‘doğa’ Arama Sonuçları

Güneş Pilleri

GÜNEŞ PİLLERİ

Giriş

Güneş pillerinin çalışmasının daha iyi anlaşılabilmesi için bazı temel teorik bilgilerin hazırlanmasında fayda vardır.

Güneş pilleri, yüzeylerine gelen güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletken maddelerdir. Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire şeklinde biçimlendirilen güneş pillerinin alanları 100 cm2 civarında, kalınlıkları özellikle en yaygın olan silisyum güneş pillerinde 0.2 – 0.4 mm arasındadır.

Güneş pilleri fotovoltaik ilkeye dayalı olarak çalışırlar, yani üzerine ışık düştüğü zaman uçlarında elektrik gerilimi oluşur. Pillerin verdiği elektrik enerjisinin kaynağı, yüzeyine gelen güneş enerjisidir. Deniz seviyesinde, parlak bulutsuz bir gündeki ışınım şiddeti maksimum 1000 W/M2 civarındadır. Yöreye bağlı olarak 1m2’ye düşen güneş enerjisi miktarı yılda 800-2600 KWh arasında değişir. Bu enerji, güneş pilinin yapısına bağlı olarak %5 – %70 arasında bir verimle elektrik enerjisine çevrilebilir.

Güç çıkışını artırmak amacıyla çok sayıda güneş pili birbirine paralel ya da seri bağlanarak bir yüzey üzerine monte edilir. Bu yapıya güneş pili modülü ya da fotovoltail modül adı verilir. Gerekirse bu modüller birbirlerine seri ya da paralel bağlanarak, fotovoltaik bir dizi oluşturabilir.

Maddenin Yapısı ve Yarı İletkenler

Bilindiği gibi madde, pozitif yüklü çok ağır bir çekirdekle, onun etrafında belirli yörüngelerde dolanan elektronlardan meydana gelmiştir. Bu yükler, dış tesir yoksa birbirini dengeler. Elektronlar, yörüngelerinin bulunduğu yarıçapa, orantılı olarak potansiyel ve kinetik enerji taşırlar. En dış yörünge de maksimum 2, sonrakinde 8 ve üçüncüde 18 elektron bulunabilir. Elektronlar, ard arda gelen ve her biri belli sayıda elektron bulunduran enerji bandlarında bulunurlar. Dışarıdan enerji alan.bir elektron bir üst seviyedeki banda çıkabilir. Daha düşük banda geçen elektron da dışarı enerji yayar. Son tabaka elektronlarına valans (denge) elektronları denir ve cisimlerin kimyasal bileşikler yapmalarını temin eder. Son tabakası dolmamış bir atomun, bir başka cisme ait komşu atomdan elektron kapmaya yatkınlığı vardır. İç tabaka elektronları ise çekirdeğe çok sıkı bağlıdırlar. Termik enerji verilirse, elektronun yörüngesi etrafında titreşimi arttırır.

Elektron, yörüngesini muhafaza ettiği müddetçe ne enerji yayar, ne de absorblar. Bir elektron, uyarımla, atomu terk edecek enerji kazanıp ayrılabilir. Atom (+) iyon şekline geçer (Şekil 1).

Şekil 1. Bir Yarı İletkenin Yapısı

İzoleli atomda (gazlarda) elektronlar, belirli bir enerji bandını işgal ederler. Bir kristalin atomları, kristal içinde muntazam diziler halinde yer alırlar. Atomlar, birbirlerine çok yakındırlar ve elektronlar, birbirine yakın enerjileri temsil eden enerji bandları üzerinde bulunurlar. Örneğin; bir germanyum atomunda, tek bir atom ele alınırsa atom temel haldedir. Mutlak sıfır, sıcaklıkta, elektron minimum enerji seviyesine sahiptir.

Germanyum kristalinde ise, mutlak sıfır sıcaklıkta, temel seviyenin yerini valans bandı alır. Bundan sonra, hiçbir elektronun bulunmadığı yasak bölge ve sonra da yüksek enerjili iletkenlik bandı bulunur. Bu sıcaklıkta Ge kristalinde iletkenlik bandında hiçbir elektron bulunmaz, yani kristal ideal bir yalıtkandır (Şekil 2.).

Şekil 2. Enerji Bandları

Ge kristalinin iletkenlik kazanabilmesi için, iletkenlik seviyesine elektron temin edilmelidir. Bunun için gerekli enerji 0.7 eV civarındadır. Fotoelektrik olay için Eg , kristalin soğurabileceği minimum enerjisini gösterir.

Buna karşı, bir metalik kristalde yasak band yoktur, iletkenliği temin edecek, iletkenlik bandında çok sayıda elektron bulunur.

Elmas için E=7 eV’ luk enerji ile elektron yasak bandı geçilebilir. Bunun için malzemeye büyük elektrik voltajı uygulanması gerekir. Bu ise malzemeyi tahrip eder.

Yarı iletkenlerde, yasak bandı geçmek için (1 eV) yeterlidir, oda sıcaklığında kristal atomlarından birkaç tanesinin elektronları, iletkenlik bandına geçer ve iletkenliği sağlar. Geride bıraktığı boşluğa da başka bir elektron gelir ve o da iletkenliğe katılmış olur.

Bir kristal, ortak elektronla birbirine bağlı atomların düzgün olarak yerleşimiyle meydana gelmiştir. İyonik bağdan farklı olan bu birleşmeye “Kovalant” bağ denir. Valans elektronlar, kovalant bağ içinde, bir atomdakinden daha düşük enerji seviyesindedir. Kristali bozmak için, bu enerji farkı kadar enerji gerekir. Bu kristalin kararlılığını gösterir. Deney sonuçlarına göre;

Mutlak sıfır civarında, yarı iletkenin hiçbir elektronu serbest değildir. Bu sıcaklıkta sadece iletken ve yalıtkan vardır.

Sıcaklık arttıkça, yarı iletkende serbest elektronlar oluşur ve cisim iletken hale geçer.

Serbest elektronların yoğunluğu, sıcaklıkla artar. Yarı iletkende öz iletkenlik sıcaklıkla artar.

İki atomu birbirine bağlayan valans elektronların serbest hale geçmesi için gerekli enerji; metaller için sıfır, yalıtkanlar için birçok elektron volt, yarı iletkenler için 1 eV civarındadır.

a. N Tipi Yarı İletken:

İletkenlik tipini değiştirmek için Si ve Ge içine, periyodik cetvelin III ve V. grup elementleri ilave edilir. Bunlar boş valans elektronu bulundururlar (Arsenik, Bor, Fosfor, Antimuan gibi).

Ergimiş halde bulunan Ge’a (milyonda bir) arsenik ilave edilirse, her arsenik atomu, bir Ge atomu yerini alacak ve 4 elektronuyla kovalant bağ teşkil edilecek, 5. valans elektronu serbest kalıp iletkenliği temin edecektir. İletkenlik (-) yükle temin edildiği için N tipi yarı iletken ismini alır. Bu elektronlar, oda sıcaklığında, iletkenlik bandına ulaşır.

b. P Tipi yarı İletken:

Ergimiş germanyuma, III. gruptan üç valans elektronu bulunduran elemanlar ilave edilerek yapılır (İndium, Galyum…). katılaşma sırasında indium atomları kristal örgü içinde Ge atomunun yerini alır. Kovalan bağ için 3 elektron mevcuttur ve komşu atomdan bir elektron kaparak bağ oluşturur. Komşu atomda bir boşluk oluşmuştur. Bu ise elektron hareketine sebep olur. Bir yarı iletkenin kullanılabilme maksimum sıcaklığı, aktivasyon enerjisiyle artar. Kullanabilme maksimum frekansı, yük taşıyıcıların hareketliliği ile artar.

P – N Kavşağı

Bir monokristal yarı iletkenliğinin P tipinden N tipine geçiş bölgesidir. Bu bölge kristalleşme sırasında oluşturulur. N bölgesinde, termik uyarımla azınlıkta olan boşluk ve çoğunlukta olan elektron yükleri ve (+) iyonize atomlar vardır (Şekil 3).

Şekil 3. P – N Kavşağının Oluşumu

P bölgesinde ise, negatif iyonize atom, termik uyarımla bulunabilen azınlık elektron ve çoğunluk elektron boşlukları vardır. İki eleman temasa geçirildiğinde, N bölgesindeki elektrolar (çoğunluktadır) P tipi bölgeye hareket eder. P bölgesindeki elektron boşlukları da N bölgesine hareket eder. Böylece N tipi bölgedeki atomlar (+), P tipi bölgedeki atomlar (-) olarak iyonlaşmış olur. Bunlar, kristal içinde sabit yük merkezleri oluştururlar. Kavşağın her iki yüzünde iyonize olmuş atomlar, kristal içinde, yönü N’den P’ye doğru olan bir elektrik alan meydana getirirler.

Bu bölge geçiş bölgesidir ve serbest yükler yoktur. Kavşaktaki bu potansiyel farkı, P’den N’ye geçecek boşluklar ve N’den P’ye geçecek elektronlar için bir potansiyel duvarı teşkil eder. N’den ayrılacak bir elektron, arkasında kendini geri çağıran bir boşluk bırakır ve önündeki P tipi bölgedeki (-) yükler elektronu püskürtür (Şekil4).

Şekil4. P – N Kavşağı ve İç Akım

Özet olarak, P-N kavşağında meydana gelen elektrik alan, kavşak civarındaki elektronu, P’den N’ye doğru iter (N’deki elektronu geri püskürtür, P’deki elektronu N’ye iletir).

Kavşağın enerji bandı, Şekil 5.’deki gibidir. N bölgesinde, valans ve iletkenlik bandı enerjileri, P’dekilerden düşüktür.

