Nesnelerin İnterneti Nedir? Güneş Sistemlerine mi Uzanıyor?

Nesnelerin İnterneti Nedir? Güneş Sistemlerine mi Uzanıyor?

1780’li yıllarda yeni makinelerin keşfi ve fabrikaların kurulmasıyla her şeyin bir mucize olduğu düşünülüyordu. Bu gelişmeleri daha endüstri 1.0’da  mucize görürken şimdi endüstri 5.0 seviyesine ulaştı. Şu  anda  da endüstri 5.0’ı  mucize görüp daha ilerisi olmaz diyoruz ama endüstri 6.0’ın olmayacağına dair hiçbirimiz emin olamayız. Kaldı ki endüstri bu kadar gelişirken çevresinde de geliştirdiği etmenler var. En önemlilerinden birisi de hayatımıza birçok kolaylık sağlayan ve asıl sağlayacağı kolaylık geride olan nesnelerin interneti… Aklınıza şimdi nesnelerin interneti nedir? diye bir soru takılmış olabilir. O halde gelin tanımı ile başlayalım yola.

Nesnelerin İnterneti Nedir?

Nesnelerin interneti nedir sorusuna verilebilecek en güzel yanıt, adından (Internet of Things) da belli olacağı gibi internetle ve nesnelerle ilgili bir şey demek olacaktır. Bunu biraz daha açacak olursak internet aracılığıyla aklınıza gelecek her nesnenin (telefon, bilgisayar, robotlar vs. ) birbiriyle bağlantı halinde olması demek. Tabi sadece bununla da kalmıyor. Aynı zamanda bu cihazların insanlarla iletişime geçerek herhangi bir durumda onlarında bilgilendirilmelerini sağlıyor.

Nesnelerin interneti nedir?

Nesnelerin interneti kısaltılmış hali ile IoT,  fiziksel nesnelerin birbirleriyle veya daha büyük sistemlerle arasındaki olan bağlantıya denir. Bir cihazın nesne olarak isimlendirilmesi için bazı koşullar vardır. Tekil bir isme sahip olması (unique id), bağlanabilir olması ve bir sensörü olması gibi. IP adreslerinin sınırlı kalması nedeniyle tekil bir isme sahip olması bir nesne için zordur. Bu durumun kolaylaşması için tasarlanan IPv6 ile nesneler benzersiz hale gelebilecektir. Bu koşullar sayesinde nesnelerin ulaşılabilirliği ve kontrol edilebilirliği kolaylaşacak.

İnternet üzerinden diğer cihazlara ve sistemlere bağlanmak ve veri alışverişi yapmak amacıyla sensörler, yazılımlar ve diğer teknolojilerle bağlantı halindedir. Bu veriler de kendi içerisinde sıralanarak ve basitleştirilerek insanlığa hizmet eder. Günümüzde endüstriyel üretim fabrikaları, akıllı perakendecilik, yeni nesil sağlık hizmetleri, akıllı ev ve şehirleri, giyilebilir cihazlar, kablosuz algılayıcı ağlarında önemli bir işlev görür.

Şimdi diğer bir konuya gelelim. Elektrik, IoT ve güneş sistemleri…

Güneş Pilleri IoT’i mi Güçlendiriyor?

Birçok insanın en muzdarip olduğu konulardan biridir elektrik faturaları. Araştırmacılar buna bir çözüm buluyor desem ne dersiniz? Eminim siz de merak ediyorsunuzdur. O zaman başlayalım.

Bunu sağlayan iki nedenimiz var. Birisi robotlar diğeri ise kullanacağımız sistem.

Elektrikli aletlerin uzun süreli kullanımının hem pahalı ve hem de makine için yorucu olduğu konusunda aynı kanaatteyiz diye düşünüyorum. Buna IoT ile dur diyoruz desem?

Cihazı ne zaman kullanabileceğimizi, ne kadarlık ve ne seviyede düşük güç modu ile çalışabileceklerini IoT sayesinde ayarlayabileceğiz. Tabi fiyatlarının da hangi aralıklarda seyir ettiğini de öğrenebileceğiz.

