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

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.

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi. 

Fizik

Rice Üniversitesinde Prof. Dr. James M. Tour önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, karbon içeren atıklardan grafen üretmeye imkân veren bir yöntem geliştirdi. Araştırma ile ilgili makale Nature’da yayımlandı.

Fizik

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin Ankara’daki konuğu 2019 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Dr. Öğr. Üyesi Emine Ülkü Sarıtaş.