2014 yılında hayatımıza giren, görece yeni bir teknoloji sayabileceğimiz yarım hücre güneş panelleri (İngilizce adıyla Half-Cut Solar Panel), geleneksel panellere kıyasla daha yüksek enerji üretimini mümkün kılması sebebiyle işletmeler ve bireysel kullanıcılar tarafından tercih ediliyor.
İsminden de anlaşılacağı üzere yarım hücre güneş panelleri, bildiğimiz geleneksel silikon hücrelerin lazer ile ortadan ikiye kesilmiş halidir. Bu formdaki paneller standart güneş enerjisi hücrelerine kıyasla daha verimli ve dayanıklıdır. Hücrelerin birbirinden bağımsız olarak güneş ışığı toplama özelliğine sahip olması, kullanıcılarına sunduğu en büyük avantajları arasında yer alır.
Performans açısından bakacak olursak yarım hücre güneş panellerinin toplam enerji üretimi noktasındaki farkı en fazla “yüzde birkaç” olarak tanımlanabilir. Ancak bu panellerin standart güneş hücrelerine kıyasla daha dayanıklı ve uzun ömürlü olması bile tercih sebebi haline gelmesi için tek başına yeterli. Dahası, yarım hücreler halinde, yani emsallerine kıyasla daha ufak oldukları için kırılmaya ve fiziksel hasar almaya daha dayanıklı oldukları da bir gerçek.
Standart panellerde bir hücrenin yanması veya fiziksel zarar görmesi halinde enerji üretiminin ciddi sekteye uğraması gibi olumsuzluklar yarım panellerde söz konusu değildir.
Standart güneş hücresine tam ortadan lazer ışını tutularak dikdörtgen alanlar elde edilir. Daha sonra bu hücreler birbirine kabloyla bağlanır ve yarım hücre güneş enerjisi paneli böylelikle meydana gelir.
İlk kez REC Solar firması tarafından piyasaya sürülen, o tarihten itibaren de sektörün önde gelen birçok kuruluşu tarafından standart kabul edilen bu tasarım bireysel ve kurumsal güneş enerjisi paneli kullanıcılarının gözdesi halindedir. Panasonic gibi öncü markalar da halihazırda bu teknolojiye sahip panellerin üretimini gerçekleştiriyor.
Çok hücreli yapısı sayesinde kısıtlı alana kurulabilen, bir kısmı gölgede kalan yerlerde dahi verimliliği sağlayabilen panellerin çalışma mantığına ise birazdan değineceğiz.
Standart güneş enerjisi hücrelerinin yarı hizadan kesilip daha küçük dikdörtgen alanların elde edilmesiyle oluşan yarım hücre güneş panelleri, enerji üretimini hücre boyutunu küçülterek arttırır. Geleneksel panellere kıyasla yüzey üzerinde daha fazla hücre bulunur. Küçük ama çok fazla hücrenin olması sayesinde panelin bir kısmı gölgede kalsa bile geri kalan diğer hücreler güneş enerjisini elektriğe çevirmeye devam edebilir.
Bu, yarım hücre güneş panellerinin çalışma mantığının kısa bir özetiydi. Şimdi isterseniz daha detaylı bir şekilde bu panellerin elektrik üretme sürecine bakalım.
Geleneksel monokristal güneş panellerinde ortalama 60 ila 72 adet hücre bulunur. Bu hücreleri ikiye bölmek, toplam hücre sayısını ikiye katlar. Standart olarak PERC (Passivated Emitter Rear Cell) isimli verimliliği arttıran, daha fazla ışığı enerjiye dönüştürebilen teknolojiyle üretilen yarım hücre güneş panelleri toplamda 120 ila 144 adet hücreye ev sahipliği yapar. Bu da yarım panellerin standart (tam) güneş enerjisi panellerine kıyasla daha verimli olmasını sağlar.
Bir üst paragrafta bahsettiğimiz üzere yarım güneş panellerinde tam güneş panellerinin tam 2 katı hücre bulunur. Panel boyutu aynı olmasına rağmen daha fazla hücre kullanımı sayesinde invertere daha fazla güneş enerjisi aktarılabilir. Bu oran ortalama yüzde 2 ila 3 arasında değişir.
Hücre sayısı 60 ila 72 arasında değişen tam güneş panelleri daha yüksek yalıtım direncine sahiptir. Oysa 120 ila 144 hücreli yarım paneller daha düşük direnç oranına, böylelikle daha yüksek enerji toplama yeteneğine sahiptir. Hücrelerin fazla, ancak kapladığı yer olarak küçük kalmaya devam etmesi panel üzerindeki yükün dengeli dağılmasını sağlar. Hücre ne kadar küçükse panel üzerinde gözle görülemeyecek kadar küçük çatlak ve kırılmaların o kadar azalacağını da söyleyebiliriz.
