Güneş’in Özellikleri ve Enerji Kaynağı Olarak Güneş


Güneş ve etrafında dolanan gezegenlerden meydana gelen güneş sistemi dünya amacıyla, asli bir enerji kaynağıdır. Özellikle, dünyada hayat sürdüren canlılar amacıyla vazgeçilmez bir kaynaktır. Bugün sarfedilen detaylı enerji kaynaklarının büyük alanı, güneşin sebep bulunduğu hadiseler neticesi meydana çıkar. Günlük güneş enerjisi ile dünya aydınlatılabilmekte; yağışlar ile su döngüsü sağlanabilmekte ve en muhimi de, fotosentez ile canlı hayat sürdürülebilmektedir. Hayati önemdeki bu senedızın saniyesel manada enerji üretimi de mümkündür.

Güneş yarıçapı 700.000 km (dünya yarıçapının aşağı yukarı 109 katı),kütlesi 2×1030 kg (dünya kütlesinin aşağı yukarı 330.000 katı)olan bir senedızdır. Güneş kendi ekseni etrafında dönmektedir. Bu dönüş, güneş ekvator bölgesinde 24 günde, kutup yerlerinde de 30 günde olmaktadır.Güneşin merkezinde, asli olarak hidrojen çekirdeklerinin kaynaşmasıyla füzyon reaksiyonu meydana gelir. Güneşin merkezinde ve aşağı yukarı 15-16 milyon derecedir. Güneşin aşağı yukarı % 90’ı hidrojendir.
Güneşin korunda hidrojen çekirdekleri füzyon yaparak helyum çekirdekleri oluşmakta ve bu tepkimeler neticesi büyük bir enerji meydana çıkmaktadır. Güneşin toplam ışıması 3.8×1026 J/saniye bulunduğundan, güneşte bir saniyede aşağı yukarı 600 milyon ton proton, yani hidrojen tüketilmektedir.

Bu sayı ilk bakışta korkutucu gibi gelse de, güneşin kütlesi ve bu kütlenin %90’ına yakın alanının protonlar bulunduğu düşünülürse, güneşteki hidrojen yakıtının tüketilmesi amacıyla daha, aşağı yukarı 5 milyar senelik bir vakit bulunduğu meydana çıkar. Bu yönüyle güneş, insanlık amacıyla tükenmez bir enerji kaynağıdır. Dünyaya ulaşan güneş enerjisi, güneşin daha serin (aşağı yukarı 6000K) ve birkaç yüz kilometrelik dar bir bölgesinden gelmektedir. Bu bölge, düşük yoğunlukta (aşağı yukarı deniz yüzeyindeki hava yoğunluğunun 10-4 katı) iyonlanmış gazlardan meydana gelir ve görünür ışığı pek geçirmeyen bir bölgedir. Bu bölgedeki atomlar, sıcaklıklarıyla orantılı olarak ışıma yaparlar ve böylelikle bu bölgenin ışımasına yol açarlar.

Dünya, güneşten aşağı yukarı 150 milyon km. uzakta bulunmaktadır. Dünya hem kendi etrafında dönmekte, hem de güneş etrafında eliptik bir yörüngede dönmektedir. Bu yönüyle, dünyaya güneşten gelen enerji hem günlük olarak değişmekte, hem de sene vakitsince değişmektedir. İlave olarak, Dünyanın kendi etrafındaki dönüş ekseni, güneş etrafındaki dolanma yörüngesi düzlemiyle 23.5º lik bir açı yaptığından, yeryüzüne düşen güneş şiddeti yörünge vakitsince (sene vakitsince) değişmekte ve mevsimler de böylelikle oluşmaktadır.

Dünyaya, güneşten saniyede, aşağı yukarı 4×1026 J’lük enerji, ışınımlarla gelmektedir. Güneşin saldığı toplam enerji göz önüne alındığında bu çok ufak bir kesirdir; fakat bu tutar Dünyada insanoğlunun bugün amacıyla kullandığı toplam enerjinin 15-16 bin katıdır. Dünyaya gelen güneş enerjisi detaylı dalga boylarındaki ışınımlardan meydana gelir ve güneş-dünya arasını aşağı yukarı 8 dakikada aşarak dünyaya ulaşır.(ışınımlar saniyede 300.000 km’lik bir hızla, yani ışık süratiyle yol alırlar.)

