21.10.2006 08:15    

Binaların ısıtılması, soğutulması, endüstriyel uygulamalar, bitkilerin kurutulması ve elektrik üretimi gibi sahalarda sıklıkla yararlanılan güneş enerjisi, gelecekte ulaşım araçları için de önemli bir alternatif oluşturacak ve kaynakları tükenen petrolün pabucunu dama atacak gibi görünüyor”.

Halihazırda dünya üzerindeki enerji ihtiyacının yaklaşık yüzde 80'ini karşılayan fosil yakıtların, insanoğluna böyle cömert davranmaya daha ne kadar devam edeceği günümüzde cevabı en çok aranan sorulardan biri. Yapılan araştırmalar sonucunda, dünya üzerindeki bilinen petrol rezervlerinin ömrünün 40 yıl, doğalgaz kaynaklarının ise 61 yıl olduğu öngörüsü ileri sürülürken kömüre de 227 yıllık bir ömür biçiliyor.
Bu veriler, son yıllarda ülkemizde de sıklıkla gündeme getirilen ve uygulamalarıyla bir çok noktada karşılaştığımız alternatif enerji kaynaklarının gerekliliğini ortaya koyması açısından da son derece önemli. Muhakkak ki, alternatif enerji kaynaklarına bu yönelimin ardında muhtemel kaynak sıkıntısının yanı sıra temiz enerji kullanarak, artık tahammül sınırlarını zorlayan çevre tahribatına son vermek, isteği de yatıyor. Bu noktada karşımıza dünyanın milyonlarca yıllık ısı ve ışık kaynağı olan güneş ve sağladığı enerji çıkıyor.
Yenilenebilir bir enerji kaynağı olan güneş enerjisi, çevreye zararlı atıklara yol açmaması nedeniyle de üzerinde en çok durulan alternatiflerden biri. Binaların ısıtılması, soğutulması, endüstriyel uygulamalar, bitkilerin kurutulması ve elektrik üretimi gibi sahalarda sıklıkla yararlanılan güneş enerjisi, gelecekte ulaşım araçları için de önemli bir alternatif oluşturacak ve kaynakları tükenen petrolün pabucunu dama atacak gibi görünüyor.
Dünyanın gelişmiş ülkelerinde güneş enerjisiyle çalışan otomobiller üretme yolunda çalışmalar hızla sürerken ve bu teknolojinin gelişimini teşvik etmek için WSC (World Solar Challenge), FormulaSun gibi yarışmalar düzenlenirken, Türkiye’nin de bu konuda geri kalmadığı, geçtiğimiz günlerde İstanbul Park'ta düzenlenen "TÜBİTAK Formüla G Güneş Arabaları Yarışı" ile ispatlandı.
TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi'nin koordinatörlüğünde düzenlenen "TÜBİTAK Formüla G Güneş Arabaları Yarışı", alternatif enerji kaynaklarının kullanımına yönelik teknolojilerin Türkiye'de üretilmesinde gençlerin aktif rol oynamasını teşvik etmek amacıyla gerçekleştiriliyor. İlki 2005 yılında gerçekleştirilen ve ikincisi 21-22 Temmuz tarihlerinde geçen yıl olduğu gibi İstanbul Park'ta düzenlenen organizasyonun gelenekselleştirilmesi ve bu sayede güneş enerjisine olan ilginin artırılması hedefleniyor.