Şekil 5. P – N Kavşağında Enerji Bandı

Enerjisi yeterli bir ışık demeti (h.f >Eg. N Planck sabiti, f frekans), P-N kavşağı üzerine düşürüldüğü zaman, foton elektronlarla karşılaşıp enerji verebilir. Serbest elektronlar, valans elektronlarının ancak 1/104 kadarı olduğundan, bu ihtimal zayıftır. Foton, muhtemel valans elektronu ile karşılaşır ve ona enerjisini bırakarak iletkenlik bandına çıkarır. Elektron, arkasında bir elektron boşluğu bırakır.

Olay A-B aralığında ise; elektron, oluşan elektrik alanla N bölgesine, boşluk da P bölgesine itilir. Olay kavşağa yakın N bölgesinde oluşmuşsa, boşluk yine P bölgesine götürülür. Kavşaktan uzakta oluşan elektron boşluk, zamanla birbirini bulacaktır. Sonuç olarak P tipi bölge (+), N tipi bölge (-) yüklenmiş ve bir potansiyel doğmuştur.

Fotovoltaik Pil

Şekil 6’da görüldüğü gibi, foton absroblanmasıyla yük taşıyıcılar çoğunlukta oldukları bölgelere sürüklenirler. Kavşaktan Is akımı geçer ve N(-), P’de (+) yüklenmiş olur.

Is akımı, kavşağın ileri yönde kutuplaşmasına ve kavşak potansiyel duvarının alçalmasına sebep olur. Dış devre açık ise (akım yoksa) P’den N’ye akım geçer ve kavşak potansiyel duvarı tekrar yükselir; P bölgesi (-), N bölgesi (+) yüklenir. Sonra tekrar foton absorblanarak olay devam eder. Bu durumda Is = I olur.

Şekil 6. Fotovoltaik Pilin Yapısı

Dış devreden akım geçerse Is = I – IL olacak şekilde dışarıya elektrik enerjisi alınır. Şekil 7 ‘de bu pilin elektrik eşdeğer devresi görülmektedir. En yüksek foton enerjisi yeşil ışık için h.f = 2.5 eV civarındadır. P-N kavşağındaki temas potansiyeli, elektronları daha yüksek potansiyele çıkaran batarya rolü oynamaktadır.

Şekil 7. Fotovoltaik Pil Eşdeğer Elektrik Devresi

Güneş Pili Çeşitleri

Bakır – bakıroksit ve gümüş yarı iletkenleri ile yapılan güneş pilleri, selenyum pilleri ve silisyum güneş pilleri en çok kullanılanlarıdır:

a. Selenyum Güneş Pili:

Saf selenyum, alkali metallerle veya klor, iyod gibi halojenlerle karıştırılıp P tipi yarı iletken oluşturulur. Bunun üzerine iyi iletken ve yarı iletken / yarı geçirgen bir gümüş tabaka birkaç mikron kalınlığında kaplanarak P-N kavşağı oluşturulur. Şekil 8’da bir selenyum güneş pilinin yapısı görülmektedir. Bu pillerin 50 0C’nin üzerinde kullanılmamaları tavsiye olunur.

Şekil 8. Selenyum Güneş Pilinin Yapısı

b. Silisyum Güneş Pili:

Uzay araştırmalarında kullanılan pillerin çoğu bu türdendir. Silisyum SiO2 halindeki kumdan elde edilir. Küçük bir kristal özünüm, eritilmiş potaya daldırılır. Belli hızda döndürülerek potadan çıkarılırken soğuması temin edilir ve kristalin büyütülmesi ile güneş pili elde edilir. Eriyik içine P tipi yarı iletkenlik malzemeleri katılır. P tipi kristaller dilimler şeklinde kesilir. Sıcaklığı kontrol edilen P2O5 ‘li difüzyon fırınında N tipi yarı iletkenle 10-4 – 105 m. Derinliğe kadar difüzyon temin edilerek P-N kavşağı oluşturulur.

Silisyum pilleri germanyumla yapılan pillere göre, daha büyük açık devre direnci sağlar. Buna karşı silisyumlu pillerin spektral cevabı daha azdır ve kızılötesi ışınlara kadar uzanmaz. Akkor ışık kaynağı kullanılması halinde, Ge uçlarındaki gerilim küçük olmasına rağmen daha büyük akım sağlar. Güneş ışınları için ise silisyum pil daha uygundur.

Güneş pilleri, pahalı oldukları için ulaşılması güç yerlerde kullanılmaktadır. Metalik iletkenlerin normal sıcaklıktaki özdirençleri 1.6×10-6 – 150×10-6 ohm.cm aralığında değiştiği halde iyi bir yalıtkanın özdirenci 1012 –1018 ohm.cm arasında değişir. Özdirençleri 10-3 –107 ohm.cm arasında olan elemanlar da yarı iletkenlerdir. yarı iletkenlerin özdirençleri çok düşük sıcaklıklarda yalıtkanlarınkine yakındır. metallerin aksine, yarı iletkenler sıcak bir ortamda, soğukta olduklarından daha iletkendirler. başka bir deyişle yarı iletkenlerin özdirençleri sıcaklık arttıkça azalır ve değişim katsayısı metallerinkinden 10 kat daha büyüktür.

Güneş pillerinin çalışmaları ile ilgili teoriyi kısaca şu şekilde özetleyebiliriz. Metallerde atom sayısı kadar serbest elektron iletkenliği temin eder. Yalıtkan kristallerde ise elektronlar düşük enerjili valans bandında bulunur. Bunları iletken hale getirmek için elektron bulunmayan yasak enerji bantlarını geçecek şekilde elektronlarına enerji verilmelidir. Bu enerji 5-9 eV civarındadır.

Birbirleriyle kovalant bağ teşkil ederek bağlanmış yalıtkan kristal atomları içine (milyonda birkaç değerinde) III veya V. grup elementlerden katılırsa bazı kristal atomlarının yerini bu elementler alacaktır. V. grupla oluşan yapıda, katkı elemanlarının 4 elektronu, yalıtkan kristal atomunun 4 elektronunu müşterek kullanarak, dış devresini tamamlayıp kovalant bağ oluşturacak ve bir elektronu açıkta kalıp iletkenliğe katılacaktır. Yarı iletken N tipidir ve elektronun iletkenlik bandına geçmesi için gerekli enerji bir elektron volt civarındadır. Kristalleşme III. grup elemanları ile yapılırsa elementin 3 elektronu yalıtkan kristal atomunkilerle müşterek bağ kuracak ve yakın komşu atomdan bir elektron kapıp 4.cü bağını tamamlarken orada bir elektron boşluğu bırakacaktır. Bu da P tipi yarı iletkendir ve iletkenlik için 1,2 – 1,5 eV enerji gerekir.

Güneş Pili Eşdeğer Şeması ve Güneş Panelleri

Bilindiği gibi, güneş pili bir yarı iletken düzenektir. Çoğunluk yük taşıyıcıları elektronlardan oluşan N tipi ile çoğunluk yük taşıyıcıları oyuklardan oluşan P tipi yarı iletken yan yana getirilir. Işık enerjisi bu birleşme noktasına düşürülürse dış devreden bir akım geçebilmektedir (Şekil 9).

Şekil 9. Güneş Pili

P-N yarı iletken kavşağında, elektronlar P tipi bölgeye geçerek birleşme yüzeyine yakın bölgelerde boşluk yük taşıyıcıdaki elektron eksikliğini tamamlayıp (-) iyonlar oluştururken N tipi bölgede de (+) iyon duvarı oluşacaktır. Dış tesir olmazsa bu enerji duvarı akımın geçmesini önleyecektir. Işın demeti bu bölgeye düşerse, yük taşıyıcı elektronlar çok az oranlarda olduğundan, muhtemelen bir valans elektrona enerjisini bırakacak ve onu P tipi bölgeye doğru itecektir. Dış devre akımı ise P’den N’ye doğru olacaktır (Şekil 10).

Şekil 10. P – N Kavşağının Oluşturulması ve Kavşağa Düşen Foton Enerjisi ile İletkenlik Temini

Bir güneş pilinde N tipi bölgede elektron üreten bir elektromotif kuvveti düşünülebilir. Şekil 11 ‘de fiziksel eşdeğer devre görülmektedir. Devre elemanları bir elektromotor kuvvet, bir iç diyot ve bir iç direnç şeklinde sembolize edilebilir.

Şekil 11. Güneş Pili Eşdeğer Elektrik Şeması

Güneş pilleri, belli güneşlenme şartlarında, birim alan başına belirli bir akım ve voltaj üretirler. İstenen bir enerji için bir çok pili seri ve paralel olarak bağlamak gerekir. Böylece güneş panelleri oluşturulur. Şekil 11 ‘de eşdeğer şeması verilen güneş pilinde dış devre akım şiddeti ve uçlardaki gerilim ölçülebilir. Ayarlanabilir bir dış dirençle, gerilim ve akım açık devreden kısa devreye kadar değiştirilerek Şekil 12 ‘deki gerilim akım şiddeti eğrileri elde edilebilir. 1 cm² ‘lik pil güneşlenme alanı için ışınım şiddeti 0.5 – 1.0 kw/m² arasında değişirken, optimum çalışma noktaları ve sabit yük eğrisi bu şekilde gösterilmiştir.

Ölçümler 27 0C sıcaklıkta yapılmış olup yüzey sıcaklığı arttıkça gerilim düşer. Akım şiddeti, güneş ışınım yoğunluğu ve pil ışınım alanı ile orantılı olarak değişir. Sıcaklığın voltaja tesiri 0.022w/ 0C oranında olmaktadır. Şekil 13‘te 40 adet seri bağlanmış 10×10 cm ebadında pilin, 1 kw/m² ışınım şartlarında akım şiddeti gerilim karakteristiği değişik sıcaklıklar için verilmiştir.

Şekil 12. 34 Wattlık Bir Güneş Pilinde Akım-Gerilim Eğrileri

(Yüzey Sıcaklığı 27 0C İçin)

Bir güneş panelinde güç adaptasyonunun optimizasyonu için şarj ve kullanma devresine, ayarlanabilen dirençler eklenmelidir. Güneş pili iç direnci uygun olmalı, aşırı güneşlenme halinde fazla enerji kullanan ikinci bir devre bulunmalıdır. Yük direnci veya şarj regülatörü giriş direnci, ışınıma göre değişebilmelidir. 12 volt, 35 ampersaat kurşun aküler, sıvı kayıpları ve kendiliğinden deşarjları az olduğundan bu amaçla kullanımları uygundur.

