Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

İnce Film Güneş Panelleri

Yeni nesil bir güneş pili teknolojisi olan ince film güneş panelleri, monokristal ve polikristal paneller için iyi bir alternatiftir. Özellikle düşük bütçeli yatırımlar için ince film güneş pilleri en mantıklı seçeneklerden biri olmaktadır. Üretim ve işletmede ekonomik maliyetler sunması, daha az malzemeyle kolay bir şekilde üretilmesi, daha az atık üretmesi vb gibi avantajları ince film solar panelleri makul bir tercih haline getirmektedir.

İnce Film Güneş Paneli Türleri

Diğer güneş panelleri gibi, ince film paneller de fotovoltaik etki yoluyla güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Geleneksel sistemlerden farklı olarak ince film güneş panelleri çok hafif ve esnek ikinci nesil hücrelerdir. Çok sayıda ince fotovoltaik veya PV malzeme katmanından oluşurlar. Katmanlar, standart silikondan yaklaşık 300 ila 350 kat daha incedir ve bu da teknolojiyi taşınabilir cihazlar için ideal hale getirmektedir. Her hücre üç ana bölümden oluşmaktadır. Bunlar fotovoltaik malzeme, iletken bir levha ve koruyucu bir katman.

İnce film güneş panelleri, ince tasarımı dışında üretimde kullanılan malzemeler ve verimlilik açısından geleneksel monokristal ve polikristal panellerden farklıdır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan ince film güneş pili teknolojilerini şöyle sıralayabiliriz:

  • Amorf güneş panelleri

Amorf silikon (a-Si), en eski ince film teknolojisidir. Günümüzde en gelişmiş ince film PV teknolojisinin amorf silikon olduğunu söyleyebiliriz. Bu teknolojide toksik olmayan panel, cam, plastik veya metal taban üzerine ince bir silikon tabakası yerleştirmek için kimyasal bir buhar biriktirme yöntemi kullanılır. Amorf paneller, geniş bir ışık spektrumu yelpazesini absorbe eder ve düşük ışıkta iyi performans gösterir. Ayrıca bükülebilirler ve bu da onları çatlaklara karşı daha dayanıklı hale getirir. Amorf panellerin dezavantajı, verimliliklerini hızlı kaybetmeleridir. Bu güneş pilleri için verim değerleri genellikle %6 ila %8 civarındadır.

Amorf paneller, ince film güneş enerjisi teknolojisinin geleceği için büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak düşük verimlilikleri nedeniyle ortalama büyüklükte bir ev için etkili olduğunu söylemek güçtür. Halihazrda a-Si PV panelleri, standart bir güneş panelinin üretebileceği enerjinin ortalama üçte birini üretmektedir. A-Si solar teknolojisi hesap makinelerinde, dış mekan ışıklarında ve küçük cihazlarda kullanılabilir.

  • Kadmiyum Tellür (CdTe) Paneller

Amorf silikon güneş pilleri, ince film teknolojisi arasında en gelişmişi iken, kadmiyum tellür (CdTe) paneller halihazırda en yaygın ince film modül türüdür. Bu paneller kristal silikon (c-Si) hücrelerden sonra dünyada en çok kullanılan ikinci tip modellerdir. İsminden da anlaşılacağı gibi, CdTe hücreler, güneş ışığını yakalama ve enerjiye dönüştürmede etkili olan kimyasal bir bileşik olan kadmiyum tellür ile yapılır. CdTe paneller, standart silikon ince film hücrelerden daha ucuzdur ve bugün piyasadaki diğer ince film paneller arasında en hızlı geri ödeme süresine sahip modellerdir.

CdTe ince film güneş panellerinin bir diğer faydası da panellerin, tüketicilere sunulan tüm ince film paneller arasında en düşük karbon ayak izine sahip olmasıdır. Fakat, bu güneş panelleriyle ilgili en büyük sorun, toksik bir element olan kadmiyum içermeleridir. Bu nedenle bu panellerin üretimi ve kullanımında özel bazı önlemlerin alınması gerekebilmektedir. Paneller, üretim sürecinde veya çatılarda elektrik üretmek için kullanıldığında insanlara veya çevreye zararlı değildir. Ancak eski panellerin ömrünü tamamladıktan sonra bertaraf edilmesi süreci halihazırda bir sorun ve endişe kaynağı olmaya devam etmektedir. Bu panellerin içerisinde telluride de çok nadir bulunur ve bu da teknolojiyi seri üretime dönüştürmeyi bir miktar zorlaştırır.

  • Bakır İndiyum Galyum Diselenid (CIGS) güneş panelleri

CIGS ince film güneş panelleri, güçlü bir yarı iletken oluşturmak için bakır, indiyum, galyum ve diselenid katmanlarının birbirinin üzerine yerleştirilmesiyle üretilmektedir. İstenilen kullanıma göre cam, plastik, çelik veya alüminyum üzerine yerleştirilebilmektedir. İnce katmanlar bu tür esnek desteklerle tipik güneş enerjisi teknolojisinde olmayan farklı şekillerde kullanılabilir. CIGS ince film, laboratuvar testlerinde %20’yi aşan bazı verimlilik değerleri ile aslında çok verimli bir GES teknolojisidir. Fakat üretilen birçok CIGS paneli, kadmiyum tellür (CdTe) panellerinde bulunan toksik kimyasal olan kadmiyumu içermektedir. Bununla birlikte, bazı mevcut CIGS hücrelerinde bu kimyasal çevre dostu çinko oksitlerle değiştirilmektedir.

