HEDİYE EROĞLU

TMMOB Makine Mühendisleri Odası (MMO) Mersin Şubesi tarafından, ulusal düzeyde, 7’inci “Güneş Enerjisi Sistemleri Sempozyumu ve Sergisi” gerçekleştirildi. “Güneşimizi sönmez, enerjimiz bitmez” sloganıyla Yenişehir Belediyesi Atatürk Kültür Merkezi'nde düzenlenen etkinliğin açılış oturumunda ODTÜ GÜNAM Modül Teknolojileri Bilim Koordinatörü Doç. Dr. Talat Özden önemli bir sunum yaptı. Özden, sunumunda; 2050 yılına kadar dünyadaki enerji dönüşümü ve fotovoltaik yani güneş enerjisinin payı ve nasıl gelişeceği ile ilgili açıklamalarda bulundu.

DÜNYADA 2050’YE KADAR ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ NASIL OLACAK?

2050 yılına giderken enerji geçişi ile alakalı karbon emisyonunu azaltmaya yönelik 3 senaryo olduğunu dile getiren Özden, “Bu senaryolardan ilkine göre; yeşil senaryo, diğeri yeşil ve sonuncusu da kırmızı dediğimiz 3 farklı senaryo yer alıyor.

Yeşil senaryoda çok fazla yeşil enerji var, rüzgar, güneş. Gri senaryoda önemli ölçüde güneş ve rüzgar var ama bir miktar da nükleer ile kömür ve diğer yakıtlar da içeriyor. Kırmızı senaryoya göre ise çok önemli ölçüde nükleer enerji içeriyor. Bu senaryo dünyanın nükleer ile beraber yenilenebilir enerjiye geçebileceğini öngörüyor.

“KAFAMIZI ÇEVİRDİĞİMİZDE GÖRDGÜMÜZ GÜNEŞ ENERJİSİ PANELİ SAYISI 10 KAT ARTACAK”

Bizi ilgilendiren konu şu; önemli ölçüde güneş enerjisinin payının artması. Dünyada 2050’de kurulu gücün yaklaşık 15 terabayta kadar çıkacağı öngörülüyor. Bu senaryonun hayata geçebilmesi için çok daha fazla kurulu güç gerekiyor.

Fotovoltaik açısından diğer enerji konularını bir kenara koyduğumuzda şuandaki güneş enerjisi kurulum gücü 1 terabaytı aşmış durumda. Yine Almanya’daki Makine Mühendisleri Odasının yayınladığı fotovoltaik yol haritası raporuna göre, sonunda fotovoltaik sektörü önümüzdeki yıllarda 2050’ye kadar nasıl bir dönüşüm yaşayacağına dair bilimsel senaryolar var. Güneş enerjisinden elektrik üreten sistemlere ilişkin yani fotovoltaik sistemlere dair en düşük üretimi baz alan senaryoya göre, 15 terabayta yükselecek. Yine en düşük bir başka senaryoya göre ise yaklaşık 60 terabayta yükselecek. Bu, bugün 1,5 olan sektör 2050&ye kadar 10 kat büyüyecek. Bugün kafamızı çevirdiğimizde ne kadar güneş enerjisi paneli görüyorsak bunun 10 katı daha fazlasını göreceğiz. Bu senaryonun gerçekleşebilmesi için dünya her yıl en az yarım terabayt güneş enerjisi santrali kurmak zorunda. İlerici senaryonun gerçekleşebilmesi için ise bugünkünden daha fazla her yıl kurulması gerekiyor. Bu mümkün mü? Mümkün olma ihtimali var.

SINIRDA KARBON VERGİSİ ÖDEMEK ZORUNDA KALABİLİRİZ

Son iki yıla bakarsanız birçok ülke ciddi kurulumlar yaptı ama Çin öyle bir ciddi bir kurulum yaptı ki yaklaşık 600 gigabayt kurulum yaptı bir yıl içinde.

Türkiye’de durum ne peki? Eylül ayı itibariyle 11 gigabaytı geçmiş durumda. Yine aynı anda Türkiye’de üretilen elektriğin yüzde 7’si güneş enerjisinden üretildi. Dünyanı hedefi bu ama Türkiye’nin hedefi ne? Enerji bakanlığının geçen yayınladığı rapora göre 2035’e kadar bakanlık Türkiye’nin kurulu gücünün 53 gigabayta çıkmasını istiyor. Neden? Çünkü artık üretim yaparken yaydığımız karbon enerjisi miktarı belli bir miktarı aştığında sınırda karbon vergisi ödemek zorunda kalacağız ki bu bizim rekabetimizi kıracak. Avrupa’ya çok fazla ihracatımız çok fazla olduğundan bakanlık bunun önüne geçebilmek için çok ciddi bir çalışma yapıyor ve özellikle güneş, rüzgar ve diğer yenilenebilir enerji alanındaki kurulu gücü ciddi oranda arttırmayı hedefliyor.