Dünyanın dışına, yani havakürenin (atmosfer) dışına güneş ışınlarına dik bir metrekare alana gelen güneş enerjisi, Güneş Değişmezi (S) olarak adlandırılır ve bunun sayısal değeri S=1373 W/m2 dir. Bu değer, tarif gereği, sene vakitsince değişmez alınabilir. Çünkü her vakit, gelen güneş ışınlarına dik yüzey göz önüne alınmalıdır. Ancak, dünyanın güneş etrafındaki yörüngesi bir çember olmayıp bir elips bulunduğundan, sene vakitsince bu değerde %3.3 ‘lük bir değişim söz konusudur. Yeryüzüne bu enerjinin soğurma ve yansıma hadiselerından ötürü 832 W/m2 lik alanı ulaşır.

Güneş Enerjisinin Üstünlükleri ve Dezavantajları

Güneş enerjisinin avantajları şu şekilde sıralanabilir:
– Güneş enerjisi tükenmeyen bir enerji kaynağıdır.
– Güneş enerjisi, arı bir enerji türüdür. Gaz, duman, toz, karbon ya da kükürt gibi zararlı maddeleri
yoktur.
– Güneş, bütün dünya ülkelerinin yararlanabileceği bir enerji kaynağıdır. Bu sayede ülkelerin enerji
açısından alışkanlıkları ortadan kalkacaktır.
– Güneş enerjisinin bir başka özelliği, hiçbir ulaştırma harcaması olmaksızın her yerde
sağlanabilmesidir.
– Güneşi az ya da çok gören yerlerde biraz verim farkı olmakla beraber, dağların tepelerinde vadiler ya da ovalarda da bu enerjiden yararlanmak mümkündür.
– Güneş enerjisi doğabilecek her türlü bunalımın tesiri dışındadır. Örneğin, ulaşım şebekelerinde
yapacakları bir farklılık bu enerji bütününü etkilemeyecektir.
– Güneş enerjisi hiçbir komplike teknoloji gerektirmemektedir. Hemen derhal bütün ülkeler, yerel
sanayi kuruluşları yardımıyla bu enerjiden rahatlıkla yararlanabilirler.

Bugünkü bu enerjinin denk geldiği problemler ise şöyledir:
– Güneş enerjisinin yoğunluğu azdır ve sıksık değildir. İstenilen anda istenilen yoğunlukta
bulunamayabilir.
– Güneş enerjisinden yararlanmak amacıyla yapılması gereken düzeneklerin yatırım giderleri bugünkü
teknolojik aşamada yüksektir.
– Güneşten gelen enerji miktarı bizim isteğimize bağlı değildir ve denetim edilemez.
– Bir çok kullanım alanının, enerji arzı ile isteği arasındaki vakit farkı ile karşılaşılmaktadır. —- -Güneş enerjisinden elde edilen ışınım isteğinin yoğun bulunduğu vakitlerde kullanılmak üzere
depolanmasını gerektirir. Enerji depolaması ise çoğu problem yaratmaktadır.

Güneş Enerjisinin Kullanım Alanları
Güneş enerjisinin depolanabilmesi ve başka enerji türlerine dönüşebilmesi ısıl ,mekanik, kimyasal ve elektrik yollarla olur.

Isı depolama ya da çevrimde: Özgül ısı kapasitesi yüksek ve basit yer alır ucuz maddeler kullanılır.Su , yağ, çakıl taşı yatakları şunlar arasındadır.

Mekanik depolamada güneşle çalıştırılan bir pompa yada kompresör doğrulusunda basılan yüksek basınçlı akışkan, ideal bir ortamda toplanır.

Kimyasal depolamada hidrat tuzlarından yararlanılır.

Elektrik depolamada ise enerji depolaması bataryalarla (akü) yapılır.

Güneş enerjisi bu çevrimlerle ya da direkt olarak : Kullanım suyu ısıtılması, yüzme havuzu ve limonluk ısıtılması ; kaynatma ve pişirme ; bitkisel ürünlerin kurutulması , su damıtılması , yapıların ısıtılması ve soğutulması (iklimlendirilmesi) ; soğutma, toplam enerji sistemleri ile ısı ve elektriğin beraber üretilmesi ; sulama suyu pompalanması saniyesel prosedür sıcaklığı üretilmesi , elektrik üretilmesi ve fotokimyasal ve fotosentetik çevrimlerin gerçekleştirilmesi hedefiyle kullanılır. Bu çevrimlerden en çok sarfedilenlar sırasıyla;

Güneş Enerjisinden Doğrudan Isı Enerjisi ,
Güneş Enerjisinden Doğrudan Elektrik Enerjisi ,
Güneş Enerjisinden Hidrojen Enerjisi,
elde etmek şeklindedir.

Comments 0

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Güneş’in Özellikleri ve Enerji Kaynağı Olarak Güneş