Kullanacağımız sisteme gelince her şeyden önce yeşil bir çevre için yenilenebilir enerji kaynağı kullanmamız gerekiyor. Bunun en güzel örneği de güneş enerjisi sistemleri. Başka bir deyişle, bol güneş ışığı ile büyük enerji ve düşük ısı. Güneş olmadığında ne yapacağımız sorusunu duyar gibiyim. Ona da çözüm kolay. Güneşin olmadığı günlerde ya da gece gibi zamanlarda tipik enerji sistemi olarak adlandırılan standart elektriği yedekleme seçeneğini kullanacağız.

Güneş Hücreleri

Güneş enerjisi paneli.
  Fotovoltaik Enerji Sistemi‘nde kullanılan paneller.

Güneş enerjisi sisteminde en fazla rol alan etkenlerden birisi de güneş pilleridir. Diğer bir adıyla güneş hücreleri, ışığı doğrudan elektrik akımına dönüştüren (fotovoltaik ) bir araçtır. Yarı iletken bir diyot olarak çalışan güneş hücresi, güneş ışığındaki enerjiyi iç fotoelektrik reaksiyondan faydalanarak direkt elektrik enerjisine dönüştürür. Günümüzde inorganik ve organik bazlı olmak üzere iki şekilde bu durum yapılmaktadır. Silikon içerikli olanlar inorganik, organik menşeili güneş pilleri ise organik güneş pilleridir. Birçok araştırmacı organik güneş pilleri üzerine çalışıyor. Bunun sebebi, maliyet olarak daha ucuz olmaları ve kolay uygulanabiliyor olmalarıdır. Bu son derece çekici iki özelliğe rağmen günümüzde organik güneş pillerinde, uygulama aşamasına geçilememiştir. Hava ile kolayca oksitlenmesi ve güneş ışığını enerjiye dönüştürme yüzdesinin inorganik güneş pillerine kıyasla çok daha düşük olması sebebiyle organik pillerin uygulama aşamasına geçmesini yavaşlattı. Bu iki nedenin sonuca bağlandığı  yeşil çevreyi merakla bekliyoruz.

Güneş Pillerinin İçerdiği Maddeler Neleri Değiştiriyor?

Silikon ve galyum arsenit içerikli olmak üzere iki adet güneş pili kullanılmaktadır. Bunların farklı kullanım alanları vardır. Galyum arsenit uydularda iken, silikonlar  genellikle yerküredeki uygulamalarda kullanılmaktadır.

Güneş pillerinin üst tabakaları yansımayı önleyici kaplama ve korumalardan oluşur. Böylece kırılma ve çatlamalardan korunurlar. Yoksa hücrenin çalışmasında aksaklık olur ve bu da enerji kaybına neden olur. Işık bu katmanlara nüfuz ettiğinde silikon veya galyum arsenite çarpar. P ve N tabakaları arasındaki bölümlerin farklılıkları vardır. Güneşten gelen enerji bu tabakalara çarptığında elektronların N tabakasından P tabakasına geçişi olur. P ve N tabakaları sayesinde güneş hücreleri artı ve eksi kutuplara sahip bir pil halini alır. Bu da bir araca güç sağlamak için fayda sağlar. Ayrıca güneş ışığının yoğunluğu, havanın bulutlu olması ve hava sıcaklığı da gücü etkiler.

Galyum Arsenit ve Silikon Piller Arasındaki Farklar 

Güneş pili
GaAs güneş pili, tuz taneleri ile çevrili bir Michigan     Micro Mote üzerinde  resmedilmiştir.
  •  Galyum arsenit piller silikon pillere göre çok daha verimlidir. Bu iki hücre arasındaki güç farkı 1000 watta kadar çıkıyor. Galyum arsenitler iç mekan izleme ve biyo-implante sensörler dahil olmak üzere uygulamalar için gereken yüksek verimliliği temin ediyor.
  • GaAs piller silikon pillere oranla genellikle daha ufaktır.
  • Galyum arsenit piller maliyet olarak da en az 10 kat daha pahalıdır. Ek olarak GaAs kendi üretim süreçlerine de ihtiyaç duyarlar. Bu sebeple tipik tüketici güneş panellerinde bulunamazlar.
  • GaAs silikona oranla daha yüksek sıcaklıklarda ve konsantre güneş ışığında bile etkinlikleri bulunmaktadır.
  • Galyum arsenit kablosuz uygulamalar yüksek frekanslarda iyi çalışır. Cep telefonlarında güç amplifikatörlerini standart hale getirir.

Kaynakça

Wikipedia

IoT Türkiye 

www.engin.umich.edu

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir