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

Ay'a ulaşmamızı sağlayan en önemli teknolojilerden biri roketlerdi. Peki, roketler nasıl çalışıyor? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde bir araba tasarlayarak Newton'un hareket yasalarını ve roketlerin çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Söz konusu elektronlar, protonlar gibi “noktasal” parçacıklar olduğunda aynı işaretli elektrik yüklerinin birbirini ittiği, zıt işaretli elektrik yüklerinin birbirini çektiği bilinir. Ancak çok sayıda elektrik yüklü noktasal parçacığın bir araya gelmesiyle oluşan “bileşke” parçacıklarda durum farklıdır. 

Fizik

Danimarkalı gökbilimci Ole Christensen Romer, ışık hızını belirlemek için çalışmalar yapan ilk bilim insanlarından biridir. Romer, yaptığı uzun süreli gözlemler sonucunda Jüpiter’in uydularından Io’nun iki tutulması arasında geçen zamanlarda farklılıklar tespit etti.

Fizik

Bu etkinliğimizde yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin farklı enerji türlerine dönüştüğünü gözlemleyebileceğimiz bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. İlk yazımızda Arşimet, 12. yüzyılda yaşayan el-Cezeri ve 16. yüzyılda yaşayan Takiyüddin’in suyun yukarı taşınması için geliştirdikleri düzenekleri anlatmıştık.

Fizik

Uluslararası bir araştırma grubu, araçların arka kısımlarına hava püskürten cihazlar yerleştirerek hava sürtünmesini azaltmayı başardı. Dr. Ruiying Li ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids’te yayımlandı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.

Fizik

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda bile suyun donmasını engelleyen bir yöntem geliştirdi. 

Fizik

Nano ölçekteki malzemelerin özelliklerinin anlaşılması için gerçekleştirdiği uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmalarıyla 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Hasan Şahin ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Gözümüz karanlık veya aydınlık ortamlarda, nesnelerin çok uzakta ya da çok yakında olduğu durumlarda net görüntüler oluşturabiliyor. Etkileyici fotoğraflar çekebilmek içinse fotoğraf makinesinde doğru ayarların yapılması gerekiyor. Gelin, görüntü oluşturma özelliğine sahip olan insan gözü ile fotoğraf makinesini karşılaştıralım.