Güneş Pillerinin Yapısı

Tek kristalli silisyum güneş pilinin rengi koyu mavi olup, ağırlığı 10 gramdan azdır. Pilin üst yüzeyinde, pil tarafından üretilen akımı toplayacak ve malzemesi genellikle bakır olan ön kontaklar vardır. Bunlar negatif kontaklardır. Kontakların altında 150 mm kalınlığında, yansıma özelliği olmayan bir kaplama tabakası vardır. Bu tabaka olmazsa, silisyum, üzerine düşen ısınımın üçte birine yakın kısmını yansıtacaktır. Bu kaplama tabakası, pil yüzeyinden olan yansımayı önler. Pilin on yüzeyi, normal olarak yansıyan ışığın bir kısmını daha yakalayabilmek amacıyla, piramitler ve konikler şeklinde dizayn edilmiştir. Yansıtıcı olmayan kaplamanın altında, pilin elektrik akımının ortaya çıktığı yapı bulunur. Bu yapı, iki farklı katman halindedir. N-katmanı, fosfor atomları eklenmiş silisyumdan oluşan ve pilin negatif tarafını oluşturan katmandır. P-katmanı ise, bor atomları eklenmiş silisyumdan oluşmuş, pilin pozitif tarafıdır. İki katman arasında, P-N kavşağı denilen, pozitif ve negatif yüklü elektronların karşılaştığı bir bölge bulunur. Pilin arka yüzeyinde, elektronların girdiği pozitif kontak görevi gören arka kontak yer alır.

Şekil 13. Tipik Bir Silisyum Güneş Pilinin Ön Yüzü

Üretilen piller, standart test koşullarında test edildikten sonra, tüketiciye sunulmaktadır. Ortam sıcaklığı 25 0C ortalama ışınım şiddeti 1000 W/m² vee Hava-Kütle oranı 1,5 olarak test koşulları belirlenmiştir. Hava-kütle oranı, güneş ışınımının geçirilme oranını gösteren atmosfer kalınlığıdır. Güneşin tam tepede olduğu durumda, bu oran, l olarak alınır. Atmosfer tarafından emilen ışınımın oranına bağlı olarak, pilin üreteceği elektrik miktarı da değişeceğinden, bu oran önemli bir parametredir.

Tipik bir silisyum güneş pili, 0.5 volt kadar elektrik üretebilir. Pilleri birbirine seri bağlayarak üretilen gerilim değerini arttırmak olasıdır. Genellikle, 30-36 adet güneş pili, 15-17 voltluk bir çıkış gücü vermek için birlikte bağlanabilir, ki bu voltaj değeri de, 12 voltluk bir aküyü şarj etmek için yeterlidir. Farklı çıkış güçleri verecek şekilde imal edilmiş, farklı büyüklüklerde güneş pilleri bulmak olasıdır. Silisyum pillerin seri bağlanması ile modüller, modüllerin birbirine bağlanması ile örgüler oluşur. Her modül, paralel veya seri bağlanabilmesine olanak verecek şekilde, bağlantı kutusuyla birlikte dizayn edilir.

Güneş pilinin kolayca kırılabilmesi ve ürettiği gerilimin çok düşük olması gibi, sakıncalarının giderilmesi gerekir. Pillerin birbirlerine bağlanması ile oluşan modüller koruyucu bir çerçeve içine alınmışlardır ve kullanılabilecek düzeyle gerilim üretirler. Modülde bulunan pil sayısı, çıkış gücünü belirler. Genellikle, 12 voltluk aküler işarj etmek için 30-36 adet silisyum güneş pilinin bağlanması ile bir modül oluşsa bile, daha yüksek çıkış güçleri için daha büyük modüller yapılabilir. En basit sistem, bir modül v ebuna bağlı bir akü veya elektrik motorundan oluşmuş bir sistemdir.

Şekil 14. Pillerden Modül ve Örgülerin Yapılması

Modüllerin fiziksel ve elektriksel olarak bir araya getirilmesi ile oluşan yapıya panel adı verilir. Bir modülden elde edilen gücü arttırmak için başvurulan bir yapılanma biçimidir. Bu şekilde, çıkış gücü, 12,24,48 V veya daha yüksek olabilir. Birden fazla panelin kullanıldığı bir sistemde, paneller, kontrol cihazına veya akü grubuna, birlikte bağlanabilecekleri gibi, her panel tek olarak da bağlanabilir. Bu durumda, bakım kolaylığı olacaktır.

Sistemde kullanılan, fotovoltaik üreteçlerin tümünün oluşturduğu yapıya ise örgü denilmektedir. Örgünün çok büyük olduğu uygulamalarda, daha kolay yerleştirme ve çıkış kontrolü için sistem, alt-örgü gruplarına ayrılabilir. Örgü, bir modülden oluşabileceği gibi 100.000 veya daha fazla modülden de ulaşabilir.

Güneş Pili Türleri

Güneş pili teknolojisi, kullanılan maddeler ve yapım türleri açısından son derece zengindir. Güneş pili yapımı için şu anda kullanılmakta olan bir düzineden fazla maddenin yanı sıra, yüzlerce maddenin de üzerinde çalışılmaktadır. Belli başlı güneş pili türleri aşağıda anlatılmaktadır.

1. Kristal Silisyum Güneş Pilleri

Silisyum yarı iletken özellikleri tipik olarak gösteren ve güneş pili yapımında en çok kullanılan bir maddedir ve uzun yıllarda bu konumunu koruyacak gibi görünmektedir. Fotovoltaik özellikleri daha üstün olan başka maddeler de olmakla birlikte, silisyum hem teknolojisinin üstünlüğü nedeniyle hem de ekonomik nedenlerle tercih edilmektedir.

2. Monokristal Silisyum Güneş Pilleri

İlk ticari güneş pillerinde, CHROZALSKİ kristal çekme tekniği ile büyütülen tek kristal yapılı silisyum kullanılmıştır. Fotovoltaik endüstride hala en çok kullanılan yöntem olan bu teknikte öncelikle ark fırınlarında silisyum oksit çeşitli kimyasal ve termal reaksiyonlardan geçirilerek saf silisyum elde edilir. Daha sonra silisyum eriyiğe çekirdek denen tek kristal yapılı bir silisyum parçası batırılır. Bu çekirdek eriyikten çıkarıldığında soğuyan silisyum eriyik, çekirdeğin üzerine külçe şeklinde yığılmış olur. Bu silisyum külçe olmaz bir keski ile dilimlere ayrılır. Bu, iki aşamada olur. Önce külçe dikdörtgen bloklar şeklinde kesilir. Daha sonra bu bloklar dilimlere ayrılarak pil şeklinde işlenir. Verimleri %15 civarındadır. Yapım sırasında malzeme kaybının çok fazla olması bu pillerin dezavantajıdır.

3. Semisristal (Yarıkristal) Silisyum Güneş Pilleri

Bu tip piller, sıvı silisyumun soğutulmasıyla elde edilen kümelenmiş küçük silisyum kristallerinden oluşur. Bu pillerin verimleri %14 civarında olup, kümelenmiş silisyum taneciklerinin sınırlarındaki kayıpları bağlıdır.

4. Ribbon Silisyum Güneş Pilleri

Bu piller, malzeme kaybının azaltılması amacıyla levha halinde silisyum tabakalarından yapılırlar. Çeşitli yöntemlerle (Efg, Dendritik ağ) elde edilen bu piller, halen geliştirme aşamasındadır. Verimleri laboratuar şartlarında %13-14 arasındadır.

5. Polikristal Silisyum Güneş Pilleri

Bu piller de ribbon silisyum teknolojisiyle yapılıp, yapıları polikristal özellik gösterir. Halen laboratuar aşamasındaki bu pillerin verimleri %10’dur.

6. İnce Film Güneş Piller

Bu teknikte, absorban özelliği daha iyi olan maddeler kullanılarak daha iyi olan maddeler kullanılarak daha az kalınlıkta (tek kristalin 1-500’ü kalınlığında) güneş pilleri yapılır. Örneğin amorf silisyum güneş pillerinin absorbsiyon katsayısı kristal silisyum güneş pillerinin katsayısından daha fazladır. Dalga boyu katsayısı 0.7 mikrondan küçük bir bölgedeki güneş radyasyonu 1 mikron kalınlığında amorf silisyum ile absorblanabilirken, kristal silisyumda ise aynı radyasyonu absorblamak için 500 mikron kalınlıkta malzeme kullanılması gerekmektedir. Bu yüzden amorf yapılı güneş pillerinde daha az malzeme kullanılır ve montaj kolaylığı nedeniyle bir avantaj sağlar.

7. Amorf Silisyum Güneş Pilleri

Amorf silisyum güneş pilleri (a-Si), ince film güneş pili teknolojisinin en önde gelen örneğidir. İlk yapılan a-Si piller Schottky bariyer yapısında iken, daha sonraları p-i-n yapıları geliştirilmiştir. P-i-n yapısındaki pillerin fabrikasyonu kalay oksitle kaplı iletken bir yüzeyin üzerine çöktürme yöntemi ile yapılır, bu yüzeyin arkası daha sonra metalle kaplanır. Verimleri %5-8 arasındadır. Ancak bu piller, kısa zamanda bozunuma uğrayarak çıkışları azalır.

8. Diğer Yapılar

Bakır indiyum diselenit (CuInSe) maddesinden yapılan ve verimleri %13 civarında olan piller halen gelişme aşamasındadır ve daha kararlı çıkışa sahip olduğu için absorban özelliği yüksek, verimleri de %12 civarındadır. Bu güne kadar elde edilen en yüksek verime (%24) galyum arsenitten yapılan piller ulaşmıştır. Bu madde ile çeşitli türde piller elde edilebilmekle birlikte, pahalı olduğu için pillerin, güneş spektrumunun daha büyük bir bölümünden yararlanabilmesi amacı ile denenen bir yöntem ise, birden fazla ince film yapısının üst üste konmasıyla elde edilen çok eklemli film yapılarıdır.

