Fotovoltaik panellerin çevresel etki potansiyelinin araştırılması
Investigation of the environmental impact potential of photovoltaic panels
Yazar: BÜŞRA ÇALIŞ
Danışman: PROF. DR. İLHAN CEYLAN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Enerji talebi, teknolojinin gelişmesiyle birlikte yaşam içerisinde artmakta ve dünyanın enerji ihtiyacının büyük bir kısmı hala fosil yakıtlar tarafından karşılanmaktadır. Oluşan enerji ihtiyacı fosil yakıtlara yönelik talep artışına sebep olurken, kaynakların sınırlılığı ve çevreye salınan sera gazı emisyonları sebebiyle yenilenebilir enerjiye yönelim günden güne artmaktadır. Sınırsız ve temiz bir enerji kaynağı olan güneş enerjisi, en popüler yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Güneş enerjisinin çeşitli kullanımları mevcuttur. Fakat fotovoltaik paneller vasıtasıyla elektrik üretimine dünya çapında daha fazla önem verilmektedir. PV paneller kristal silikon ve ince film teknolojisi olmak üzere iki ana başlık altında toplanmaktadır. Bu çalışmada iki önemli teknoloji arasından en yaygın kullanıma sahip polikristal PV paneli ile kadmiyum tellür (CdTe) teknolojisi seçilmiştir. Polikristal ve kadmiyum tellür fotovoltaik panellerin yaşam döngüleri boyunca çevresel emisyon miktarları karşılaştırılmıştır. Yaşam döngüsü boyunca panellerin imalat, geri dönüşüm ve elektrik üretimi esnasında oluşan emisyon miktar saptanmıştır. Ek olarak bu iki PV modül tipinin enerji geri ödeme süreleri de hesaplanmıştır. Hem 1 m2 polikristal hem de CdTe PV panellerinin yaşam döngüsü boyunca emisyon miktarı sırasıyla 201,4 ve 115,04 kg-CO2 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca polikristal panelin ortalama enerji geri ödeme süresi 0,92 yıl iken, CdTe panel için bu değer 0,57 yıldır. Bunun yanında, güneş panellerinin kullanımı ile oluşan emisyon miktarı ile kömür santrallerine oranla daha temiz enerji kaynağı olarak bilinen doğalgaz termik güç santralleri kıyaslanmıştır. Sonuç olarak PV panel tarafından çevreye salınan emisyon miktarı ile 17 yıllık ömrü boyunca aynı koşullar altında termik santral tarafından üretilen enerjinin sonucunda salınan emisyon arasında büyük bir fark gözlenmiştir. PV panel, termik santrale kıyasla 1,72 ton CO2 emisyon tasarrufu sağlamaktadır. Başka bir ifadeyle, PV paneller 10 kat daha çevre dostu görünmektedir.

Abstract:
Energy demand, increases in life with the development of technology. Most of the world's energy needs are still met by fossil fuels. While the resulting energy need causes an increase in the demand for fossil fuels, the tendency to renewable energy is increasing day by day due to the limited resources and greenhouse gas emissions released into the environment. Solar energy, which is an unlimited and clean energy source, is among the most popular renewable energy sources. There are various uses of solar energy. However, worldwide attention is paid to the generation of electricity by means of photovoltaic panels. PV panels are grouped under two main headings; crystalline silicon and thin-film technology. In this study, polycrystalline PV panel and cadmium tellurium (CdTe) technology, which are the most widely used among two important technologies, were chosen. The emission amount of polycrystalline and cadmium telluride photovoltaic panels to the environment during the life cycle were compared. During the life cycle, the amount of emission released to the environment during the production, recycling, and electricity generation of the panel was determined. In addition, energy payback times of these two PV types were calculated. The emission amount for both of 1 m2 polycrystalline and CdTe PV panel throughout the life cycle was determined to be 201,4 and 115,04 kg−CO2, respectively. Besides, the average energy payback period of the polycrystalline panel is 0,92 years, while it is 0,57 years for the CdTe panel. In addition, the amount of emissions generated by the use of solar panels and natural gas thermal power plants, which are known as a cleaner energy source compared to coal power plants, were compared. As a result, a huge diﬀerence was observed between the emission amount released by the PV panel to the environment and the emission released as a result of the energy produced by the thermal power plant under the same conditions during its 17-year lifetime. PV panel saves 1,72 tons of CO2 emissions compared to the thermal power plant, and so PV panels appear to be 10 times more environmentally friendly.