Fotovoltaik Teknoloji ile Güneşten Elektrik Üretimi

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 1,5 °C ile sınırlama hedefiyle uyumlu olarak dünya genelinde GHG emisyonlarını azaltmayı amaçlamaktadır. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), 2050 yılına kadar net sıfır emisyona ulaşmak için, 2050 yılında küresel elektrik üretiminin yaklaşık %90'ının yenilenebilir kaynaklardan üretilmesi gerektiğini bildirmiştir. 2030 ile 2050 yılları arasında küresel elektrik üretiminin güneş PV ve rüzgârın birlikte yaklaşık olarak %70'ini oluşturması beklenmekte ve yıllık 630 GWp kapasite ilavesi yapılması gerekmektedir.
Otuzbir bölümden oluşan bu kitapta; fotovoltaik teknoloji ile güneşten elektrik üretiminin tasarım, planlama, kurulum, işletme ve kullanımına ilişkin bilgiler derlenmiştir ve temel özellikler incelenmiştir.