Bunların dışında, güneş ışınımının yüksek verimli pillerin üzerine optik olarak yoğunlaştıran sistemler üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Bu tür sistemlerde güneşin hareketini izleyen düzeneklerin yanı sıra, güneş ışığını kıran (mercek) ya da yansıtan (ayna) eleman kullanılır.

Güneş Pili Nasıl Çalışır

Yarı iletken bir yasak enerji aralığı tarafından ayrılan iki enerji bandından oluşur. Bu bandlar valans bandı ile iletkenlik bandı adını alırlar. Bu yasak enerji aralığına eşit veya daha büyük enerjili bir foton yarı iletken tarafından soğrulduğu zaman, enerjisi valans banttaki bir elektrona vererek elektronun iletkenlik bandına çıkmasını sağlar. Böylece elektron-hol çifti oluşur. Bu olay, PN eklem güneş pilinin ara yüzeyinde meydana gelmiş ise elektron-hol çiftleri buradaki elektrik alan tarafından birbirlerinden ayrılır. Bu şekilde güneş pili elektronları N bölgesine, holleri de P bölgesine iten bir pompa gibi çalışır. Birbirlerinden ayrılan elektron-hol çiftleri, güneş pilinin uçlarında yararlı bir güç çıkışı oluştururlar. Bu süreç yeniden bir fotonun pil yüzeyine çarpmasıyla aynı şekilde devam eder. Yarı iletkenin iç kısımlarında da, gelen fotonlar tarafından elektron-hol çiftleri oluşturulmaktadır. Fakat gerekli elektrik alan olmadığı için tekrar birleşerek kaybolmaktadırlar.

Güneşten Elektrik Üretmenin Yararları

Elektrik üretimi için pek çok yöntem olmasına karşılık, güneş pilleri ile elektrik üretiminin bazı yararları vardır. Bunlar aşağıda kısacı açıklanmıştır.

Mevcut sistemlerden farklı olarak en büyük yararı, Herhangi bir fosil yakıt veya bağlantı gerektirmeden bağımsız olarak elektrik üretebilmesidir.

Kullanılan yakıtı, her yerde ve bedava bulmak mümkündür. Taşıma ve depolama gibi sorunlar yoktur.

Sistemde kullanılan hareketli parçalar çok az olduğundan çok az bakım gerektirirler. Elektrik üretiminde kullanılan diğer sistemler (jeneratörler, rüzgar veya hidroelektrik türbinleri vs) düzenli olarak bakıma gerek duyarlar. Eğer, pv sisteminiz kompleks ise, bir parça bakım gerekebilir; ancak, genel olarak, bu sistemler için “bakımsız” demek yanlış olmayacaktır.

Diğer elektrik üretim sistemleriyle karşılaştırıldıklarında, belki de en büyük yararları güvenilir olmalarıdır. Hareketli parçaları ya çok azdır; ya da yoktur. Şimşekler, güçlü rüzgarlar veya kum fırtınaları, nem ve ısı, kar veya buz gibi doğa olaylarına dayanıklıdırlar.

Enerjiyi kullanmak istendiği yerde üretmek olasıdır. Böylece enerjiyi taşımak gerekmez. Şebekenin ulaşmadığı, örneğin, GSM vericilerinin yerleştirildiği yerlerde, bu sistemi kullanmak olasıdır.

Enerji kaynağı ile kullanım yeri arasında, uzun kablolar ve bağların elemanları olmadığından arada oluşabilecek güç kaybından kaçınılmış olur. Bu sistemle, çok sayıda tüketim noktası beslenmek istendiği zaman bile yerel kayıplar yok denecek kadar azdır.

Modüler bir sistem olduğu için güç çıkışı kolaylıkla arttırılabilir. Mevcut modüllere yenilerinin eklenmesi ile sistem, artan güç gereksinimini karşılayabilecek duruma getirilebilir.

SONUÇ

Güneş pilleri çevre dostu ve tükenmez enerji kaynağı güneşten, insan ömrü boyunca elektrik üretirler. Türkiye yılda ortalama 2600 saat güneşlenme zamanıyla güneş enerjisinden ekonomik olarak yararlanılabilen bir ülkedir.

Bir güneş pili sistemi dizayn etmek için sistemin kurulacağı bölge ve üretilmek istenen enerji miktarının bilinmesi gerekir. Sistem, arzu edilen özel koşullarda göz önüne alınarak istenen koşullarda dizayn edilebilir.

Güneş pillerinin kullanım alanlarının başında aydınlatma ve haberleşme gelmektedir. Yerleşim merkezlerine uzak yerlerdeki GSM vericilerinin ve radyo istasyonlarının enerjilerini karşılamak için ideal çözümdür. Sizi şebeke bağımlılığından, jeneratörlerin bakım ve işletme masraflarından kurtarır.

KAYNAKLAR

UYAREL, Doç. Dr. A. Yücel – ÖZ, Yrd. Doç. Dr. Etem Sait (G.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi, Tesisat Eğitimi Anabilim Dalı Başkanı), Güneş Enerjisi ve Uygulamaları, Birsen Yayınevi, Ankara, Kasım –1987.

YILDIRIM, Bülent – AKKOYUNLU Tamer – SEZER Ahmet, Bir Binanın Güneş Pili Destekli Güneş Kollektörleriyle Isıtılması, S.D.Ü., Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Bitirme Ödevi, Isparta, 1995.

İÇİNDEKİLER

GÜNEŞ PİLLERİ 1

Giriş 1

Maddenin Yapısı ve Yarı İletkenler 1

P – N Kavşağı 4

Fotovoltaik Pil 6

Güneş Pili Çeşitleri 7

a. Selenyum Güneş Pili: 7

b. Silisyum Güneş Pili: 7

Güneş Pili Eşdeğer Şeması ve Güneş Panelleri 8

Güneş Pillerinin Yapısı 11

Güneş Pili Türleri 13

1. Kristal Silisyum Güneş Pilleri 13

2. Monokristal Silisyum Güneş Pilleri 13

3. Semisristal (Yarıkristal) Silisyum Güneş Pilleri 13

4. Ribbon Silisyum Güneş Pilleri 13

5. Polikristal Silisyum Güneş Pilleri 14

6. İnce Film Güneş Piller 14

7. Amorf Silisyum Güneş Pilleri 14

8. Diğer Yapılar 14

Güneş Pili Nasıl Çalışır 15

Güneşten Elektrik Üretmenin Yararları 15

SONUÇ 17

KAYNAKLAR 18

ŞEKİLLER LİSTESİ

Şekil 1. Bir Yarı İletkenin Yapısı 2

Şekil 2. Enerji Bandları 2

Şekil 3. P – N Kavşağının Oluşumu 4

Şekil4. P – N Kavşağı ve İç Akım 5

Şekil 5. P – N Kavşağında Enerji Bandı 5

Şekil 6. Fotovoltaik Pilin Yapısı 6

Şekil 7. Fotovoltaik Pil Eşdeğer Elektrik Devresi 6

Şekil 8. Selenyum Güneş Pilinin Yapısı 7

Şekil 9. Güneş Pili 8

Şekil 10. P – N Kavşağının Oluşturulması ve Kavşağa Düşen Foton Enerjisi ile İletkenlik Temini 9

Şekil 11. Güneş Pili Eşdeğer Elektrik Şeması 9

Şekil 12. 34 Wattlık Bir Güneş Pilinde Akım-Gerilim Eğrileri 10

(Yüzey Sıcaklığı 27 0C İçin) 10

Şekil 13. Tipik Bir Silisyum Güneş Pilinin Ön Yüzü 11

Şekil 14. Pillerden Modül ve Örgülerin Yapılması 12

T.C.

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

GÜNEŞ PİLLERİ

SEMİNER II.

DANIŞMAN

Öğr. Gör. Mehmet İZDEŞ

HAZIRLAYAN

Olcay EMİR

9911002043

ISPARTA – 2002

12 Temmuz 2007

Güneş Pilleri

GÜNEŞ PİLLERİ

(GÜNEŞ ENERJİSİNDEN YARARLANARAK ELEKTRİK ÜRETİMİ)

Güneş Pilinin Yapısı ve Özellikleri

Güneş pilleri, yüzeylerine gelen güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletken maddelerdir. Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire şeklinde biçimlendirilen güneş pillerinin alanları 100 cm2 civarında, kalınlıkları özellikle en yaygın olan silisyum güneş pillerinde 0.2 – 0.4 mm arasındadır.

Güneş pilleri fotovoltaik ilkeye dayalı olarak çalışırlar, yani üzerine ışık düştüğü zaman uçlarında elektrik gerilimi oluşur. Pillerin verdiği elektrik enerjisinin kaynağı, yüzeyine gelen güneş enerjisidir. Deniz seviyesinde, parlak bulutsuz bir gündeki ışınım şiddeti maksimum 1000 W/M2 civarındadır. Yöreye bağlı olarak 1m2’ye düşen güneş enerjisi miktarı yılda 800-2600 KWh arasında değişir. Bu enerji, güneş pilinin yapısına bağlı olarak %5 – %70 arasında bir verimle elektrik enerjisine çevrilebilir.

Güç çıkışını artırmak amacıyla çok sayıda güneş pili birbirine paralel ya da seri bağlanarak bir yüzey üzerine monte edilir. Bu yapıya güneş pili modülü ya da fotovoltail modül adı verilir. Gerekirse bu modüller birbirlerine seri ya da paralel bağlanarak, fotovoltaik bir dizi oluşturabilir.