Geleneksel güneş enerjisi panellerinde bir hücre arızalıysa veya sadece güneş enerjisi almıyorsa, o hücrenin bulunduğu sıradaki diğer hücreler de enerji toplayamaz. Fakat yarım panellerde daha fazla hücre bulunduğu için gölge gören hücrelerden bağımsız olarak diğer hücreler elektrik üretimine devam edebilir. Bu da özellikle ağaç yaprakları altında kalan veya sadece bir kısmı güneş gören çatılarda yarım güneş panellerini tercih sebebi kılar.
Son olarak yarım hücre paneller yüksek güç çıkışına sahiptir ve tam güneş panellerine göre daha stabildir.
Yüzde 2-3’lük bir verimlilik artışı tek panel başına göze çarpacak kadar yüksek gelmeyebilir. Ancak toplama vurulduğu zaman yarım güneş panelleri sayesinde aynı alandan daha fazla enerji toplayabilmek mümkündür. Kendine özgü kablolama düzeni sayesinde gölge oluşumunu daha çok tolere edebilen bu paneller, birbirinden bağımsız enerji depolayabildikleri için günün her saati güneş almayan çatılarda da tercih edilebilir.
Bir diğer avantajı ise standart panellere kıyasla daha yüksek watt değerine sahip olmasıdır. Ortalama bir güneş paneli 250 watt değerine sahipken yarım güneş panellerinde bu değer 380 watt’a kadar çıkabilir.
Güneş panelleri üzerinde ortaya çıkabilen yanıklar, yarım güneş panellerinde enerji üretimini daha az etkiler. Malum olduğu üzere yanıklar genelde panel üzerindeki aşırı sıcaklığın daha serin bir bölgeye doğru hareket etmesiyle ortaya çıkar. Aşırı ısınan noktalar, sıcaklığın hareket edebileceği çok fazla serin veya gölgede hücre olacağı için yarım güneş panel hücrelerine daha az zarar verir.
İç akım direncinin düşürülmesi sayesinde standart panellere kıyasla yarım güneş panellerinde daha az enerji kaybı gözlemlenir. Bunun sebebi hücrelerin ikiye bölünmesi sonucu her bir hücreden daha az akımın geçiyor olmasıdır. Bu da finalde daha az enerji kaybının ortaya çıkmasını sağlar.
Görüldüğü üzere yarım güneş panellerinin birçok avantajı var. Ancak lazerle yarım kesim ve ek lehimleme süreçlerine ihtiyaç duyulacağı için standart güneş panellerinin aksine daha yüksek maliyetli olduğu da bir gerçek.
Yarım güneş panellerini üretmek için standart bir hücreyi lazerle ortadan ikiye kesmek, daha sonra bu hücreleri şeritlerle sarmak ve birbirlerine lehimlemek gerekir. Yapılan araştırmalara göre yarım güneş panelleri hücre başına yüzde 0.6 ila 1.2 oranında daha pahalıya mal olur.
Ayrıyeten daha fazla hücreye sahip olmak, daha fazla lehimleme işi anlamına gelir. Daha fazla lehim de daha fazla bağlantı hatasının ortaya çıkması ihtimalini doğurur. Mevcut hücreleri ikiye bölerken yanlış bir işlem yapılması durumunda hücre tamamen zarar görebilir. Üretim maliyeti bu gibi sebeplerden dolayı yarım güneş panellerinde daha yüksektir.
Bu sorunun tek bir cevabı yok. Aynı yüzey üzerinde daha fazla enerji toplamak, böylece yatırımın geri dönüşünü daha kısa sürede sağlayabilmek pekâlâ mümkün. Ancak yüksek üretim maliyeti nedeniyle edinmesi standart panellere kıyasla daha pahalıya mal olduğu bir gerçek.
Geleneksel güneş enerjisi panelleri eğer çatınız sürekli gün ışığı alıyorsa, etrafında ağaç ve yapraklar yoksa halen daha mantıklı bir tercih olabilir. Ancak diğer yandan kullandığınız her bir santimetre alandan maksimum faydayı almayı amaçlıyorsanız ve çatınız sürekli gün ışığı almıyorsa veya gölgeli bir alandaysa half cut paneller tercih edilebilir.
Ayrıca güneş panellerinin her alanda kullanılması ve özellikle çatılarda çoğalması pek çok avantajı beraberinde getirir. Yenilenebilir temiz enerji kaynaklarına doğru enerji geçişi ve bu sayede karbon emisyonlarının azaltılması bu avantajların başında gelir. Dolayısıyla fosil yakıtların tam aksine, GES kurulumu ile enerji üretilirken CO2 salınımının önüne geçilmiş olur. Çatı ges kurulumu hizmeti gibi diğer güneş panelleri hizmetlerinden faydalanmak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
