Güneş pili nedir ?

Güneş pili (İngilizce: solar cell) ışığı doğrudan elektrik akımına dönüştüren (fotovoltaik) bir araçtır. Yarı iletken bir diyot olarak çalışan güneş pili, güneş ışığının taşıdığı enerjiyi iç fotoelektrik reaksiyondan faydalanarak doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür.

Önemi anlaşılan yenilenebilir enerjilere olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Belgeli yenilenebilir enerji üreticilerine satış garantisi veren kanununlar çeşitli Avrupa Birliği ülkelerinde halen yaygın olarak uygulanmaktadır. Bu sayede çevrenin korunması ile birlikte enerji sorununun aşılması, ihtiyacın kısa sürede, bağımsız ve bedava olarak karşılanması hedeflenmektedir.

Güneş pilinin çalışması

Güneş ışığındaki fotonlar, elektronları yarı iletken metalik bir yonga plakasının bir katmanından bir diğer katmanına hareket ettiren enerjiyi sağlar. Elektronların bu hareketi bir akım yaratır. İki tür güneş hücresi kullanılmaktadır: silikon ve gallium arsenid. Uydular gallium arsenidi kullanırlarken silikonlar ise genellikle yerküredeki uygulamalarda kullanılmaktadır.

Güneş pilinin üst tabakaları yansımayı önleyici kaplama ve korumalardan oluşur. Güneş hücreleri son derece kırılgan olduklarından böyle bir koruma çatlama ve kırılmaları önlemek açısından gereklidir. Aksi halde güneş pillerinin çalışması sekteye uğrar ve bu da enerji kaybına sebep olur. Işık bu katmanlara nüfuz ettiğinde silikon veya gallium arsenide çarpar. P ve N tabakaları arasındaki bölümlerin farklılıkları sebebiyle güneşten gelen enerji bunlara çarptığında elektronların P tabakasından N tabakasına akışı sağlanmış olur. P ve N tabakaları arasına tel çekilmek suretiyle güneş hücresi artı ve eksi kutuplara sahip bir güneş pili halini alır ve böylelikle güç sağlamak için kullanılabilir. Tek tek sayısız piller (bine yakın) “Güneş Panelini” oluşturmak için bir araya getirilir. Güneş pilleri ile oluşturulan paneller ile günümüzde çok değişik gerilim / volt ve güçlerde / w / watt / wp enerji sağlanabilmektedir. Güneş ışığının yoğunluğu, havanın bulutu olması ve hava sıcaklığı güneş panelinin ürettiği gücü etkiler. Diğer tip güneş arabalarında ise herhangi bir tip güneş hücresi kullanılabilir. Bu esneklik sebebiyle bir çok güneş arabası takımı uzayda kullanılan gallium arsenid güneş hücrelerini kullanırlar. Bu piller geleneksel silikon pillere oranla genellikle daha ufak ve çok daha pahalıdırlar. Ancak bunlardan çok daha verimlidirler. Bu iki pil arasındaki güç ve ekonomik maliyet farkı çok fazladır.

İngilizcesi PHOTOVOLTAIC olan fotovoltaik piller, Türkçe’ye güneş pilleri şeklinde geçmiş olsa da, bir pil yani batarya ya da akümülatör gibi çalışmamaktadır. Bilindiği üzere piller prensip olarak üzerlerinde depolanan kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Oysa ki güneş hücreleri veya güneş gözeleri diye tanımlanan fotovoltaik piller güneş enerjisinden faydalanarak elektrik üretme prensibi ile çalışır. Güneşin yaydığı radyasyon, foton denen parçacıklarla hareket eder, yani yayılır. Foton denen parçacıklar enerji taşırlar ve ışık hızında hareket ederler. Güneş pillerinin enerji depolama, saklama özelliği mevcut değildir. Güneş veya ışık olduğu sürece işlevseldir. Güneş hücreleri yarı iletken malzemeden oluşur. Güneş pillerinin yani güneş panellerinin işletme ömrü çok uzundur. Günümüzde yaygın kullanımı olan ticari ürünler için öngörülen süre 50+ yıldır. Bu öngörünün kaliteli, standartlara uygun ve belgeli ürünler için geçerli olduğu unutulmamalıdır.