Maddenin Yapısı ve Yarı İletkenler

Bilindiği gibi madde, pozitif yüklü çok ağır bir çekirdekle, onun etrafında belirli yörüngelerde dolanan elektronlardan meydana gelmiştir. Bu yükler, dış tesir yoksa birbirini dengeler. Elektronlar, yörüngelerinin bulunduğu yarıçapa, orantılı olarak potansiyel ve kinetik enerji taşırlar. En dış yörünge de maksimum 2, sonrakinde 8 ve üçüncüde 18 elektron bulunabilir. Elektronlar, ard arda gelen ve her biri belli sayıda elektron bulunduran enerji bandlarında bulunurlar. Dışarıdan enerji alan.bir elektron bir üst seviyedeki banda çıkabilir. Daha düşük banda geçen elektron da dışarı enerji yayar. Son tabaka elektronlarına valans (denge) elektronları denir ve cisimlerin kimyasal bileşikler yapmalarını temin eder. Son tabakası dolmamış bir atomun, bir başka cisme ait komşu atomdan elektron kapmaya yatkınlığı vardır. İç tabaka elektronları ise çekirdeğe çok sıkı bağlıdırlar. Termik enerji verilirse, elektronun yörüngesi etrafında titreşimi arttırır. Genellikle atomlarda, . ilk tabaka hariç, her yörünge iki alt gruptan oluşur ve bunlardan altta olanı iki elektronla doludur.

Elektron, yörüngesini muhafaza ettiği müddetçe ne enerji yayar, ne de absorblar. Bir elektron, uyarımla, atomu terk edecek enerji kazanıp ayrılabilir. Atom (+) iyon şekline geçer (Şekil 1).

Şekil 1. Bir Yarı İletkenin Yapısı

İzoleli atomda (gazlarda) elektronlar, belirli bir enerji bandını işgal ederler. Bir kristalin atomları, kristal içinde muntazam diziler halinde yer alırlar. Atomlar, birbirlerine çok yakındırlar ve elektronlar, birbirine yakın enerjileri temsil eden enerji bandları üzerinde bulunurlar. Örneğin; bir germanyum atomunda, tek bir atom ele alınırsa atom temel haldedir. Mutlak sıfır, sıcaklıkta, elektron minimum enerji seviyesine sahiptir.

Germanyum kristalinde ise, mutlak sıfır sıcaklıkta, temel seviyenin yerini valans bandı alır. Bundan sonra, hiçbir elektronun bulunmadığı yasak bölge ve sonra da yüksek enerjili iletkenlik bandı bulunur. Bu sıcaklıkta Ge kristalinde iletkenlik bandında hiçbir elektron bulunmaz, yani kristal ideal bir yalıtkandır (Şekil 2.).

Şekil 2. Enerji Bandları

Ge kristalinin iletkenlik kazanabilmesi için, iletkenlik seviyesine elektron temin edilmelidir. Bunun için gerekli enerji 0.7 eV civarındadır. Fotoelektrik olay için Eg , kristalin soğurabileceği minimum enerjisini gösterir.

Buna karşı, bir metalik kristalde yasak band yoktur, iletkenliği temin edecek, iletkenlik bandında çok sayıda elektron bulunur.

Elmas için E=7 eV’ luk enerji ile elektron yasak bandı geçilebilir. Bunun için malzemeye büyük elektrik voltajı uygulanması gerekir. Bu ise malzemeyi tahrip eder.

Yarı iletkenlerde, yasak bandı geçmek için (1 eV) yeterlidir, oda sıcaklığında kristal atomlarından birkaç tanesinin elektronları, iletkenlik bandına geçer ve iletkenliği sağlar. Geride bıraktığı boşluğa da başka bir elektron gelir ve o da iletkenliğe katılmış olur.

Bir kristal, ortak elektronla birbirine bağlı atomların düzgün olarak yerleşimiyle meydana gelmiştir. İyonik bağdan farklı olan bu birleşmeye “Kovalant” bağ denir. Valans elektronlar, kovalant bağ içinde, bir atomdakinden daha düşük enerji seviyesindedir. Kristali bozmak için, bu enerji farkı kadar enerji gerekir. Bu kristalin kararlılığını gösterir (Şekil 3).

Şekil 3. Germanyum Kristali Temsili Yapısı

Bir metal, her sıcaklıkta, aşağı yukarı atom sayısı kadar serbest elektrona sahiptir.

Bir yarı iletkende ise serbest elektronlar daha azdır.

Deney sonuçlarına göre;

Mutlak sıfır civarında, yarı iletkenin hiçbir elektronu serbest değildir. Bu sıcaklıkta sadece iletken ve yalıtkan vardır.

Sıcaklık arttıkça, yarı iletkende serbest elektronlar oluşur ve cisim iletken hale geçer.

Serbest elektronların yoğunluğu, sıcaklıkla artar. Yarı iletkende öz iletkenlik sıcaklıkla artar.

İki atomu birbirine bağlayan valans elektronların serbest hale geçmesi için gerekli enerji; metaller için sıfır, yalıtkanlar için birçok elektron volt, yarı iletkenler için 1 eV civarındadır.

a. N Tipi Yarı İletken:

İletkenlik tipini değiştirmek için Si ve Ge içine, periyodik cetvelin III ve V. grup elementleri ilave edilir. Bunlar boş valans elektronu bulundururlar (Arsenik, Bor, Fosfor, Antimuan gibi).

Ergimiş halde bulunan Ge’a (milyonda bir) arsenik ilave edilirse, her arsenik atomu, bir Ge atomu yerini alacak ve 4 elektronuyla kovalant bağ teşkil edilecek, 5. valans elektronu serbest kalıp iletkenliği temin edecektir. İletkenlik (-) yükle temin edildiği için N tipi yarı iletken ismini alır. Bu elektronlar, oda sıcaklığında, iletkenlik bandına ulaşır.

b. P Tipi yarı İletken:

Ergimiş germanyuma, III. gruptan üç valans elektronu bulunduran elemanlar ilave edilerek yapılır (İndium, Galyum…). katılaşma sırasında indium atomları kristal örgü içinde Ge atomunun yerini alır. Kovalan bağ için 3 elektron mevcuttur ve komşu atomdan bir elektron kaparak bağ oluşturur. Komşu atomda bir boşluk oluşmuştur. Bu ise elektron hareketine sebep olur.

Bir yarı iletkenin kullanılabilme maksimum sıcaklığı, aktivasyon enerjisiyle artar. Kullanabilme maksimum frekansı, yük taşıyıcıların hareketliliği ile artar.

P – N Kavşağı

Bir monokristal yarı iletkenliğinin P tipinden N tipine geçiş bölgesidir. Bu bölge kristalleşme sırasında oluşturulur. N bölgesinde, termik uyarımla azınlıkta olan boşluk ve çoğunlukta olan elektron yükleri ve (+) iyonize atomlar vardır (Şekil 4).

Şekil 4. P – N Kavşağının Oluşumu

P bölgesinde ise, negatif iyonize atom, termik uyarımla bulunabilen azınlık elektron ve çoğunluk elektron boşlukları vardır. İki eleman temasa geçirildiğinde, N bölgesindeki elektrolar (çoğunluktadır) P tipi bölgeye hareket eder. P bölgesindeki elektron boşlukları da N bölgesine hareket eder. Böylece N tipi bölgedeki atomlar (+), P tipi bölgedeki atomlar (-) olarak iyonlaşmış olur. Bunlar, kristal içinde sabit yük merkezleri oluştururlar. Kavşağın her iki yüzünde iyonize olmuş atomlar, kristal içinde, yönü N’den P’ye doğru olan bir elektrik alan meydana getirirler.

Bu bölge geçiş bölgesidir ve serbest yükler yoktur. Kavşaktaki bu potansiyel farkı, P’den N’ye geçecek boşluklar ve N’den P’ye geçecek elektronlar için bir potansiyel duvarı teşkil eder. N’den ayrılacak bir elektron, arkasında kendini geri çağıran bir boşluk bırakır ve önündeki P tipi bölgedeki (-) yükler elektronu püskürtür (Şekil 5).

Şekil 5. P – N Kavşağı ve İç Akım

Özet olarak, P-N kavşağında meydana gelen elektrik alan, kavşak civarındaki elektronu, P’den N’ye doğru iter (N’deki elektronu geri püskürtür, P’deki elektronu N’ye iletir).

Kavşağın enerji bandı, Şekil 6. ‘daki gibidir. N bölgesinde, valans ve iletkenlik bandı enerjileri, P’dekilerden düşüktür.

Şekil 6. P – N Kavşağında Enerji Bandı

Enerjisi yeterli bir ışık demeti (h.f >Eg. N Planck sabiti, f frekans), P-N kavşağı üzerine düşürüldüğü zaman, foton elektronlarla karşılaşıp enerji verebilir. Serbest elektronlar, valans elektronlarının ancak 1/104 kadarı olduğundan, bu ihtimal zayıftır. Foton, muhtemel valans elektronu ile karşılaşır ve ona enerjisini bırakarak iletkenlik bandına çıkarır. Elektron, arkasında bir elektron boşluğu bırakır.

Olay A-B aralığında ise; elektron, oluşan elektrik alanla N bölgesine, boşluk da P bölgesine itilir. Olay kavşağa yakın N bölgesinde oluşmuşsa, boşluk yine P bölgesine götürülür. Kavşaktan uzakta oluşan elektron boşluk, zamanla birbirini bulacaktır. Sonuç olarak P tipi bölge (+), N tipi bölge (-) yüklenmiş ve bir potansiyel doğmuştur.

Fotovoltaik Pil

Şekil7 ‘de görüldüğü gibi, foton absroblanmasıyla yük taşıyıcılar çoğunlukta oldukları bölgelere sürüklenirler. Kavşaktan Is akımı geçer ve N(-), P’de (+) yüklenmiş olur.

Is akımı, kavşağın ileri yönde kutuplaşmasına ve kavşak potansiyel duvarının alçalmasına sebep olur. Dış devre açık ise (akım yoksa) P’den N’ye akım geçer ve kavşak potansiyel duvarı tekrar yükselir; P bölgesi (-), N bölgesi (+) yüklenir. Sonra tekrar foton absorblanarak olay devam eder. Bu durumda Is = I olur.

