Güneş enerjisinden elektrik üretim yöntemlerinin incelenmesi ve karşılaştırılması
Comparison and analysis of electricity generation techniques from solar energy
Yazar: BERİRE ŞEN AYVAZ
Danışman: DOÇ. DR. ALPER BAYRAK
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş pilleri = Solar cells

Özet:
Teknolojinin gelişmesi ile kişi başına tüketilen enerji miktarı her geçen gün artmaktadır ve artan enerji talebine bağlı fosil kökenli enerji kaynaklarının da hızla azaldığı bir gerçektir. Fosil kökenli kaynakların tüketiminden dolayı CO2 emisyonundaki artışın çevreye zarar vermesi nedeniyle sürdürülebilir elektrik üretimi için dünyadaki bilim insanları alternatif kaynakların araştırılmasına yönelmiştir. Güneşten 270 dakika boyunca toplam kara parçaları üzerine gelen enerji miktarı dünyada tüketilen 1 yıllık enerjiyle eş değerdedir. Güneş, enerji kaynaklarının temelini oluşturan, insanlığın tüm enerji ihtiyacını karşılayabilen, yenilenebilir, temiz ve milyonlarca yıl daha ışımasını sürdürebilen yapısıyla dünya için sonsuz enerji kaynağıdır. Bu enerjiden uzun yıllardan beri yararlanılmaktadır. Güneş enerjisinin neden kullanılması gerektiği ve bu ham enerjinin mevcut ve geliştirilmekte olan çeşitli güneş teknolojilerine nasıl dönüştürüleceğine dair açıklamalar bu tezin kapsamındadır. Bu amaç doğrultusunda, güneş ışınımını direkt elektrik enerjisine dönüştüren fotovoltaik hücreler (PV) ve dolaylı yoldan güneş enerjisini yoğunlaştırarak kızgın buhardan elektrik enerjisi üreten konsantre güneş enerjisi (CSP) teknolojisi detaylı olarak incelenmiş, kendi aralarında sınıflandırılmıştır ve teknik olarak karşılaştırılmıştır. Güneş enerjisinden elektrik üretim yöntem ve teknolojileri üzerine yapılan incelemeler üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada, güneş enerjisinden elektrik üretim yöntemleri genel olarak incelenerek kapsamlı bir şema oluşturulmuştur. İkinci aşamada fotovoltaik hücrelerin yapıları ve çeşitleri incelenmiştir. Üçüncü aşamada ise parabolik oluk yoğunlaştırıcılar, merkezi alıcılı yoğunlaştırıcılar, doğrusal fresnel yoğunlaştırıcılar ve parabolik çanak yoğunlaştırıcılar olmak üzere konsantre güneş enerji sistemleri incelenmiştir. Son olarak güneş enerjisinden elektrik üretim sistemleri karşılaştırılmış ve sonuçlar sunulmuştur.

Abstract:
Depending on the development of technology, the amount of energy consumed per person is increasing day by day, and with this increasing energy demand, fossil-based energy sources are alsor apidly decreasing. The fact that the increase in CO2 emissions due to the consumption of fossil-based resources harms the environment encourages the world to search for alternative sources. The sun is a renewable, clean and endless source of energy that forms the basis of energy resources and can meet all the energy needs of humanity. This energy has been used for many years. The energy coming from the sun on the total land mass for 270 minutes is equal to the energy consumed all over the world in 1 year. Explanations on the use of solar energy and how this raw energy will be converted with various existing and developing solar Technologies are within the scope of this thesis. This thesis presents the solar energy revolution, its current situation and its applications as a renewable energy source. The aim of this thesis is to comprehensively examine and compare the direct and indirect ways of generating electricity from solar energy. It provides insight into how different solar technologies perform, their advantages, short comings and challenges. Its focus is on electricity generation technologies from solar energy. In this thesis, photovoltaic (PV) cells, which directly converts solar energy to electrical energy, and concentrated solar energy (CSP) technology, which indirectly condenses solar energy and generates electrical energy from super heated steam, are examined in detail, classified among them selves and compared technically. A comprehensive literaturere view has been conducted on electricity generation methods from solar energy and various technologies of these methods. The literature review was carried out in threes tages. In the first stage, Electricity Production Methods from Solar Energy were examined in general and its general scheme was created. In the second stage, photovoltaic cells, their structures and types are generally examined and explained. In the third stage, concentrated solar energy systems including Parabolic Through Concentrators, Central Receiver Concentrators, Linear Fresnel Concentrators and Parabolic Dish Concentrators are examined and detailed. Finally, electricity generation systems from solar energy were compared and conclusions were reach.