerdir.

Aşağıdaki sonuçların çıkarılabileceği fosil yakıtlar ve yenilenebilir enerjiler için tedarik zincirlerini karşılaştırır:

• Tedarik zinciri ne kadar kısa olursa, yani, dahil edilen farklı işlem adımlarının sayısı ne kadar az olursa, enerji üretim maliyetlerini düşürme kapsamı o kadar büyük olur. İyileştirilmiş güneş enerjisi teknolojileri büyük ölçekte uygulamaya konulabilirse, bunlar sadece enerji ihtiyaçlarını karşılamak için çevreye en az zarar veren stratejiyi temsil etmekle kalmaz, aynı zamanda potansiyel olarak en verimli ve dolayısıyla en ekonomik çözümdür.

Bunun için sadece güneş enerjisinin faydalarını bilmek yeterli değildir. Avantajlarından sonuna kadar yararlanmak için teknolojiler ve stratejiler geliştirilmelidir. Bu cephedeki yetersiz ilerleme, yenilenebilir kaynakların en büyük potansiyel ekonomik faydasının henüz sistematik olarak kullanılmamasının nedenidir.

Geleneksel enerji üretimi çerçevesine bağlı kaldıkları sürece, yenilenebilir kaynaklardan enerji sağlayanlar ve tüketiciler, fosil yakıt tedarik ve dağıtım ağlarının maliyetlerini ödemeye devam edeceklerdir. Yenilenebilir kaynakların geleneksel fosil yakıtlara göre sahip olduğu potansiyel olarak belirleyici avantaj, kullanılmadan kalmaya devam edecektir.

Yenilenebilir kaynaklara geçiş basitçe yerleşik fosil yakıt yapısının öğelerinin yerini alırsa, bu, yenilenebilir enerji sektörünün büyümesini engelleyecek ve onu bir süre için enerji endüstrisinde periferik bir rolle sınırlayacak sistemik bir önyargı getirecektir.

Yenilenebilir kaynakların etkili kullanımı, arz ve dağıtım ağının köklü bir şekilde yeniden düşünülmesini gerektirir ve kurulu yapıyı basitçe kopyalamak işe yaramaz. Örneğin, dağıtım şebekesinin inşası ve işletilmesi, tipik olarak bir elektrik arzının maliyetinin yarısından fazlasını oluşturur. Yenilenebilir enerji kaynaklarından üretkenlik kazanımları için en büyük fırsat tam da bu faktörlerin ortadan kaldırılmasında yatmaktadır.

Buradan, yenilenebilir kaynaklardan elde edilen üretkenlik kazanımlarının, genişleyen dağıtım ağlarına sahip multi-megavatlık enerji santrallerinin inşasıyla gerçekleştirilemeyeceği sonucu çıkar. Bu, güneş termik santrallerine yer olmadığı anlamına gelmez.

Bunun anlamı, bu tür tesislerin bölgeler arası ve hatta uluslararası dağıtım şebekesinin çekirdeği olarak kullanılmaması gerektiğidir. Bir termik güneş enerjisi santrali için ideal kullanım, yakın çevresindeki büyük kasaba ve şehirlere hizmet vermek olacaktır – örneğin, Kahire’nin elektrik ihtiyacı, yakındaki çölde bulunan bir santral tarafından karşılanabilir.

• Bu temelde, güneş enerjisinden yararlanmak için mevcut olan çeşitli teknolojileri değerlendirmenin bir kriteri, enerji tedarik zincirini kısaltma ve hatta tamamen ortadan kaldırma potansiyelleri olacaktır. Örneğin, PV hücreleri kullanılarak yerinde üretim, potansiyel olarak büyük ölçekli üretim tesisinden çok daha ekonomik olabilir.

• Gelecekte yenilenebilir enerji için belirleyici bir avantaj, minimum teknolojik ve altyapı maliyetiyle elektrik üretebilmektir. Elektrik çok esnek bir araç olduğu için, elektriğe olan talep, diğer enerji kaynakları pahasına artan bir oranda artacaktır.

Mevcut sistemde, enerjinin gerektiği yerde ve zamanda yanma için yakıt sağlamak daha kolaydır. Aynı yakıtı elektriğe dönüştürmek ek işlem adımları gerektirir ve bu nedenle daha zahmetli ve teknolojik olarak karmaşıktır.