Şekil 7. Fotovoltaik Pilin Yapısı

Dış devreden akım geçerse Is = I – IL olacak şekilde dışarıya elektrik enerjisi alınır. Şekil 8 ‘de bu pilin elektrik eşdeğer devresi görülmektedir. En yüksek foton enerjisi yeşil ışık için h.f = 2.5 eV civarındadır. P-N kavşağındaki temas potansiyeli, elektronları daha yüksek potansiyele çıkaran batarya rolü oynamaktadır.

Şekil 8. Fotovoltaik Pil Eşdeğer Elektrik Devresi

P-N kavşağının doğrultucu olarak kullanılması halinde durum tersinedir. Bu durumda akımın yönü P’dan N’ye doğrudur ve dışarıdan uygulanan potansiyel farkı elektronların temas potansiyeline ters yönde tesir eder.

Güneş Pili Çeşitleri

Bakır – bakıroksit ve gümüş yarı iletkenleri ile yapılan güneş pilleri, selenyum pilleri ve silisyum güneş pilleri en çok kullanılanlarıdır:

a. Selenyum Güneş Pili:

Saf selenyum, alkali metallerle veya klor, iyod gibi halojenlerle karıştırılıp P tipi yarı iletken oluşturulur. Bunun üzerine iyi iletken ve yarı iletken / yarı geçirgen bir gümüş tabaka birkaç mikron kalınlığında kaplanarak P-N kavşağı oluşturulur. Şekil 9’da bir selenyum güneş pilinin yapısı görülmektedir. Bu pillerin 50 0C ‘nin üzerinde kullanılmamaları tavsiye olunur.

Şekil 9. Selenyum Güneş Pilinin Yapısı

b. Silisyum Güneş Pili:

Uzay araştırmalarında kullanılan pillerin çoğu bu türdendir. Silisyum SiO2 halindeki kumdan elde edilir. Küçük bir kristal özünüm, eritilmiş potaya daldırılır. Belli hızda döndürülerek potadan çıkarılırken soğuması temin edilir ve kristalin büyütülmesi ile güneş pili elde edilir. Eriyik içine P tipi yarı iletkenlik malzemeleri katılır. P tipi kristaller dilimler şeklinde kesilir. Sıcaklığı kontrol edilen P2O5 ‘li difüzyon fırınında N tipi yarı iletkenle 10-4 – 105 m. Derinliğe kadar difüzyon temin edilerek P-N kavşağı oluşturulur.

Silisyum pilleri germanyumla yapılan pillere göre, daha büyük açık devre direnci sağlar. Buna karşı silisyumlu pillerin spektral cevabı daha azdır ve kızılötesi ışınlara kadar uzanmaz. Akkor ışık kaynağı kullanılması halinde, Ge uçlarındaki gerilim küçük olmasına rağmen daha büyük akım sağlar. Güneş ışınları için ise silisyum pil daha uygundur.

Güneş pilleri, pahalı oldukları için ulaşılması güç yerlerde kullanılmaktadır. Metalik iletkenlerin normal sıcaklıktaki özdirençleri 1.6×10-6 – 150×10-6 ohm.cm aralığında değiştiği halde iyi bir yalıtkanın özdirenci 1012 –1018 ohm.cm arasında değişir. Özdirençleri 10-3 –107 ohm.cm arasında olan elemanlar da yarı iletkenlerdir. yarı iletkenlerin özdirençleri çok düşük sıcaklıklarda yalıtkanlarınkine yakındır. metallerin aksine, yarı iletkenler sıcak bir ortamda, soğukta olduklarından daha iletkendirler. başka bir deyişle yarı iletkenlerin özdirençleri sıcaklık arttıkça azalır ve değişim katsayısı metallerinkinden 10 kat daha büyüktür.

Güneş pillerinin çalışmaları ile ilgili teoriyi kısaca şu şekilde özetleyebiliriz. Metallerde atom sayısı kadar serbest elektron iletkenliği temin eder. Yalıtkan kristallerde ise elektronlar düşük enerjili valans bandında bulunur. Bunları iletken hale getirmek için elektron bulunmayan yasak enerji bantlarını geçecek şekilde elektronlarına enerji verilmelidir. Bu enerji 5-9 eV civarındadır.

Birbirleriyle kovalant bağ teşkil ederek bağlanmış yalıtkan kristal atomları içine (milyonda birkaç değerinde) III veya V. grup elementlerden katılırsa bazı kristal atomlarının yerini bu elementler alacaktır. V. grupla oluşan yapıda, katkı elemanlarının 4 elektronu, yalıtkan kristal atomunun 4 elektronunu müşterek kullanarak, dış devresini tamamlayıp kovalant bağ oluşturacak ve bir elektronu açıkta kalıp iletkenliğe katılacaktır. Yarı iletken N tipidir ve elektronun iletkenlik bandına geçmesi için gerekli enerji bir elektron volt civarındadır. Kristalleşme III. grup elemanları ile yapılırsa elementin 3 elektronu yalıtkan kristal atomunkilerle müşterek bağ kuracak ve yakın komşu atomdan bir elektron kapıp 4.cü bağını tamamlarken orada bir elektron boşluğu bırakacaktır. Bu da P tipi yarı iletkendir ve iletkenlik için 1,2 – 1,5 eV enerji gerekir.

Güneş Pili Eşdeğer Şeması ve Güneş Panelleri

Bilindiği gibi, güneş pili bir yarı iletken düzenektir. Çoğunluk yük taşıyıcıları elektronlardan oluşan N tipi ile çoğunluk yük taşıyıcıları oyuklardan oluşan P tipi yarı iletken yan yana getirilir. Işık enerjisi bu birleşme noktasına düşürülürse dış devreden bir akım geçebilmektedir (Şekil 10).

Şekil 10. Güneş Pili

P-N yarı iletken kavşağında, elektronlar P tipi bölgeye geçerek birleşme yüzeyine yakın bölgelerde boşluk yük taşıyıcıdaki elektron eksikliğini tamamlayıp (-) iyonlar oluştururken N tipi bölgede de (+) iyon duvarı oluşacaktır. Dış tesir olmazsa bu enerji duvarı akımın geçmesini önleyecektir. Işın demeti bu bölgeye düşerse, yük taşıyıcı elektronlar çok az oranlarda olduğundan, muhtemelen bir valans elektrona enerjisini bırakacak ve onu P tipi bölgeye doğru itecektir. Dış devre akımı ise P’den N’ye doğru olacaktır (Şekil 11).

Şekil 11. P – N Kavşağının Oluşturulması ve Kavşağa Düşen Foton Enerjisi ile İletkenlik Temini

Bir güneş pilinde N tipi bölgede elektron üreten bir elektromotor kuvveti düşünülebilir. Şekil 12 ‘de fiziksel eşdeğer devre görülmektedir. Devre elemanları bir elektromotor kuvvet, bir iç diyot ve bir iç direnç şeklinde sembolize edilebilir.

Şekil 12. Güneş Pili Eşdeğer Elektrik Şeması

Güneş pilleri, belli güneşlenme şartlarında, birim alan başına belirli bir akım ve voltaj üretirler. İstenen bir enerji için bir çok pili seri ve paralel olarak bağlamak gerekir. Böylece güneş panelleri oluşturulur. Şekil 12 ‘de eşdeğer şeması verilen güneş pilinde dış devre akım şiddeti ve uçlardaki gerilim ölçülebilir. Ayarlanabilir bir dış dirençle, gerilim ve akım açık devreden kısa devreye kadar değiştirilerek Şekil 13 ‘deki gerilim akım şiddeti eğrileri elde edilebilir. 1 cm² ‘lik pil güneşlenme alanı için ışınım şiddeti 0.5 – 1.0 kw/m² arasında değişirken, optimum çalışma noktaları ve sabit yük eğrisi bu şekilde gösterilmiştir.

Ölçümler 27 0C sıcaklıkta yapılmış olup yüzey sıcaklığı arttıkça gerilim düşer. Akım şiddeti, güneş ışınım yoğunluğu ve pil ışınım alanı ile orantılı olarak değişir. Sıcaklığın voltaja tesiri 0.022w/ 0C oranında olmaktadır. Şekil 13‘te 40 adet seri bağlanmış 10×10 cm ebadında pilin, 1 kw/m² ışınım şartlarında akım şiddeti gerilim karakteristiği değişik sıcaklıklar için verilmiştir.

Şekil 13. 34 Wattlık Bir Güneş Pilinde Akım-Gerilim Eğrileri

(Yüzey Sıcaklığı 27 0C İçin)

Bir güneş panelinde güç adaptasyonunun optimizasyonu için şarj ve kullanma devresine, ayarlanabilen dirençler eklenmelidir. Güneş pili iç direnci uygun olmalı, aşırı güneşlenme halinde fazla enerji kullanan ikinci bir devre bulunmalıdır. Yük direnci veya şarj regülatörü giriş direnci, ışınıma göre değişebilmelidir. 12 volt, 35 ampersaat kurşun aküler, sıvı kayıpları ve kendiliğinden deşarjları az olduğundan bu amaçla kullanımları uygundur. Şekil 15’de bir güneş paneli ile şarj sistemi, Şekil 16 ‘da da güneş panelinin kesiti görülmektedir. Panelde, 10×10 cm ebadında seri bağlanmış 40 adet silisyum pili 1kw/m² güneş ışınımı için, 23 volt açık devre gerilimi ve 2.3 amp. kısa devre akımı verebilmektedir. Bu panelin gücü 36 wattır.

Şekil 14. Güneş Panelinde Karakteristiklerin Sıcaklıkla Değişimi

Şekil 15. Otomatik Ayarlı Güneş Paneli Şarj Sistemi

Şekil 16. Güneş Panelinin Enine Kesiti

Güneş pillerinin kullanılma alanları aşağıda belirtilmektedir.

Uzay araçlarında.

Küçük güç ünitelerinde (saat, hesap makinesi vb.)