CIGS panellerin en büyük dezavantajı genellikle fiyatları olmaktadır. CIGS panellerinin üretimi halihazırda çok pahalı olduğundan, CdTe veya silikon güneş panelleri ile rekabet etmelerini zorlaştırmaktadır.

  • Organik Fotovoltaik (OPV) Güneş Panelleri

İnce film güneş panelinin son türü, elektrik üretmek için iletken organik polimerler veya küçük organik moleküller kullanan organik fotovoltaik (OPV) panellerdir. Bu fotovoltaik hücrelerde, elektrik akımı taşımak için iki elektrot arasına birkaç ince organik buhar veya çözelti tabakası yerleştirilir. Kullanılan organik materyallerin bol olması, teknolojiye üretimden pazar maliyetine kadar daha düşük bir fiyatlandırma sağlamaktadır. Soğuruculardaki değişkenlik nedeniyle, OPV panelleri şeffaf da dahil olmak üzere çeşitli renklerde olabilir ve bu da onu her türlü estetik ihtiyaç için uygun bir günel enerjisi modülü haline getirmektedir. Estetik konusundaki fırsatlara ve esnekliklere rağmen, OPV güneş enerjisinin verimliliği hala istenilen seviyelerde değildir.

Tipik OPV ince film güneş panellerinin verimliliği yaklaşık %11’dir, bu da daha büyük ölçekli operasyonlarda kullanılması için önemli bir sorundur. OPV ayrıca şu anda piyasada bulunan geleneksel ve diğer ince film teknolojisinden daha kısa bir ömre sahiptir. Bu nedenle OPV panellerinin kullanımında fiyat, ömür, performans vb gibi temel parametrelerin her biri dikkate alınmalıdır.

İnce Film Güneş Panellerinin Avantajları ve Dezavantajları

Avantajları:

  • Daha düşük miktarda yarı iletken malzeme kullanılması sayesinde düşük karbon ayak izi oluşturma
  • Kolay ve ucuz kurulum
  • Taşınabilir / hareketli sistemler için çok uygun çözümler sunabilme
  • Hafiflik
  • Diğer panel türlerine göre daha kısa ödeme süresi

 

Dezavantajları:

  • Toksik bir madde olan kadmiyumu içerebilmelerinden ötürü çevre ve insan sağlığı açısından risk oluşturma
  • Diğer panellere kıyasla daha düşük verimlilik seviyesi
  • Düşük verimlilikten ötürü aynı kapasite için daha geniş alanlara ihtiyaç duyulması
  • Ömürlerinin mono ve polikristal panellere göre daha kısa olması

 

İnce Film Güneş Paneli Teknolojisiyle İlgili Sıkça Sorulan Sorular

Her ince film güneş paneli üç ana bölümden oluşur:

  • Fotovoltaik malzeme
  • İletken levha
  • Koruyucu katman

Bu paneller imalatta kullanılan fotovoltaik alt tabakaya bağlı olarak farklılaşmaktadır. Kullanılan dört ana PV substrat türü bulunmaktadır:

  • Kadmiyum tellür (CdTe)
  • Amorf silikon (a-Si)
  • Bakır indiyum galyum selenit (CIGS)
  • Organik fotovoltaik (OPV)

Bu malzemelerden herhangi biri iletken bir malzeme ile bir cam veya plastik tabakası arasına yerleştirildiğinde güneş paneli elektrik üretmeye hazır hale gelmektedir.

İnce film paneller, monokristal ve polikristal panellere göre daha düşük bir ömre sahiptir ve genellikle 10 – 20 yıl süreyle kullanılır. Fakat ömürlerinde bu olumsuz durumu hızlı geri ödeme süresiyle telafi ederler. Kurulumdan sonra elektrik faturalarında tasarruf edilen para, sistem maliyetini hızlı bir şekilde geri ödeyebilmektedir.

Monokristal ve polikristal güneş teknolojisi ile karşılaştırıldığında, ince film paneller en düşük maliyete sahiptir. Fakat panellerin nihai fiyatı marka ve modeline bağlı olarak değişmektedir. Bir GES için toplam maliyet hesabı yaparken güneş panellerinin fiyatının yanı sıra işçilik maliyetleri, invertörler, konstrüksiyon, kablolama ve devre kesiciler gibi bileşenler de unutulmamalıdır.

İnce film güneş panelleri genellikle monokristal ve polikristal panellerden daha düşük verimliliğe sahiptir. Bu durum monokristal ve polikristal hücre teknolojisi kadar güç üretmek için daha geniş bir alana kurulum yapılmasını gerektirmektedir. Bu nedenle, ince film paneller, alanın bir kısıtlama olmadığı büyük ticari ve endüstriyel çatılar veya yere monte güneş enerjisi çiftlikleri için daha uygundur. Bu bağlamda evlerin çatılarında kullanımı tavsiye edilmemektedir. Bununla birlikte, taşınabilir bir güç kaynağı ihtiyacı varsa; bir karavan veya tekne gibi bir araca monte etmek için esnek paneller isteniyorsa ince film paneller çok doğru bir tercih olabilmektedir.

Leave a comment