Güneş enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları arasında maliyet, uygulanabilirlik ve verimlilik açısından öne çıkan en temel kaynaklardan biridir. Birçok yenilenebilir kaynağa göre tarihi eski yıllara dayanan güneş enerjisi, teknolojinin gelişmesi ve küresel enerji talebinin artması ile beraber giderek daha popüler bir kaynak olmaya başlamıştır. Günümüz imkanları ile sonsuz bir enerji kaynağı olarak kabul edilen güneşten temel olarak ısı ve elektrik enerjisi elde edebilmekteyiz. Bunu yaparken proje hedefleri, bölge ve iklim şartları, enerji talebi, yerel mevzuatlar vb gibi faktörlere bağlı olarak farklı güneş enerjisi santrali modelleri kurulabilmektedir.
Güneş enerji santrallerinin en önemli avantajı – mevcut yasal düzenlemelerin sunduğu şartlara bağlı olarak – şebekeye entegre veya şebekeden bağımsız olarak işletilebilir olmasıdır. Günümüzde birçok işletme (özellikle üretim yapan ve dolayısıyla enerji ihtiyacı yüksek olan işletmeler) kendi enerji ihtiyacını karşılamak için tesis içerisine veya yakınlarına güneş enerji santralleri kurmaktadır. Bu sayede elektrik ihtiyacının bir bölümünü veya tamamını bu santrallerden karşılayabilmektedir. Bazı kuruluşlar devletin güneş enerjisi teşviklerinden faydalanarak ihtiyacın üzerinde üretilen elektriği de dağıtım şebekesi aracılığıyla satabilmektedir. Güneş enerji sistemleri, bireysel olarak konut, villa, yazlık vb gibi meskenlerin elektrik ihtiyacının karşılanması için de kurulabilmektedir.
Güneş enerji santali kurulumunda birçok faktör büyük önem arz etmekle beraber en temel konu santralin kurulacağı bölgenin yıllık güneşlenme süresidir. Örneğin ülkemizde özellikle Akdeniz ve Gündeydoğu Anadolu bölgeleri kWh/m2 cinsinden yıllık güneş enerjisi potansiyeli en yüksek olan yerlerdir. Fakat bu potansiyelden maksimum şekilde faydalanabilmek için güneş enerji santralinin doğru bir şekilde kurulması, devreye alınması ve işletilmesi gerekmektedir. Bunun için proje hedefleri ve enerji ihtiyacı doğru bir şekilde belirlenmeli; doğru yere doğru santral modeli uygun şekilde kurulmalıdır. Günümüzde güneş enerjisinden faydalanabilmek için öne çıkan sistemleri şöyle sıralayabiliriz:
- Fotovoltatik (PV) Paneller: PV paneller / hücreler güneş ışığı doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren ürünlerdir. Eskiden çok pahalı olan bu paneller teknolojinin gelişmesiyle birlikte farklılaşmaya ve ucuzlamaya başlamıştır. Aynı şekilde verimlilikleri de artmış ve böylelikle güneş enerjisi sektörünün büyümesini sağlamıştır. Günümüzde en yaygın kullanılan PV teknolojisi silikon yarı iletken malzemelerden üretilen panellerdir. Fotovoltaik paneller güneş ışığını kullanarak doğru akım (DC) elektriği üretmekte; daha sonra bu elektrik şebekeye bağlı uygulamalar için solar invertörler ile alternatif akıma (AC) dönüştürülmektedir.
- Konsantre Güneş Enerjisi: Bu sistemlerde güneş ışığı aynalar aracılığıyla merkezdeki bir kulenin tepesine yerleştirilmiş tanka yönlendirilmekte ve içerisindeki akışkanı ısıtmaktadır. Isınan özel akışkan (400 – 500oC’lere çıkabilir) bir buhar türbinini çalıştıracak sıcaklık ve basınçlara ulaşmakta ve bu sayede elektrik üretimi yapılabilmektedir. Sistemden maksimum verimi almak için aynalar, güneşin hareketini takip edecek ve anlık olarak her zaman maksimum güneş ışığını alacak şekilde kurulmaktadır. Konsantre güneş enerji santralleri bu nedenle yıl boyu güneş alma süresi yüksek olan bölgelere kurulmalıdır.
- Solar Termal Paneller: Bu sistemler, solar panellere gelen güneş ışığından doğrudan sıcak su elde etmek için kullanılmaktadır. Elde edilen sıcak su doğrudan kullanım, bölgesel ısıtma, endüstriyel proseslere ısı enerjisi sağlama vb gibi amaçlarla kullanılabilmektedir. Bu tür güneş enerji santrallerinin kurulumunda da yine en önemli konu bölgenin güneşlenme süresinin ve yıllık sıcak su ihtiyacının doğru bir şekilde belirlenmesidir. Ayrıca, sistemin su ısıtmayı günün en doğru saatlerinde yapabilmesi için bir solar kontrolöre ihtiyaç vardır. Bu kontrolör, sıcak suyun depolandığı boyler içerisindeki suyun sıcaklığını ve güneş panelindeki sıcaklığı karşılaştırarak pompanın panele doğru zamanda su göndermesini sağlamaktadır. Ayrıca havanın kapalı ya da güneş ışığının istenilen düzeyde alınamadığı zamanlarda hedeflenen su sıcaklığını devamlı olarak elde edebilmek için yardımcı ısıtma sistemleri gerekebilmektedir.
Modern, temiz ve yeşil bir kaynak olarak kabul edilen güneş enerjisi ancak kurulumu yapılan sistemlerin yaşam döngüsü boyunca oluşturduğu çevresel ve sosyal etkiler göz önünde bulundurulduğunda gerçekten sürdürülebilir olabilmektedir. Örneğin, günümüzde en tartışmalı konulardan biri güneş tarlaları kurmak için tarım arazilerinin kullanılması ve bu yüzden bölgedeki gıda arzının düşmesi ve tarımdan gelir elde eden insanların mağdur edilmesidir. Bu zamanla bölgenin sosyal yapısını da değiştirebilmektedir. Bu yüzden güneş santrali kurulumu yapılırken çevresel ayak izlerinin düşürülmesi kadar uzun vadede sosyal sürdürülebilirliğin bozulmamasına da dikkat edilmelidir. Ayrıca, projenin ilk yatırım ve işletme maliyetleri de doğru planlanmalıdır. Çünkü her ne kadar geçmişe göre çok ucuzlasa da yüksek miktarlarda enerji üretebilmek için geniş alanlara ve çok sayıda güneş paneline ihtiyaç olduğundan tipik bir güneş enerji santrali maliyeti hala çok yüksektir. Bu maliyetler ancak sistemin maksimum verimle çalışması ve dışsal maliyetlerin elimine edilmesiyle telafi edilebilmektedir.