Trafik sistemi için güç temin etmede.

binalarda aydınlatma, soğutma ve küçük güç temininde.

Su pompalarında.

Askeri amaçlarda.

Güneş pillerinin kullanılma alanları toplu halde Şekil 17 ‘de görülmektedir.

Güneş pili ile çalıştırılan bir su pompasının denenmesinde, güneş pili ve pompanın karakteristiklerinin değişimleri Şekil 18’de görülmektedir. Şekilde de görüldüğü gibi, ışınım şiddeti arttıkça pilde üretilen güç de artmaktadır. Bu artış, gerekli yük eğrisi değişimine uygun olduğundan ayrıca bir diferansiyel kontrol gerekmez. Bu pompa, güneş kollektörü sirkülasyon pompası olarak kullanıldığında amaca daha iyi hizmet etmiş olacaktır.

Şekil 17. Güneş Pillerinin Konutlarda Çeşitli Kullanım Yerleri

Şekil 18. Güneş Pili ve Sirkülasyon Pompası Karakteristikleri

Güneş Pillerinin Çalışma İlkeleri

Başka malzemeler kullanılıyor olsa bile, günümüzde, pek çok güneş pili silisyumdan yapılmaktadır. Güneş pilinin üzerine güneş ışığı düştüğünde, silisyum atomunun son yörüngesindeki valans elektronu negatif yükler. Işık foton denilen enerji partiküllerinden oluşmuştur. Fotonları saf enerjiden oluşmuş bilardo toplarına benzetmek olasıdır ve bunlar bir atoma çarptıklarında tüm atom enerjilenir ve en kolay kopabilecek durumda olan son yörüngedeki valans elektronu kopar. Serbest kalan bu elektronda, voltaj veya elektriksel basınç olarak isimlendirebileceğimiz potansiyel enerji ortaya çıkar. Bu enerji, bir aküyü şarj etmek veya bir elektrik motorunu çalıştırmak için kullanılabilir. Önemli olan nokta, bu serbest elektronları pil dışına alabilmektir. Üretim sırasında, pilin on yüzeyine yakın yerde bir iç elektrostatik bölge oluşturularak, bu elektronun serbest duruma geçmesi sağlanır. Silisyum kristali içine diğer elementler yerleştirilmiştir. Bu elementlerin kristal içinde bulunması, kristalin elektriksel olarak dengede olmasını önler. Işıkla karşılaşan malzemede, bu atomlar dengeyi bozar ve serbest elektronları diğer pile veya yüke gitmeleri için pilin yüzeyine doğru süpürürler. Milyonlarca foton pilin içine akarken, enerji kazanıp bir üst seviyeye çıkar, elektronlar da pil içindeki elektro-statik bölgeye ve oradan da pil dışına akarlar. İşte bu oluşan akış elektrik akımıdır.

Şekil 19. Güneş Pilinin Yapısı

Güneş Pillerinin Yapısı

Tek kristalli silisyum güneş pilinin rengi koyu mavi olup, ağırlığı 10 gramdan azdır. Pilin üst yüzeyinde, pil tarafından üretilen akımı toplayacak ve malzemesi genellikle bakır olan ön kontaklar vardır. Bunlar negatif kontaklardır. Kontakların altında 150 mm kalınlığında, yansıma özelliği olmayan bir kaplama tabakası vardır. Bu tabaka olmazsa, silisyum, üzerine düşen ısınımın üçte birine yakın kısmını yansıtacaktır. Bu kaplama tabakası, pil yüzeyinden olan yansımayı önler. Pilin on yüzeyi, normal olarak yansıyan ışığın bir kısmını daha yakalayabilmek amacıyla, piramitler ve konikler şeklinde dizayn edilmiştir. Yansıtıcı olmayan kaplamanın altında, pilin elektrik akımının ortaya çıktığı yapı bulunur. Bu yapı, iki farklı katman halindedir. N-katmanı, fosfor atomları eklenmiş silisyumdan oluşan ve pilin negatif tarafını oluşturan katmandır. P-katmanı ise, bor atomları eklenmiş silisyumdan oluşmuş, pilin pozitif tarafıdır. İki katman arasında, P-N kavşağı denilen, pozitif ve negatif yüklü elektronların karşılaştığı bir bölge bulunur. Pilin arka yüzeyinde, elektronların girdiği pozitif kontak görevi gören arka kontak yer alır.

Şekil 20. Tipik Bir Silisyum Güneş Pilinin Ön Yüzü

Üretilen piller, standart test koşullarında test edildikten sonra, tüketiciye sunulmaktadır. Ortam sıcaklığı 25 0C ortalama ışınım şiddeti 1000 W/m² vee Hava-Kütle oranı 1,5 olarak test koşulları belirlenmiştir. Hava-kütle oranı, güneş ışınımının geçirilme oranını gösteren atmosfer kalınlığıdır. Güneşin tam tepede olduğu durumda, bu oran, l olarak alınır. Atmosfer tarafından emilen ışınımın oranına bağlı olarak, pilin üreteceği elektrik miktarı da değişeceğinden, bu oran önemli bir parametredir.

Tipik bir silisyum güneş pili, 0.5 volt kadar elektrik üretebilir. Pilleri birbirine seri bağlayarak üretilen gerilim değerini arttırmak olasıdır. Genellikle, 30-36 adet güneş pili, 15-17 voltluk bir çıkış gücü vermek için birlikte bağlanabilir, ki bu voltaj değeri de, 12 voltluk bir aküyü şarj etmek için yeterlidir. Farklı çıkış güçleri verecek şekilde imal edilmiş, farklı büyüklüklerde güneş pilleri bulmak olasıdır. Silisyum pillerin seri bağlanması ile modüller, modüllerin birbirine bağlanması ile örgüler oluşur. Her modül, paralel veya seri bağlanabilmesine olanak verecek şekilde, bağlantı kutusuyla birlikte dizayn edilir.

Güneş pilinin kolayca kırılabilmesi ve ürettiği gerilimin çok düşük olması gibi, sakıncalarının giderilmesi gerekir. Pillerin birbirlerine bağlanması ile oluşan modüller koruyucu bir çerçeve içine alınmışlardır ve kullanılabilecek düzeyle gerilim üretirler. Modülde bulunan pil sayısı, çıkış gücünü belirler. Genellikle, 12 voltluk aküler işarj etmek için 30-36 adet silisyum güneş pilinin bağlanması ile bir modül oluşsa bile, daha yüksek çıkış güçleri için daha büyük modüller yapılabilir. En basit sistem, bir modül v ebuna bağlı bir akü veya elektrik motorundan oluşmuş bir sistemdir.

Şekil 21. Pillerden Modül ve Örgülerin Yapılması

Modüllerin fiziksel ve elektriksel olarak bir araya getirilmesi ile oluşan yapıya panel adı verilir. Bir modülden elde edilen gücü arttırmak için başvurulan bir yapılanma biçimidir. Bu şekilde, çıkış gücü, 12,24,48 V veya daha yüksek olabilir. Birden fazla panelin kullanıldığı bir sistemde, paneller, kontrol cihazına veya akü grubuna, birlikte bağlanabilecekleri gibi, her panel tek olarak da bağlanabilir. Bu durumda, bakım kolaylığı olacaktır.

Sistemde kullanılan, fotovoltaik üreteçlerin tümünün oluşturduğu yapıya ise örgü denilmektedir. Örgünün çok büyük olduğu uygulamalarda, daha kolay yerleştirme ve çıkış kontrolü için sistem, alt-örgü gruplarına ayrılabilir. Örgü, bir modülden oluşabileceği gibi 100.000 veya daha fazla modülden de ulaşabilir.

Güneş Pili Türleri

Güneş pili teknolojisi, kullanılan maddeler ve yapım türleri açısından son derece zengindir. Güneş pili yapımı için şu anda kullanılmakta olan bir düzineden fazla maddenin yanı sıra, yüzlerce maddenin de üzerinde çalışılmaktadır. Belli başlı güneş pili türleri aşağıda anlatılmaktadır.

1. Kristal Silisyum Güneş Pilleri

Silisyum yarı iletken özellikleri tipik olarak gösteren ve güneş pili yapımında en çok kullanılan bir maddedir ve uzun yıllarda bu konumunu koruyacak gibi görünmektedir. Fotovoltaik özellikleri daha üstün olan başka maddeler de olmakla birlikte, silisyum hem teknolojisinin üstünlüğü nedeniyle hem de ekonomik nedenlerle tercih edilmektedir.

2. Monokristal Silisyum Güneş Pilleri

İlk ticari güneş pillerinde, CHROZALSKİ kristal çekme tekniği ile büyütülen tek kristal yapılı silisyum kullanılmıştır. Fotovoltaik endüstride hala en çok kullanılan yöntem olan bu teknikte öncelikle ark fırınlarında silisyum oksit çeşitli kimyasal ve termal reaksiyonlardan geçirilerek saf silisyum elde edilir. Daha sonra silisyum eriyiğe çekirdek denen tek kristal yapılı bir silisyum parçası batırılır. Bu çekirdek eriyikten çıkarıldığında soğuyan silisyum eriyik, çekirdeğin üzerine külçe şeklinde yığılmış olur. Bu silisyum külçe olmaz bir keski ile dilimlere ayrılır. Bu, iki aşamada olur. Önce külçe dikdörtgen bloklar şeklinde kesilir. Daha sonra bu bloklar dilimlere ayrılarak pil şeklinde işlenir. Verimleri %15 civarındadır. Yapım sırasında malzeme kaybının çok fazla olması bu pillerin dezavantajıdır.

3. Semisristal (Yarıkristal) Silisyum Güneş Pilleri

Bu tip piller, sıvı silisyumun soğutulmasıyla elde edilen kümelenmiş küçük silisyum kristallerinden oluşur. Bu pillerin verimleri %14 civarında olup, kümelenmiş silisyum taneciklerinin sınırlarındaki kayıpları bağlıdır.

