How do solar panels work? - Richard Komp

Çeviri: Gülce Dilay Erdem Gözden geçirme: Gözde Alpçetin

The Earth intercepts a lot of solar power:

Dünya büyük miktarda güneş enerjisine maruz kalır:

173 thousand terawatts.

173 bin teravat.

That's ten thousand times more power than the planet's population uses.

Bu, dünya nüfusunun kullandığından on bin kat daha fazla.

So is it possible that one day

Bir gün dünyanın enerji ihtiyacını

the world could be completely reliant on solar energy?

tamamen güneş enerjisinden karşılayabilmesi mümkün müdür?

To answer that question,

Bu soruya cevap verebilmek için öncelikle güneş panellerinin

we first need to examine how solar panels convert solar energy to electrical energy.

güneş enerjisini nasıl elektrik enerjisine dönüştürdüğü incelememiz gerekiyor.

Solar panels are made up of smaller units called solar cells.

Güneş panelleri güneş pili denen küçük parçalardan oluşur.

The most common solar cells are made from silicon,

En yaygın güneş pilleri, dünyada ikinci en çok bulunan

a semiconductor that is the second most abundant element on Earth.

element olan yarı iletken silikondan yapılır.

In a solar cell,

Bir güneş pilinde,

crystalline silicon is sandwiched between conductive layers.

kristal silikon iletken katmanlar arasına yerleştirilmiştir.

Each silicon atom is connected to its neighbors by four strong bonds,

Her silikon atomu komşularına dört güçlü bağ ile bağlanır.

which keep the electrons in place so no current can flow.

Bu bağlar elektronları yerinde tutar bu yüzden hiçbir akım olamaz.

Here's the key:

İşte, işin asıl kısmı:

a silicon solar cell uses two different layers of silicon.

bir silikon güneş pili iki farklı silikon tabakası kullanır.

An n-type silicon has extra electrons,

N-tipi silikon ekstra elektronlara,

and p-type silicon has extra spaces for electrons, called holes.

p-tipi silikon ise elektronlar için delik denen ekstra alana sahiptir.

Where the two types of silicon meet,

Bu iki tip silikonun karşılaştığı yerlerde

electrons can wander across the p/n junction,

elektronlar p/n kavşağında dolaşarak

leaving a positive charge on one side

bir tarafta pozitif bir yük bırakıp

and creating negative charge on the other.

diğer tarafta negatif yük oluşturabilir.

You can think of light as the flow of tiny particles

Işığı güneşten fırlatılan

called photons,

foton adında küçük taneciklerin akışı olarak düşünebiliriz.

shooting out from the Sun.

When one of these photons strikes the silicon cell with enough energy,

Bu fotonlardan biri yeterli enerjiyle bir silikon pile çarptığında

it can knock an electron from its bond, leaving a hole.

bir elektronu bağından kopararak bir delik bırakabilir.

The negatively charged electron and location of the positively charged hole

Negatif yüklü elektron ve pozitif yüklü deliğin konumu

are now free to move around.

artık hareket etmekte serbesttir.

But because of the electric field at the p/n junction,

Ama p/n kavşağında oluşan elektrik alanı nedeniyle

they'll only go one way.

sadece bir yöne doğru giderler.

The electron is drawn to the n-side,

Elektron n tarafına çekilirken

while the hole is drawn to the p-side.

delik de p tarafına çekilir.

The mobile electrons are collected by thin metal fingers at the top of the cell.

Hareketli elektronlar hücrenin tepesindeki ince metal parmaklarla toplanır.

From there, they flow through an external circuit,

Oradan da arka taraftaki iletken alüminyum levhadan geri dönmeden önce

doing electrical work,

harici bir devre üzerinden akarak

like powering a lightbulb,

before returning through the conductive aluminum sheet on the back.

bir ampulü çalıştırmak gibi

elektrik işleri yaparlar.

Each silicon cell only puts out half a volt,

Her bir silikon pil sadece yarım voltluk enerji verir

but you can string them together in modules to get more power.

ama daha fazla enerji üretmek için onları modüllere bağlayabilirsiniz.

Twelve photovoltaic cells are enough to charge a cellphone,

Yirmi fotoelektrik pil bir cep telefonunu şarj etmek için yeterliyken

while it takes many modules to power an entire house.

bir evin tamamına elektrik verebilmek için bir çok modül gerekir.

Electrons are the only moving parts in a solar cell,

Elektronlar güneş pilinde hareketli olan tek parçalardır

and they all go back where they came from.

ve hepsi geldikleri yere geri dönerler.

There's nothing to get worn out or used up,

Yıpranacak veya tükenecek bir şey olmadığından dolayı

so solar cells can last for decades.

güneş pilleri yıllarca kullanılabilir.

So what's stopping us from being completely reliant on solar power?

Öyleyse tüm enerjimizi güneş enerjisinden elde etmemizi engelleyen nedir?

There are political factors at play,

İşin içinde politik faktörlere ek olarak

not to mention businesses that lobby to maintain the status quo.

mevcut durumu korumak için lobicilik yapanlar da var.

But for now, let's focus on the physical and logistical challenges,

Ama şimdilik işin fiziksel ve lojistik zorluklarına odaklanalım.

and the most obvious of those

Bunlardan en belli olanı,

is that solar energy is unevenly distributed across the planet.

güneş enerjisinin dünyaya eşit olmayan şekilde dağılmış olmasıdır.

Some areas are sunnier than others.

Bazı bölgeler, diğerlerinden daha güneşlidir.

It's also inconsistent.

Güneş ışığı aynı zamanda değişkendir.

Less solar energy is available on cloudy days or at night.

Bulutlu günlerde veya geceleri daha az güneş enerjisi vardır.

So a total reliance would require

Bu yüzden, tamamen güneş ışığına itimat etmek

efficient ways to get electricity from sunny spots to cloudy ones,

güneşli yerlerden bulutlu yerlere elektrik aktarmak için verimli yöntemler

and effective storage of energy.

ve enerjinin efektif depolanmasını gerektirecektir.

The efficiency of the cell itself is a challenge, too.

Güneş pillerinin verimliliği de ayrı bir zorluk.

If sunlight is reflected instead of absorbed,

Eğer güneş ışığı emilmek yerine yansıtılırsa

or if dislodged electrons fall back into a hole before going through the circuit,

veya yerinden çıkmış elektronlar devreden geçmeden önce bir deliğe düşerse

that photon's energy is lost.

o fotonun enerjisi kaybolur.

The most efficient solar cell yet

En verimli bir güneş pili bile

still only converts 46% of the available sunlight to electricity,

mevcut güneş ışığının sadece %46'sını elektriğe dönüştürebiliyor

and most commercial systems are currently 15-20% efficient.

ve çoğu ticari sistemin verimi an itibariyle %15-20 arasında.

In spite of these limitations,

Bu sınırlamalara rağmen

it actually would be possible

bugünün güneş teknolojisi ile

to power the entire world with today's solar technology.

tüm dünyanın enerji ihtiyacını karşılamak mümkün.

We'd need the funding to build the infrastructure

Altyapı oluşturmak için finansmana

and a good deal of space.

ve hayli büyük bir alana ihtiyacımız var.

Estimates range from tens to hundreds of thousands of square miles,

Tahminler onlarca ile yüz binlerce kilometre kare arasında değişmektedir.

which seems like a lot,

Bu çok büyük bir rakam gibi gelebilir

but the Sahara Desert alone is over 3 million square miles in area.

ama sadece Sahra Çölünün alanı bile 9 milyon kilometre kareden fazladır.

Meanwhile, solar cells are getting better, cheaper,

Aynı zamanda, güneş pilleri daha iyi, daha ucuz hale geliyor

and are competing with electricity from the grid.

ve şebekeden gelen elektrikle rekabet ediyorlar.

And innovations, like floating solar farms, may change the landscape entirely.

Yüzen güneş çiftlikleri gibi yenilikler de manzarayı tamamen değiştirebilir.

Thought experiments aside,

Düşünce deneyleri bir yana,

there's the fact that over a billion people

özellikle çoğu güneşli, gelişmekte olan ülkelerde olmak üzere

don't have access to a reliable electric grid,

bir milyardan fazla insanın güvenilir bir elektrik şebekesine erişimi yok.

especially in developing countries,

many of which are sunny.

So in places like that,

Bu gibi yerlerde

solar energy is already much cheaper and safer than available alternatives,

güneş enerjisi zaten gazyağı gibi mevcut alternatiflerden

like kerosene.

çok daha ucuz ve daha güvenlidir.

For say, Finland or Seattle, though,

Ama Finlandiya veya Seattle gibi yerlerde

effective solar energy may still be a little way off.

etkili güneş enerjisi hala biraz hayal olabilir.