Günümüz
dünyasında küresel ısınma ve iklim değişikliği güncel ve artan endişelerdir.
Hızlı ekonomik gelişme ve teknolojik ilerleme, dünya genelinde enerji
taleplerini artırmış ve artırmaya devam etmektedir. Geleneksel olarak fosil yakıtlar,
sanayi devriminin başlangıcından bu yana enerji üretimi amacıyla
kullanılmaktadır. Sanayileşmiş dünyanın itici gücü olarak 2019 yılında dünya
enerji üretiminin %81’inden fazlasına katkıda bulunmaktadır. Teknolojik gelişme
ve enerji taleplerinin giderek artması, sera gazı (GHG) emisyonlarında önemli
artışlarla sonuçlanmıştır. Bu durum yağış, kar ve buz örtüsü modellerinde
değişiklikler ve deniz seviyesinin yükselmesi gibi olumsuz etkilere yol açabilmektedir.
Fosil yakıtların yanması nedeniyle atmosferdeki karbondioksit (CO2)
konsantrasyonu artmakta, doğal sera etkisini ve küresel ısınmayı artırmaktadır.
Sürekli artan bu GHG emisyonlarını
azaltmak, düşük karbon teknolojilerini, yenilenebilir enerji kaynaklarını ve
enerji verimliliği stratejilerini kapsayabilir. Çevre korumanın önemi ve ürün
ve hizmetlerle ilişkili potansiyel çevresel etkiler konusunda artan
farkındalık, araştırma odağında yer almakta ve bu çevresel etkileri daha iyi
anlamak ve değerlendirmek veya azaltmak için yöntemler geliştirmeye ilgi
çekmektedir.
Dünya genelinde 2022 yılı sonunda
güneş enerjisi, 1046,6 GW kurulu kapasiteyle (%31) hidroelektrikten sonra
ikinci en büyük yenilenebilir elektrik kaynağı olmuştur. Son yıllarda
fotovoltaik (PV) teknoloji olgunlaşmış ve yenilenebilir elektrik üretiminin en
hızlı büyüyen yöntemi olarak ortaya çıkmıştır. PV etki, fotoelektrik etkiden
yararlanan yarı iletkenler aracılığıyla ışınımın elektriğe dönüştürülmesini
kapsar. PV hücre ve modül teknolojilerinin başlıca türleri arasında kristal
silikon (mono ve poli), ince film (Bakır İndiyum Galyum Selenit (CIGS),
Kadmiyum Tellür (CdTe), amorf silikon (a-Si), perovskit) ve çok eklemli (ışığın
çeşitli dalga boylarını soğurmak için farklı yarı iletken malzemelerin çoklu
p-n bağlantılarını kullanan) modüller yer alır. PV sistemler zemine veya bina
çatılarına yerleştirilebilir. Üretilen elektriğin nasıl yönetildiğine bağlı
olarak, PV sistemler şebekeye bağlı veya bağımsız olarak sınıflandırılabilir.
Bu sistemler; konut, ticari veya kamu hizmeti ölçeğinde tasarımlanabilir. Bir
PV sisteminin temel bileşenleri arasında; PV modüller, destek sistemi, izleme
sistemi ve invertör yer alır.
PV sektörü, 2022 yılı baharında en
yüksek 1 terawatt (TW) kümülatif kurulu PV kapasite ve 200 ile 230 gigawatt
(GWp) arasında değişen yıllık hücre ve modül üretimine ulaşmıştır. Önümüzdeki 5
ile 7 yıl içinde yıllık üretimde 1 TW’lık zirvesine ulaşılması beklenmekte ve
önümüzdeki on yılın başında 2 TW’lık bir zirveye çıkması öngörülmektedir. Bu
ilerleme, 2016 yılında imzalanan Paris
Anlaşması’nda belirtildiği gibi, küresel sıcaklık artışını yüzyılın
ortasına kadar
Kırkbeş
bölümden oluşan bu kitapta; fotovoltaik teknoloji ile güneşten elektrik
üretiminin tasarım, planlama, kurulum, işletme ve kullanımına ilişkin bilgiler
derlenmiştir ve temel özellikler incelenmiştir.