Skip to content Skip to navigation

Enerji Dönüşümü ve Verimliliği

Namdar Gürsönmez
12/04/2019 - 14:49

Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneş enerjisinden ısı ve elektrik elde etmede yararlanıyoruz. Yüzeylerine gelen güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştüren düzeneklere güneş gözesi adı verilir. Peki güneş gözeleri ne kadar verimlidir?

Işık enerjisini elektrik enerjisine, elektrik enerjisini de hareket enerjisine dönüştüreceğimiz bir etkinlik ile güneş gözelerinin verimliliğini ölçmeye çalışacağız.

Nelere İhtiyacımız Var?

  • 1 adet 70 x 100 mm boyutlarında güneş gözesi
  • 2 adet kırmızı krokodil kablo
  • 2 adet siyah krokodil kablo
  • 1 adet 3 V’luk mini DC motor
  • 1 adet plastik pervane
  • 2 adet 9 x 17 cm boyutlarında duralit
  • 4 adet 1,5 x 1,5 x 9 cm boyutlarında tahta
  • 1 adet 1,5 x 1,5 x 15 cm boyutlarında tahta (bir ucunda 0,5 cm çapında delik olmalı)
  • 1 adet 2 cm uzunluğunda vida
  • 1 adet plastik kablo bağı (plastik kelepçe)
  • Çift taraflı bant
  • Multimetre
  • Tornavida
  • Cetvel

 

Ne Yapıyoruz?

1. Etkinliğimize güneş gözesi ve DC motorun yerleştirileceği bölümleri hazırlayarak başlıyoruz.

 

. 1,5 x 1,5 x 9 cm boyutlarındaki iki tahtanın bir yüzüne görseldeki gibi çift taraflı bant yapıştıralım ve tahtaları 9 x 17 cm boyutlarındaki duralit ile birleştirelim.

 

. Aynı şekilde 1,5 x 1,5 x 9 cm boyutlarındaki diğer iki tahtanın da bir yüzüne görseldeki gibi çift taraflı bant yapıştıralım ve tahtaları 9 x 17 cm boyutlarındaki duralit ile birleştirelim. 1,5 x 1,5 x 15 cm boyutlarındaki tahtayı, delikli kısmı yukarıda kalacak şekilde, duralitin üst tarafına vida ile sabitleyelim.

 

. DC motoru görseldeki gibi çift taraflı bant ve plastik kablo bağı ile tahtaya sabitleyelim. Plastik pervaneyi motor miline takalım.

 

2. Bu aşamada krokodil kabloları kullanarak düzeneğimizin bağlantılarını yapıp devredeki potansiyel farkını ve devreden geçen akımın şiddetini ölçeceğiz. Bağlantıları yaparken görsellerdeki gibi kırmızı kabloları ve siyah kabloları kendi aralarında bağlayalım.

. Güneş ışıkları güneş gözesinin üzerine düşüyor. Multimetreyi devreye paralel bağlayarak devredeki potansiyel farkını ölçelim. Devrede 2,81 V’luk potansiyel fark oluştuğunu gözlemleriz.

. Şimdi de multimetreyi devreye seri bağlayarak devredeki akımın şiddetini ölçelim. Devrede 0,12 - 0,13 A akım şiddeti oluştuğunu gözlemleriz.

                                                                                

 

Ne OIdu?

Açık, güneşli bir havada metrekareye saniyede yaklaşık 1000 W enerji düşer. Kullandığımız güneş gözesinin boyutlarıysa 7 x 10 cm. Dolayısıyla güneş gözesinin üzerine düşen güç:

            P1= 1000 . 0,07 . 0,10 = 7 W

Güneş gözesinin devreye sağladığı güç:

Elektriksel güç = Potansiyel fark x Akım şiddeti

P2 = V . I

     = 2,81 V . 0,13 A

     = 0,3653 W

Güneş gözesinin verimliliği:

   Verimlilik = P2 / P1

   Verimlilik = 0,3653 / 7

   Verimlilik = 0,0522,= %5,22                                                                   

Bir güneş gözesinin gerçekte ne kadar iyi çalıştığını belirlemek için, güneş gözesinin güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürdüğü sıradaki verimliliğini ölçmek önemlidir.

Işığın bir kısmı güneş gözesinin yüzeyinden yansıtılır, bir kısmıysa göze içindeki elektrik devresinde ısıya dönüşür. Bu yüzden gözenin verimliliği hiçbir zaman %100 değildir.

Güneş gözeleri, yapılarına göre, %5 ile %20 arasında bir verimle güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirebilir.

 

Kaynak:

 
Yazar Hakkında:
Namdar Gürsönmez
Fen Bilimleri Öğretmeni
İzmir Çiğli-Karşıyaka Aydoğan Yağcı Bilim ve Sanat Merkezi

İlgili İçerikler

Fizik

Ses günlük hayatımızın önemli bir parçası olmasına rağmen sesin ardındaki fiziksel süreçler dikkatimizi çekmemiş olabilir. Bu fiziksel süreçleri daha iyi anlayabilmek için sesi “görmeye” ne dersiniz?

Fizik

2014 yılında Türkiye’nin kendi teknolojisini kullanarak fotovoltaik (FV) temelli güneş enerjisi santral ekipmanlarını üretmesi ve ihraç etmesi amacıyla MİLGES (Millî Güneş Enerjisi Santrali Geliştirilmesi) projesi başlatılmıştı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler ile iletken ve yalıtkan dedektör düzeneği tasarlıyoruz.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.