Yenilenebilir kaynaklarda bunun tersi geçerlidir: PV ve rüzgar türbinleri kullanılarak elektrik üretimi teknolojik olarak daha basit bir yoldur, oysa yanıcı yakıt üretmek daha karmaşık ve uzun solukludur. Bu tersine dönüş, gelecek enerji devrimi için şablon sağlar.

Güneş enerjisi elektrik üretimi ve satışı
Güneş enerjisi elektrik üretimi devlet desteği
Güneş Enerji elektrik üretim Sistemleri Fiyatları
Güneş enerjisi ile elektrik üretimi pdf
Evde güneş enerjisi ile elektrik üretimi
Güneş enerjisi Sistemleri
Güneş enerjisi elektrik üretimi Nasıl yapılır
Dünyada güneş enerjisi kullanımı

Fosil Yakıt ve Güneş Enerjisi Üretiminin Karmaşıklığı

Yenilenebilir enerji, öncelikle, yerel elektrik üretiminin merkezi elektrik santrallerine göre daha yüksek olduğu iddia edilen maddi maliyeti nedeniyle ekonomik olarak görülmemektedir. Bu akıl yürütme yanıltıcıdır, çünkü fosil yakıt enerjisinde yer alan uzun tedarik zincirlerini ve buna eşlik eden fosil yakıt çıkarma ve taşımanın malzeme maliyetini dikkate almayı ihmal eder.

Aynı zamanda, farklı üretim teknolojilerinin göreceli karmaşıklığını da hesaba katmaz. Fosil yakıtlardan elektrik üretimi, orantılı olarak daha yüksek teknik maliyetlerle sonuçlanan önemli ölçüde daha fazla sayıda işlem adımı içerir.

Bir fosil yakıt santralinde, ilk adım kimyasalı yakma yoluyla ısı enerjisine dönüştürmektir (bir nükleer santralde ısı nükleer fisyondan elde edilir).

Bunu üç dönüştürme işlemi daha takip eder: suyu buhara dönüştürmek için termodinamik enerji transferi; buhar türbini çalıştırırken mekanik enerjiye dönüşüm; ve son olarak mekanik enerjinin jeneratörde elektriğe dönüştürülmesi. Aynı zamanda mekanik tesis de soğutulmalıdır.

Buna karşılık, PV elektrik üretimi yalnızca iki adımı içerir: gelen güneş ışığının hücrenin kendisinde doğru akıma dönüştürülmesi ve ardından alternatif akım üretmek için tersine çevrilmesi. Rüzgar enerjisi söz konusu olduğunda, rüzgar rotorlar tarafından mekanik enerjiye dönüştürülür ve rotorlar da akım üretmek için jeneratörü çalıştırır.

Soğutma sistemine gerek yoktur. Oldukça açık bir şekilde, rüzgar türbini tesisinin kurulumu sadece kolay değildir; ayrıca standartlaştırılmış üretime daha uygundur ve ara sıra yapılan bakım çalışmaları dışında operasyonel personel gerektirmez.

Güneş enerjisi için tedarik zincirlerinin kısa olması ve üretim santralinin nispeten basit olması, nesiller boyu bilim adamlarının ve teknisyenlerin neden onu bir alternatif olarak kabul etmeyi reddettikleri, bunun yerine daha zahmetli tekniklerle depolama yaptıkları, hatta bu kadar aşırı karmaşıkları tercih ettikleri sorusunu akla getiriyor. ve kontrollü nükleer füzyon gibi teknik olarak yüklü önermeler.

Karmaşık teknolojik çözümler bir kaide üzerine yerleştirilirken, nispeten basit teknolojiler üzerinde çalışılmış bir güvensizlikle karşılanır, modern, ilerici çağ için çok geridir. Yaratıcı çekinceler, “basitleştirici” tekniklerle ilgili olarak inşa edilirken, yüksek teknolojili yaklaşımların gerekçeleri aşırı derecede basitleştirilmiştir.

The post Güneş Enerjisi Üretimi – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).

Güneş termal ısısı ve enerji üretiminin yanı sıra, fotovoltaik enerji üretimi, güneş radyasyonu enerjisini doğrudan kullanmak için başka bir olasılıktır. Bununla birlikte, güneş termal elektrik üretiminin aksine, güneş enerjisi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülür. Aşağıda, bu enerji dönüştürme yönteminin temel fiziksel ilkeleri özetlenmiştir.

Enerji Açığı Modeli

Çekirdeğin içindeki pozitif yüklü protonlar ve yüksüz nötronların yanı sıra, bir atom, çekirdeğin etrafında farklı enerji seviyeleri (“kabuklar” veya “yörüngeler” gibi) üstlenen negatif yüklü elektronlardan oluşur.

Belirli bir enerji seviyesini işgal edebilen sınırlı sayıda elektron vardır; sözde Pauli dışlama ilkesine göre, herhangi bir olası enerji seviyesi en fazla iki elektron tarafından işgal edilebilir. Bu iki elektrona ancak “dönüşleri” (yani kendi açısal momentumları) ile birbirlerinden yine farklı olmaları durumunda izin verilir.

Birkaç atom bir kristal oluşturursa, tek tek atomların farklı enerji seviyeleri birbiriyle örtüşür ve enerji bantları oluşturmak için gerilir. Bu “izin verilen” enerji bantları arasında enerji boşlukları (yani “yasaklanmış” bantlar) vardır.

Çekirdeğe yakından bağlı iç elektronlar için dar izin verilen bantlar ve dış elektronlar için geniş izin verilen bantlar vardır. Yasaklı bantların genişliği ise tam tersi şekilde değişir; yasak bantlar çekirdeğe yakın geniştir ve artan enerji seviyesiyle azalır, böylece dış bantlar üst üste biner.

İzin verilen bantların enerjik mesafeleri ve enerji boşluklarının genişliği ve elektronların izin verilen bantlara dağılımı bir kristalin elektrik ve optik özelliklerini belirler.

Ayrıca bu bantlar içinde elektronların işgal edeceği enerji seviyelerinin sayısı sınırlıdır (yani boşluk sayısı sınırlıdır). Dolayısıyla bir “sonlu enerji durumu yoğunluğu” vardır.

Sırasıyla düşük enerji seviyelerine sahip atomların iç kabukları ve katıların enerji bantları neredeyse tamamen elektronlarla kaplıdır. Elektronlar burada serbestçe hareket edemezler; sadece yer değiştirebilirler.

Bu elektronlar herhangi bir iletkenlik üretmezler. Tamamen elektronlarla dolu, enerji açısından en zengin enerji bandına değerlik bandı denir; içerdiği elektronlar malzemenin kimyasal bağ tipini belirler.

Elektrik iletkenliğine sahip bir katı, serbestçe hareket eden elektronlar gerektirir. Bununla birlikte, elektronlar ancak tamamen dolu olmayan bir enerji bandında bulunuyorlarsa serbestçe hareket edebilirler. Enerji nedeniyle, bu sadece valans bandının üzerinde bulunan enerji bandı için geçerlidir. Bu enerji bandı bu nedenle iletim bandı olarak adlandırılır.

Değerlik bandı ile iletim bandı arasındaki enerji boşluğu, örneğin, “bant aralığı” olarak adlandırılır. Bu enerji aralığı, değerlik bandından iletim bandına bir elektron aktarmak için gereken minimum enerji miktarına tam olarak eşittir.

Fotovoltaik sistemler ve uygulamaları
Güneş enerjisi ile elektrik üretimi pdf
Fotovoltaik hücre yapısı
Fotovoltaik sistem elemanları
Fotovoltaik hücre üretimi
Fotovoltaik Sistemler Ders Notları
Güneş fotovoltaik bölümü
Güneş enerjisi elektrik üretimi Nasıl yapılır

İletkenler, yarı iletkenler ve yalıtkanlar

İletkenler, yarı iletkenler ve yalıtkanlar, bant yapıları ve bantlarının elektronlarla işgali açısından farklıdır.

İletkenler 

İletkenler içinde (örneğin metaller ve alaşımları) iki farklı durum meydana gelebilir.

− Elektronların işgal ettiği enerji bakımından en zengin bant (yani iletim bandı)
tamamen meşgul.
− Tamamen elektronlarla dolu en enerji açısından zengin bant (yani değerlik bandı) ve üstte bulunan iletim bandı üst üste biner, böylece kısmen örtülü bir bant (iletkenlik bandı) oluşur.

Böylece akım, malzemenin ilgili sıcaklığından bağımsız olarak kristal kafes içinde bol miktarda bulunan serbestçe hareket eden elektronlar tarafından aktarılır. Bu nedenle, elektrik iletkenleri (metaller gibi) düşük özgül dirençle karakterize edilir.

Artan sıcaklıkla birlikte, atomik çekirdeklerin artan termal salınımı elektronların hareketini engeller. Bu nedenle metallerin özgül direnci artan sıcaklıkla artar.

İzolatörler

İzolatörler (örn. kauçuk, seramikler) tamamen elektronlarla dolu bir valans bandı, geniş bir enerji aralığı (Örn. > 3 eV) ve boş bir iletim bandı ile karakterize edilir. Bu nedenle, yalıtkanlar neredeyse hiç serbestçe hareket eden elektronlara sahip değildir. Sadece çok yüksek sıcaklıklarda (güçlü “termal uyarılma”) az sayıda elektron enerji boşluğunu aşabilir. Bu nedenle, örneğin seramikler, yalnızca çok yüksek sıcaklıklarda iletkenlik gösterir.

Yarı iletkenler

Prensip olarak, yarı iletkenler (örn. silikon, germanyum, galyum-arsenit) nispeten dar bir enerji aralığına (0,1 eV < Eg < 3 eV) sahip yalıtkanlardır. Bu nedenle, düşük sıcaklıklarda, kimyasal olarak saf bir yarı iletken yalıtkan görevi görür. Sadece termal enerji eklenerek elektronlar kimyasal bağlarından salınır ve iletim bandına yükselir.

Yarı iletkenlerin artan sıcaklıklarla iletken hale gelmesinin nedeni budur. Bu, iletkenliğin artan sıcaklıklarla azaldığı metallere kıyasla tam tersidir. Spesifik dirençle ilgili olarak, yarı iletkenler iletkenler ve yalıtkanlar arasındadır.

Yarı iletkenler ve iletkenler arasındaki geçiş alanı içinde, çok dar enerji boşlukları durumunda (0 eV < Eg < 0,1 eV), bu tür elementler metallerle benzer iletkenlik gösterebildikleri için metaloidler veya yarı metaller olarak da adlandırılır. Bununla birlikte, “gerçek” metallerden farklı olarak, azalan sıcaklıklarla azalan iletkenlik ile karakterize edilirler.

İçsel iletkenlik

Değerlik elektronları artan sıcaklıklarla kimyasal bağlarından ayrılarak iletim bandına ulaştıklarından (içsel iletkenlik), yarı iletkenler belirli bir sıcaklık seviyesinin üzerinde iletkendir. Kristal kafes boyunca serbestçe hareket edebilen iletim elektronları haline gelirler (yani elektron iletimi).

Öte yandan, komşu bir elektron deliğe ilerleyebileceğinden, değerlik bandı içinde ortaya çıkan boşluk da yarı iletken malzeme boyunca hareket edebilir. Delikler böylece iletkenliğe (delik iletimi) eşit olarak katkıda bulunur. Her serbest elektron, bozulmamış saf yarı iletken kristaller içinde bir delik oluşturduğundan, her iki tür yük taşıyıcı da eşit olarak bulunur.

İçsel iletkenlik, rekombinasyonla, yani serbest bir elektron ile pozitif bir deliğin rekombinasyonuyla dengelenir. Bu rekombinasyona rağmen, deliklerin ve serbest elektronların sayısı eşit kalır çünkü belirli bir sıcaklık seviyesinde rekombinasyon olarak her zaman aynı sayıda elektron-deşik-çifti oluşur.

Her sıcaklık için, belirli sayıda serbest delik ve serbest elektron içeren bir denge durumu vardır. Serbest elektron deliği çiftlerinin sayısı artan sıcaklıkla artar.

Böyle bir kristal kafese dışarıdan harici bir voltaj uygulanırsa, elektronlar pozitif kutba, delikler ise negatif kutba hareket eder. Yarı iletkenlerin içindeki içsel iletim mekanizması da enerji aralığı modeliyle açıklanabilir.

The post Fotovoltaik Enerji Üretimi – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).