İTÜ, ODTÜ ve YTÜ gibi ülkenin önde gelen üniversitelerinde üretilen güneş arabalarının kıyasıya bir rekabet içine girdiği bu yılki şampiyona, İzmir ve İstanbul'da olmak üzere iki aşamada gerçekleşti. 6-9 Temmuz tarihlerinde İzmir'de 31 takımın mücadele ettiği ilk etapta İTÜ'nün güneş arabası ARIBA 1 birinci olup Ege Kupası'nı alırken, Sakarya Üniversitesi'nin aracı Saguar ikinci ve yine İTÜ'ye ait ARIBA 2 üçüncü oldu.
İstanbul Park'ta düzenlenen ve 36 takımın yarıştığı Türkiye Şampiyonası'nda ise ilk iki sırayı İTÜ'nün araçları ARİBA 1 ve ARİBA 2 paylaşırken, üçüncülük YTÜ'nün Barracuda'sının oldu. Organizasyon kapsamında verilen "Özgün Tasarım Ödülü"ne de yine İTÜ'nün ARIBA 2 adlı aracı layık görüldü.
Güneş Arabası Nasıl Çalışıyor?
Güneş arabasının genel tasarımında kabuk tasarımı çok önemli bir rol oynar. Aerodinamik olmalı ve güneş enerjisini en iyi şekilde toplayabilmelidir. Bu yüzden güneş arabalarının kabuk tasarımında genelde kanat profili benimsenir. Böylece hem Şekil 1’de kırmızı ile gösterilmiş alanlarda oluşan dağınık hava akımları önlenmiş olur hem de alt ve üst kısımda havanın farklı uzunluklar yol almasıyla oluşan basınç farkı kullanılarak, aracın belli bir ölçüde havanın bastırma etkisini kullanması sağlanır. Yaklaşık bir gün boyunca güneş yerküreyi yaydığı radyasyonla beslerken alınan enerji miktarı zamana, coğrafi konuma ve hava koşullarına bağımlı olarak değişkenlik gösterir (Şekil 2). Güneşten alınacak enerjiyi en verimli şekilde kullanabilmek için bu değişimin iyi bilinmesi gerekmektedir. Yarı iletken malzemeden oluşan (n ve p tipi) güneş hücreleri (fotovoltaik gözeler) tarafından emilen ışık, fotoelektrik akımının oluşmasını sağlar. Burada elde edilen enerji araç hareket halindeyken motor kontrolörüne yönlendirilir, ihtiyaçtan fazla enerji üretilmesi halinde ise akülerde depolanır.
Güneşten elde edilen enerjinin yeterli olmadığı durumlarda, aküler motoru beslemek için kullanılır ki bu da sürüşün devamlılığını sağlar. Elektrik motorlarının başka bir özelliği ise elektrik enerjisini hareket enerjisine çevirebildikleri gibi hareket enerjisiyle de elektrik üretebilmeleridir (jeneratör). Bu sayede motorun jeneratöre çevrilmesi sayesinde "besleyici fren" kavramı ortaya çıkar, hız düşürülürken aküler bir miktar da olsa beslenmiş olur.
Güneş arabasının en karmaşık elemanlarından birisi ise "MPPT (maximum point power tracker)" adı verilen güneş hücrelerinden elde edilen enerjinin en yüksek verimle kullanılabilecek şekilde düzenlenmesini sağlayan parçalardır. Gücün tavan seviyede tutulabilmesi için akım ve gerilim değerlerinde gerekli ayarlamaları yapar.
Güneş arabalarında elektrik motorlarının kullanılıyor olması devrimci bazı yararlar sağlıyor. Motor milinin tekerlek göbeğine herhangi bir aktarmaya ihtiyaç duyulmadan, doğrudan bağlanabilmesi, kayıplardan önemli ölçüde kurtulmak anlamına geliyor. Bu şekilde bağlanmış sistemlerde motordan % 95'e yakın verim alınabiliyor.
Süspansiyon, tekerlekler, frenler ve direksiyonu kapsayan mekanik aksam açısından en önemli unsurlardan birisi ağırlığı ve sürtünmeyi düşük tutarken sağlamlıktan ödün vermemek. Bu sistemlerin tasarımları kabuk tasarımına göre değişkenlik gösterebiliyor.
Güneş Hücreleri
Güneş hücrelerinde Şekil 3’te görüldüğü gibi yarı iletken katmanlar bulunur. N tipi yarı iletkenlerin doğası gereği, enerji ile en dış elektron bandındaki (valens bandı) bir elektron iletim bandına geçerek iletkenlik sağlar. P tipi yarı iletkende ise "elektron boşlukları" yani pozitif yük taşıyıcıları mevcuttur. Absorbe edilen ışık fotonlarının sağladığı enerji ile elektronlar bir katmandan ötekine atlar ve bu hareket sonucunda elektrik akımı oluşur.


KAYNAK