Yeşil Bina Dergisi 25. Sayı (Mayıs-Haziran 2014)

58 YEŞİL BİNA / HAZİRAN 2014 MAKALE Sürdürülebilir Mimarlıkta Binalara Entegre Edilen Fotovoltaik (FV) Panel Kullanımı Doç. Dr. Müjde Altın Dokuz Eylül Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü mujde.altin@deu.edu.tr 1. Fotovoltaik Paneller, Tarihçesi ve Kullanım Alanları F otovoltaik paneller, güneş enerji- sinden doğrudan elektrik üreten panellerdir. FV hücrelerden oluş- turulurlar. FV hücreler, güneş ışığından direkt olarak elektrik enerjisi üreten yarı- iletken malzemeler olup, güneş hüc- releri olarak da bilinirler. Boyutları ve formları üretim özelliklerine göre değişse de genelde boyutları 10x10 cm’dir ve kalınlıkları ise mikronmetre ile ölçülecek kadar incedir. Bunların birden fazlasının paralel veya seri bağlanarak biraraya geti- rilmesiyle fotovoltaik modüller oluşturul- maktadır (Altın, Tarih İçinde Teknolojiyi Yaşamak: Enerji Üretiminde Fotovoltaik Hücreler, 2003). Fotovoltaik malzemenin mimari açıdan en önemli özelliği, binaları enerji tüketen yapılardan enerji üreten yapılara dönüştürmüş olmasıdır (Altın, Fotovoltaik Malzeme ile Elektrik Üreten Cepheler ve Çatılar, 2004). Fotovoltaik malzemenin ilk ortaya çıkışı 1839’da olmuştur. O yıl Fransız fizikçi Alexandre-Edmond Becquerel fotovoltaik etkiyi keşfetmiştir. Fotovoltaik etki, bir- birine eklenmiş iki değişik malzemenin, üzerine ışık ya da başka bir ışınım enerjisi düşürüldüğünde, bir elektrik pili davra- nışı göstermesidir (AnaBritannica, 1988). Daha sonra 1877’de Selen’den ilk güneş hücresi üretildi. 1918’de Silisyum’dan, 1951’de ise Germanyum’dan ilk güneş hücresi üretildi. 1954’te ise bir Silisyum güneş hücresi için ilk patent Bell Labo- ratuvarları (ABD) tarafından alındı. 1958 yılında ilk defa “Vanguard 1” uydusunda elektrik temini için güneş hücresi kul- lanıldı. 1973’te yaşanan ilk petrol krizi, fotovoltaiklerin yeryüzünde kullanımını tetikledi. Böylelikle, fotovoltaiklerin yeryüzünde kullanımı başlamış oldu. 1980’lerden günümüze, fotovoltaikler binalara entegre edilerek kullanılageldiler. 1983’te 300 kW’lık ilk Alman FV sant- rali Pellworm Adası’nda kuruldu. 1985’te ise ilk çatı entegrasyonu gerçekleştirildi. 1989’da, şebekeye aktarılan fazla ener- jiye ilk ödeme Burgdorf-İsviçre’de gerçek- leştirildi. Almanya’da ise 1990’da 1.000 Çatıda Fotovoltaik Modül Uygulama Pro- jesi açıklandı. 1991’de üretilen enerjinin şebekeye aktarılması konusunda yasa hazırlanarak yürürlüğe girdi. 1994’te ise şebekeye aktarılan enerjiye ilk defa ödeme yapıldı. 1996’da ilk renkli güneş hücreleri piyasaya çıktı. 2002’de ise kanatları tama- men fotovoltaiklerle kaplı Pathfinder isimli insansız bir uçak uçuruldu [3] [4] (Göksal, 1998) (Stark, Lutz, Schneider, & Schne- ider, 2002) (Altın, Yeni Yapı Malzemesi Fotovoltaik Paneller, Özellikleri ve Tarih- çesi, 2004). Günümüzde fotovoltaikler, dünyaca ünlü mimarların tasarımlarında kullandığı bir yapı malzemesi durumuna gelmiştir. Örneğin Nicholas Grimshaw, 1992 Seville Expo Pavyonu’nda FV panel- leri gölgeleme elemanı olarak kullanmıştır. 2. Fotovoltaiklerin Binalarda Kullanım Örnekleri Fotovoltaik bileşenler mimaride farklı şekillerde kullanılabilirler. Bu çalışmada bu kullanımlardan farklı uygulamaları içeren iki örnek seçilerek incelenmiştir. Bunlardan birincisi İspanya’daki Pom- peu Fabra Kütüphanesi olup, bu uygu- lamada hem cephede hem de çatıda FV uygulaması gerçekleştirilmiştir. İncelenen ikinci örnek ise Almanya’daki Fraunho- fer Enstitüsü binasıdır. Bu binada ise FV bileşenler hem cephede entegre cephe bileşeni olarak, hem pencere üstlerinde gölgeleme elemanı olarak, hem de çatıda kullanılmıştır.