Fotovoltaik (PV) modüller, yarı iletken hücreler üzerinden gelen fotonları elektrona dönüştürerek “güneş paneli ile elektrik üretimi” sağlar. Paneller doğrudan gün ışığının dalga boylarına ihtiyaç duyar; dolayısıyla “güneş paneli gece elektrik üretir mi?” sorusunun kısa cevabı hayırdır. Ancak enerji depolama, yedek şebeke bağlantısı ve akıllı inverter teknolojileri sayesinde “gece elektrik üreten güneş paneli” ifadesi, depolanmış gücün aktarımı anlamına gelir. Gündüz toplanan kWh’ler bataryada saklanır ya da şebekeye satılıp gece geri çekilir; böylece güneşten bağımsız saatlerde de sürdürülebilir güç elde edilir.
Güneş panellerinin çalışma prensibi, silikon hücrelerdeki p-n eklemine foton çarpmasıyla başlar. Güneşten gelen 1 000 W/m²’lik tam spektrum ışınım, standart test koşullarında hücreleri uyarır; hücre sıcaklığı 25 °C iken “bir güneş paneli kaç kW elektrik üretir?” sorusu, modül verimine bağlı olarak 150–220 W aralığında yanıt bulur. Gece ise panel yüzeyine düşen radyans değeri Ay ışığı altında 0,25–0,3 W/m² seviyesine geriler. Bu değer kristal silikon hücrelerin band aralığını geçmek için yetersizdir; dolayısıyla “güneş paneli gece çalışır mı?” ve “güneş paneli güneş olmadan nasıl çalışır?” soruları, fotovoltaik tarafında olumsuz yanıtlanır. Her ne kadar laboratuvar ortamında termoradyojenik hücreler kızılötesi ışınımı kullanarak miliwatt düzeyinde çıktı verebilse de ticari modüller bu teknolojiye henüz sahip değildir. Pratikte gece tüketimini karşılayan sistemler, gündüz fazla üretimi lityum-iyon veya LFP bataryalara aktarır; invertör gece devreyi bu bataryaya çevirerek yükleri besler. Böylece PV panel kendi başına çalışmasa bile “güneş paneli verimi” günbazında korunur.
Ay yüzeyi, Güneş’ten aldığı ışığın yalnızca %12’sini Dünya’ya yansıtır; bu da en parlak dolunayda dahi güneş ışınımının yaklaşık 400 000’de biri kadar enerji demektir. Kristal ve ince film hücreler, bu zayıf foton akısını elektrona dönüştürmekte teorik olarak isteklidir; ancak fotovoltaik diyotun eşik gerilimi 0,5–0,6 V civarındadır ve dolunayda hücre başına oluşan fotogerilim 0,1 V’u nadiren aşar. Sonuçta akım neredeyse sıfırdır; multimetre ile ölçülen milivolt değerler harici devreye güç sağlayacak düzeye ulaşmaz. Dolayısıyla “güneş panelleri Ay ışığı ile elektrik üretir mi?” sorusu pratik kullanım için olumsuzdur. Ay ışığından yararlanmayı hedefleyen araştırmalar, geniş bant aralıklı perovskit fotodiyotlar üzerinde sürse bile henüz ticarileşmiş bir “gece çalışan güneş paneli” bulunmaz.
Depolama olmadan PV kurulumunu gece aktif tutmanın tek yolu, net metering (ters sayaç) veya şebeke bağlantısıdır. Gündüz üretilen fazla enerji şebekeye satılır; gece aynı hattan elektrik çekilerek tüketim dengelenir. Bu durumda fiziksel olarak “pil olmadan gece nasıl çalışır?” sorusu, şebekenin dev bir batarya gibi davranmasıyla yanıtlanır. Şebekeye erişimin olmadığı off-grid kamp sitelerinde ise piller mutlak gereklidir; aksi hâlde evirici, yeterli DC gerilim göremediğinde kapanır. Hidrojen yakıt hücresi, tuzlu su bataryası ve süperkapasitör gibi alternatif depolama çözümleri, pillerin çevrim ömrünü uzatmaya yönelik hibrit mimarilerde değerlendirilmektedir.
İnverter, DC’yi AC’ye çevirirken %2–5 arası dönüştürme kaybına yol açar. Gece bataryadan çekilen enerji, çift dönüştürme (DC-AC, AC-DC) evresi yaşarsa toplam kayıp %8’e kadar çıkabilir. Hybrid inverter tercih edildiğinde batarya DC barasına doğrudan bağlanır; bu sayede gece enerji kaybı %4 düzeyine iner. Ayrıca düşük bekleme tüketimi (stand-by) <10 W olan modellere yönelmek, gece boyunca inverter kaynaklı gereksiz çekişi azaltır. Akıllı MPPT algoritması, batarya seviye düşerken panel voltajını optimum noktada tutar; böylece gündüz toplanan her watt-saat maksimum verimle depolanır.
Depolama teknikleri dört ana başlıkta toplanır:
Türkiye enlemlerinde optimum açı, enlem değerine +5° ilaveyle hesaplanır; yani 39° enlemindeki Ankara’da paneller 44° eğimle güneye bakacak şekilde yerleştirildiğinde yıl boyu maksimum “güneş paneli verimi” alınır. Yaz-kış enerji dengesini hedefleyen sistemlerde sabit açılar yerine çift eksenli izleyiciler kurulur; bu sayede yıllık üretim %20’ye kadar artar. İzleyici maliyeti karşılayacak bütçe yoksa kışın açı enlem+15°, yazın enlem-10° olacak şekilde mevsimsel ayar önerilir. Çünkü kışın güneş daha alçakta seyreder; panelin yüksek açıyla kardan arınması da kolaylaşır. Yön hatası her 10°’de yaklaşık %2’lik üretim kaybına neden olur; bu nedenle pusula ve güneş açı haritası ile hassas kurulum yapılmalıdır.
Tipik kamp aydınlatması için 2 adet 5 W LED lamba (12 V) ve bir USB şarj portu yeterlidir. Gecelik tüketim:
Kapalı havada Güneş’ten gelen difüz ışınım 100–300 W/m²’ye düşer; yani bulut örtüsü tam güneşliliğe göre %70–90 arası güç kaybı demektir. Buna rağmen monokristal hücreler, dağılmış ışığı polikristal modellere göre %2–3 daha iyi toplar. İnce film CdTe modüller, düşük ışıkta spektral yanıttan ötürü avantajlıdır; ancak panel başına W maliyeti yüksektir. Dolayısıyla “güneş panelleri kapalı havada elektrik üretebilir mi?” sorusu evet yanıtı alır; fakat gücün, tam aydınlıkta beklenenin dörtte biri civarında kalacağı bilinmelidir.
Bu kapsamlı rehber, “güneş paneli gece çalışır mı?” sorusuna teknik, ekonomik ve pratik açıklamalar getirerek fotovoltaik sistemlerin 24 saat boyunca verimli kullanılmasına yönelik çözümleri derlemiştir.