SEKTÖR BÜYÜYOR, 20- 25 YENİ PANEL FABRİKASI DEVREYE GİRDİ

Türkiye olarak şuan güneş enerjisinde 11 gigabayt kurulu gücümüz ve 2035’e kadar 43 tane daha kurmamız lazım. Peki hedeflere nasıl ulaşacağız, ne yapmamız lazım? Her yıl yaklaşık 3,5 gigabayt güneş enerjisi kurulu gücünü hayata geçirmemiz gerekiyor. Bu da ciddi bir rakam ama sektör çok ciddi büyüyor. Firmalarımız büyümenin hızını biliyorlar. Geçen sene sadece 20-25’e yakın panel fabrikası Türkiye’de ekstradan devreye girdi” dedi.

YER- GÖK, ÇATI - ZEMİN GÜNEŞ ENERJİSİ OLACAK

Sektördeki büyümenin nasıl olacağına da ışık tutan Doç. Dr. Talat Özden, bunun da fotovoltaik sistemlerin yeni güneş enerji sistemlerinin uygulama ve entegrasyonu ile yaşanacağını kaydetti. Uygulama ve entegrasyonu birbirinden ayırmak gerektiğini belirten Özden, “Sahada gördüğümüz fotovoltaik sistemlere uygulama diyoruz. Geleneksel paneli yere veya çatıya monte ederek uygulama yapmış oluyoruz.

Entegrasyon nedir? Fotovoltaik sistemlerin yapı malzemesi olarak kullanılmasına entegrasyon diyoruz. Çatı malzemesi kullanılıyorsa fotovoltaik artık bir çatı malzemesi. Arabanın üzerinde kullanıyorsak bizatihi tavanı, binanın cephesinin yerine, camsa camın yerine konulan malzeme artık entegrasyon olarak ifade ediliyor. Çünkü orada artık fotovoltaik sadece elektrik üretme fonksiyonu değil koyulduğu yerin diğer fonksiyonunu da icra ediyor.

ŞEHİRLER FOTOVOLTAİK SİSTEME GEÇEBİLİR

Entegrasyon hangi alanlarda yapılabilir? Şehirlerin entegrasyonu olabilir, şehir mobilyası olarak çok güzel entegrasyonlar yapabiliriz. Yolarda, binalarda, çatılarda, camlarda entegrasyon yapılabilir. Renklendirmek de mümkün bu panelleri. Bu tür entegrasyonlar yaygın bir şekilde artık kullanılmaya başlandı. Yani artık fotovoltaik sistemleri artık daha rahat hayatın içinde dağa, bayıra çıkmadan hayatın her alanında göreceğiz” ifadelerini kullandı.

TARIMSAL ÜRETİMİN SORUNLARI GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ÇÖZÜLEBİLİR

Sunumunun asıl bölümüne geçen Özden, fotovoltaik sistemlerin entegrasyonun son zamanlarda trendi çok yükselen baylığının; tarım olduğunu ifade eden Doç. Dr. Talat Özden, Türkiye’nin önemli bir tarım üreticisi olduğunu ancak ciddi problemler yaşadığını aktardı. “Bun sorunların önemli bir kısmını fotovoltaik sistemlerin tarıma entegrasyonu ile çözebiliriz” diyen Özden, “Altında tarım yapmayı engellemeyecek şekilde tarım aletlerini rahatlıkla çalışabileceği şekilde veya tarımsal faaliyetlerin rahatlıkla yapılacağı şekilde, tarımsal verimin ön plana çıkarılmış bir entegrasyon demek tarımsal entegrasyon. Burada enerji üretimi öncelikli değil, tarımsal üretim öncelikli. Çok az bir verim kaybı yapılarak bu entegrasyonun yapılması gerekiyor. Dünyada tarımsal alanlarda geçirgen paneller, örtüler kullanılıyor.

NEREDE, NE GİBİ GÜNEŞ ENERJİSİ ENTEGRASYONU SİSTEMLERİ KURULABİLİR?

Bir sürü alan saydı bu entegrasyonlar hangi alanlarda, ne kadar yapılabilir? Maalesef ülkemizde şuan böyle bir çalışma yok. Biz ODTÜ GÜNAM olarak bu çalışmayı yapmak için ilgili birimlerle, ortaklarla ön görüşmeler yapıyoruz, belki 1-2 yıl içinde böyle bir grafik ortaya koyabileceğiz.

Almanya sahaya veya çatıya kurmak dışında nerelere kurulum yapabileceği entegrasyon kapasitesini ölçmüş. Tarım alanlarına entegrasyon kısımlarına kurulum yapsalar bin 700 gigabaytlık kurulum yapılabileceği ortaya çıkmış ki şuan Almanya’nın fotovoltaik sistem kurulum gücü 100 gigabayt. Binalara bin 400 gigabaytlık kurulum yapabileceğini raporlayan Almanlar, şehir alanlarına, su yüzeylerine, yol kenarlarına, demiryollarına, gürültü kesici olarak yapılabilecek kurum alanları ile toplamda 3 bin 400 gigabaytlık kurulum yapabilecekleri entegrasyon alanları olduğunu ortaya koymuşlar.

AYNI ARAZİDE HEM ELEKTRİK ÜRETİP; HEM DE TARIM YAPILABİLİYOR

Neden sadece tarım alanlarına entegrasyon yapmaktan bahsediyoruz. Mesela Türkiye’de tarıma uygun olmayan arazi de çok. Veya Suudi Arabistan’da çöl var. Çöle kuralım, neden tarımsal alanlara kuruyoruz? Tarıma entegrasyonda her ülkenin motivasyon farklı. Örneğin Hollanda’nın öncelikli tarıma elverişli entegrasyon kurulum motivasyonu: çok sınırlı tarım arazisi olması ve çok ciddi tarım ihracatı yapması. Her alanı kıymetli Hollanda çoğu zaman seracılık ile ısıtma ihtiyacı duyarak tarımsal üretim gerçekleştiriyor. Son savaş ile birlikte Rusya önemli ölçüde Avrupa’nın gazını kesti ve büyük tarımsal üretim şirketleri ciddi sıkıntıya girdi. Aynı zamanda karbon ayak izlerini de azaltmak istiyorlar. Onların derdi zaten küresel ısınmadan az etkileniyor ama enerji ihtiyaçları çok fazla o yüzden aynı arazide hem elektrik üretmek hem de tarım yapmak istiyorlar.

TARIMDAKİ SORUNLARIMIZI ÇÖZMEK ZORUNDAYIZ
Afrika’nın kuzeyi, Avrupa’nın güneyi dediğimiz Akdeniz coğrafyasında başka problemler var. Ama bizde fotovoltaik sistemlerin tarıma entegrasyonu daha büyük bir zaruret. Çünkü biz tarımda ki sorunları çözmeliyiz. Bizim birinci problemimiz küresel ısınma. NASA ortalama dünyadaki sıcaklık değişimi 12 ay boyunca gösteriyor ki 2022-2023’e göre sıcaklık artıyı 1,5 dereci geçmiş durumda. Ki bilim insanları 1,5 – 2 derece sıcaklık artışı dahi kritik eşik olarak baz almakta. Biz o kritik eşiği geçtik, geçmek üzereyiz. Bugün karbon emisyonunu kessek bir anda bu geri dönüş bir anda olmuyor. Bunun da bir süreci var ki dünya hemen eski haline dönemiyor.

SORUNUMUZ KÜRESEL ISINMA, ÇÖZÜM YENİLENEBİLİR ENERJİ

Aslında küresel ısınmanın etkileri ile son birkaç yıldaki seller, aşırı sıcaklarla ciddi şekilde yüzleştik. Ama tarımda ne problem oluşturuyor? Güneş yanıkları, don, yüksek ısıdan dolayı verimsizlik gibi sorunların karşımıza çıkmasına neden oluyor. Küresel ısınmanın kaynağı ne fosil yakıtlar. Çözüm ne; yenilenebilir enerji. En ucuz çözüm yolu ne? Güneş enerjisi. Çünkü en düşük birim maliyet güneş enerjisinde. Güneş enerjisinin kaynağı bedava ve her yerde var. Yani kaynağı bir yere götürmek zorunda değilsiniz. Güneş her yerde var. Bölgemizde hatta Avrupa’nın kuzeyinde bile güneşten enerji dönüşümü yapabiliyoruz.

SUSUZLUK KAPIDA! SU MALİYETİ ARTIYOR!

İkinci büyük sorun ise su stresi. Türkiye’de de su stresi yaşayan ülkelerden. Yer altı su kaynaklarına erişim giderek zorlaşıyor. Peki bu susuzluk neye sebebiyet verecek? FAO’nun 2022 raporuna göre; 3 önemli üretim sektöründen tarım, endüstri ve hizmet sektörü içinde su stresinden en fazla etkilenecek sektör tarım olacak. Türkiye’de de su stresinden dolayı tarım sektörünü çok ciddi etkileneceği raporlanmış durumda. Yani bizim tarımsal üretimimiz su stresinden dolayı gerileyecek. Bir başka problem ise su tüketimi. DSİ’nin raporuna göre Türkiye’nin toplam yıllık su tüketiminin yüzde 70’ini tarım kullanıyor. Çok ciddi bir rakam. Tarımda kontrollü bir sulama yok, hala vahşi sulama var ki daha yeni yeni yeni tarımı kontrollü sulamaya geçirmeye çalışıyoruz.

Aynıca su kullanımındaki enerji maliyetleri de çok ciddi bir yük.

TARIMDAKİ SORUNLARI EVLENDİRME İLE AŞABİLİRİZ!
Esas problem küresel ısınma ile aşırı bir sıcaklık ve bitkiler güneşe daha uzun süre maruz kalması. Bitki fazla güneşe maruz kaldığında bitki büyümesini durduruyor. Küresel ısınma ile daha da depreşen bu durumu kontrollü bir gölgeleme ile önleyebiliriz. Aynı anda elektrik üretirken tarımsal verimi de iyileştirebiliriz. Güneş ışınlarına hem fotovoltaik sistemin ihtilacı var hem de tarımsal üretimin ihtiyacı var. Biz doğru bir evlendirme ile fotovoltaik sistem ile tarımı birleştirebiliriz. Bu bize aynı alanda hem elektrik hem tarım yapmamızı sağlayacak ki bu sayede önemli problemlerimizi de aşabileceğiz. Tabi eğer doğru tasarımı yapabilirsek.

ENTEGRASYONDA TASARIM ÖNEMLİ!

Hangi ürün desenine hangi tasarım yapılmalı? Aralardaki boşluklar, yükseklik ne olmalı? Her tasarım her ürün deseni için uygun mu, hayır. O zaman hangi ürün için hangi tasarım yapılmalı bunun çalışılması gerekiyor. Tasarımın tarımla uyumunu sağlamlaştırmak gerekiyor. Çünkü bazı tarımsal üretiminde makine teçhizatını da dikkate almak gerekiyor. Mesela domates üretiminde öyle makineler var ki genişlikleri 5 metre. Tarımın nasıl yapıldığını da çiftçiye öğretmek lazım çünkü bu konvansiyonel tarımdan farklı bir uygulama. Geleneksel tarım yapmaya kalkarsanız problem olur. Hareketli sistemler kurabilir, kontrollü bir gölgeleme yapabilir. Akıllı algoritma ile bitkinin istediği kadar gölge ve güneş sağlayabilirsiniz.

FOTOVOLTAİK GÖLGELEME İLE BUHARLAŞMA ÖNLENEBİLİYOR

Tarım GES’ler kurulmalı ama büyük sistemler nasıl kurulacak? Bunun için bir iş modelini geliştirilmesi gerekiyor. Toprak nemi belli aralıklarla tarım GES’in yani fotovoltaik sistemin altına düşüyor. Tarımsal alanın üzerine fotovoltaik sistem kurduğunuzda buharlaşmayı kısmen önleyerek nemi koruyabiliyorsunuz. Bu da tarımın ihtiyaç duyduğu su tüketimini düşürüyor, su stresi altında olduğumuz düşünülürse bu da önemli bir nokta.

ÖRNEK ÜRETİM SAHASINDAN GÜZEL HABERLER GELDİ

ODTÜ’de 2021’de modül teknolojileri birimini kurar kurmaz ilk yaptığımız iş Tarım Ges ile ilgili çalışma yapmak oldu. ODTÜ GÜNAM ‘da Ankara Ayaş’ta bir proje yaptık. Ayaş domatesi, biber üretimi çok olan bir yer. Biz de fotovoltaik sistem altında bu ürünlerin nasıl olabileceğini inceleyebileceğimiz, test edebileceğimiz bir proje yaptık. Proje kapsamında 1,5 dönümlük alan üzerinde fotovoltaik sistem kurulumu gerçekleştirdik. Önce tasarım yaptık, nasıl bir sistem olacağını ele aldık. Bitkinin alacağı güneş enerjisinin belli bir değerin altına düşmemesi gerekiyor. Bu kapsamda yaptığımız hesaplamaları tarım uzmanlarıyla ele aldık ve ona göre bir tasarım yaptık. 30 Haziran’da ekimleri tamamlayabildik ve şuanda arazide altta tarım ve hasat yapılırken, üstteki paneller ile elektrik üretimi gerçekleştiriliyor. Kök bitkileri tarım GES’ten çok olumlu etkilendiğini kayda geçirmiş durumdayız. Ayrıca bitkisel olarak havuçlar da, biberler de bitki yaprağı ve gövdesi açısından çok güçlü.

Sonuçları hem açık hem tarım GES’in altında meteorolojik istasyonlarımız ile tüm ortam şartlarını ölçüyoruz. Ayrıca toprak sıcaklık ve nemini farklı noktalardan 60 santim derinliğe kadar ölçüyoruz. Yine ne kadar su tüketimi yaptığımızı da ölçüyoruz. Sulama ihtiyacının da azaldığını görüyoruz” diye konuştu.