4. Ribbon Silisyum Güneş Pilleri

Bu piller, malzeme kaybının azaltılması amacıyla levha halinde silisyum tabakalarından yapılırlar. Çeşitli yöntemlerle (Efg, Dendritik ağ) elde edilen bu piller, halen geliştirme aşamasındadır. Verimleri laboratuar şartlarında %13-14 arasındadır.

5. Polikristal Silisyum Güneş Pilleri

Bu piller de ribbon silisyum teknolojisiyle yapılıp, yapıları polikristal özellik gösterir. Halen laboratuar aşamasındaki bu pillerin verimleri %10’dur.

6. İnce Film Güneş Piller

Bu teknikte, absorban özelliği daha iyi olan maddeler kullanılarak daha iyi olan maddeler kullanılarak daha az kalınlıkta (tek kristalin 1-500’ü kalınlığında) güneş pilleri yapılır. Örneğin amorf silisyum güneş pillerinin absorbsiyon katsayısı kristal silisyum güneş pillerinin katsayısından daha fazladır. Dalga boyu katsayısı 0.7 mikrondan küçük bir bölgedeki güneş radyasyonu 1 mikron kalınlığında amorf silisyum ile absorblanabilirken, kristal silisyumda ise aynı radyasyonu absorblamak için 500 mikron kalınlıkta malzeme kullanılması gerekmektedir. Bu yüzden amorf yapılı güneş pillerinde daha az malzeme kullanılır ve montaj kolaylığı nedeniyle bir avantaj sağlar.

7. Amorf Silisyum Güneş Pilleri

Amorf silisyum güneş pilleri (a-Si), ince film güneş pili teknolojisinin en önde gelen örneğidir. İlk yapılan a-Si piller Schottky bariyer yapısında iken, daha sonraları p-i-n yapıları geliştirilmiştir. P-i-n yapısındaki pillerin fabrikasyonu kalay oksitle kaplı iletken bir yüzeyin üzerine çöktürme yöntemi ile yapılır, bu yüzeyin arkası daha sonra metalle kaplanır. Verimleri %5-8 arasındadır. Ancak bu piller, kısa zamanda bozunuma uğrayarak çıkışları azalır.

8. Diğer Yapılar

Bakır indiyum diselenit (CuInSe) maddesinden yapılan ve verimleri %13 civarında olan piller halen gelişme aşamasındadır ve daha kararlı çıkışa sahip olduğu için absorban özelliği yüksek, verimleri de %12 civarındadır. Bu güne kadar elde edilen en yüksek verime (%24) galyum arsenitten yapılan piller ulaşmıştır. Bu madde ile çeşitli türde piller elde edilebilmekle birlikte, pahalı olduğu için pillerin, güneş spektrumunun daha büyük bir bölümünden yararlanabilmesi amacı ile denenen bir yöntem ise, birden fazla ince film yapısının üst üste konmasıyla elde edilen çok eklemli film yapılarıdır.

Bunların dışında, güneş ışınımının yüksek verimli pillerin üzerine optik olarak yoğunlaştıran sistemler üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Bu tür sistemlerde güneşin hareketini izleyen düzeneklerin yanı sıra, güneş ışığını kıran (mercek) ya da yansıtan (ayna) eleman kullanılır.

Güneş Pili Nasıl Çalışır

Yarı iletken bir yasak enerji aralığı tarafından ayrılan iki enerji bandından oluşur. Bu bandlar valans bandı ile iletkenlik bandı adını alırlar. Bu yasak enerji aralığına eşit veya daha büyük enerjili bir foton yarı iletken tarafından soğrulduğu zaman, enerjisi valans banttaki bir elektrona vererek elektronun iletkenlik bandına çıkmasını sağlar. Böylece elektron-hol çifti oluşur. Bu olay, PN eklem güneş pilinin ara yüzeyinde meydana gelmiş ise elektron-hol çiftleri buradaki elektrik alan tarafından birbirlerinden ayrılır. Bu şekilde güneş pili elektronları N bölgesine, holleri de P bölgesine iten bir pompa gibi çalışır. Birbirlerinden ayrılan elektron-hol çiftleri, güneş pilinin uçlarında yararlı bir güç çıkışı oluştururlar. Bu süreç yeniden bir fotonun pil yüzeyine çarpmasıyla aynı şekilde devam eder. Yarı iletkenin iç kısımlarında da, gelen fotonlar tarafından elektron-hol çiftleri oluşturulmaktadır. Fakat gerekli elektrik alan olmadığı için tekrar birleşerek kaybolmaktadırlar.

Güneşten Elektrik Üretmenin Yararları

Elektrik üretimi için pek çok yöntem olmasına karşılık, güneş pilleri ile elektrik üretiminin bazı yararları vardır. Bunlar aşağıda kısacı açıklanmıştır.

Mevcut sistemlerden farklı olarak en büyük yararı, Herhangi bir fosil yakıt veya bağlantı gerektirmeden bağımsız olarak elektrik üretebilmesidir.

Kullanılan yakıtı, her yerde ve bedava bulmak mümkündür. Taşıma ve depolama gibi sorunlar yoktur.

Sistemde kullanılan hareketli parçalar çok az olduğundan çok az bakım gerektirirler. Elektrik üretiminde kullanılan diğer sistemler (jeneratörler, rüzgar veya hidroelektrik türbinleri vs) düzenli olarak bakıma gerek duyarlar. Eğer, pv sisteminiz kompleks ise, bir parça bakım gerekebilir; ancak, genel olarak, bu sistemler için “bakımsız” demek yanlış olmayacaktır.

Diğer elektrik üretim sistemleriyle karşılaştırıldıklarında, belki de en büyük yararları güvenilir olmalarıdır. Hareketli parçaları ya çok azdır; ya da yoktur. Şimşekler, güçlü rüzgarlar veya kum fırtınaları, nem ve ısı, kar veya buz gibi doğa olaylarına dayanıklıdırlar.

Enerjiyi kullanmak istendiği yerde üretmek olasıdır. Böylece enerjiyi taşımak gerekmez. Şebekenin ulaşmadığı, örneğin, GSM vericilerinin yerleştirildiği yerlerde, bu sistemi kullanmak olasıdır.

Enerji kaynağı ile kullanım yeri arasında, uzun kablolar ve bağların elemanları olmadığından arada oluşabilecek güç kaybından kaçınılmış olur. Bu sistemle, çok sayıda tüketim noktası beslenmek istendiği zaman bile yerel kayıplar yok denecek kadar azdır.

Modüler bir sistem olduğu için güç çıkışı kolaylıkla arttırılabilir. Mevcut modüllere yenilerinin eklenmesi ile sistem, artan güç gereksinimini karşılayabilecek duruma getirilebilir.

KAYNAKLAR

ÇITIROĞLU, Ahmet, Güneş Enerjisinden Yararlanarak Elektrik Üretimi, Makale, Mühendis ve Makine, Cilt: 41, Sayı: 485.

UYAREL, Doç. Dr. A. Yücel – ÖZ, Yrd. Doç. Dr. Etem Sait (G.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi, Tesisat Eğitimi Anabilim Dalı Başkanı), Güneş Enerjisi ve Uygulamaları, Birsen Yayınevi, Ankara, Kasım –1987.

YILDIRIM, Bülent – AKKOYUNLU Tamer – SEZER Ahmet, Bir Binanın Güneş Pili Destekli Güneş Kollektörleriyle Isıtılması, S.D.Ü., Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Bitirme Ödevi, Isparta, 1995.

ŞEKİLLER LİSTESİ

Şekil 1. Bir Yarı İletkenin Yapısı 2

Şekil 2. Enerji Bandları 2

Şekil 3. Germanyum Kristali Temsili Yapısı 3

Şekil 4. P – N Kavşağının Oluşumu 5

Şekil 5. P – N Kavşağı ve İç Akım 5

Şekil 6. P – N Kavşağında Enerji Bandı 6

Şekil 7. Fotovoltaik Pilin Yapısı 7

Şekil 8. Fotovoltaik Pil Eşdeğer Elektrik Devresi 7

Şekil 9. Selenyum Güneş Pilinin Yapısı 8

Şekil 10. Güneş Pili 9

Şekil 11. P – N Kavş. Oluş. ve Kavşağa Düşen Foton Enerjisi ile İletkenlik Temini 10

Şekil 12. Güneş Pili Eşdeğer Elektrik Şeması 10

Şekil 13. 34 Wattlık Bir Güneş Pilinde Akım-Gerilim Eğrileri 11

Şekil 14. Güneş Panelinde Karakteristiklerin Sıcaklıkla Değişimi 12

Şekil 15. Otomatik Ayarlı Güneş Paneli Şarj Sistemi 12

Şekil 16. Güneş Panelinin Enine Kesiti 12

Şekil 17. Güneş Pillerinin Konutlarda Çeşitli Kullanım Yerleri 13

Şekil 18. Güneş Pili ve Sirkülasyon Pompası Karakteristikleri 14

Şekil 19. Güneş Pilinin Yapısı 14

Şekil 20. Tipik Bir Silisyum Güneş Pilinin Ön Yüzü 15

Şekil 21. Pillerden Modül ve Örgülerin Yapılması 16

T.C.

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

GÜNEŞ PİLLERİ

(GÜNEŞ ENERJİSİNDEN YARARLANILARAK ELEKTRİK ÜRETİMİ)

DANIŞMAN

Öğr. Gör. Mehmet İZDEŞ

HAZIRLAYAN

Erkan GÜNKAYA

9921002011

ISPARTA – 2001

İÇİNDEKİLER

ÖNSÖZ ………………………………………………………………………………………………………………i

GÜNEŞ PİLLERİ 1

(GÜNEŞ ENERJİSİNDEN YARARLANARAK ELEKTRİK ÜRETİMİ) 1

Güneş Pilinin Yapısı ve Özellikleri 1

Maddenin Yapısı ve Yarı İletkenler 1

P – N Kavşağı 5

Fotovoltaik Pil 6

Güneş Pili Çeşitleri 8

a. Selenyum Güneş Pili: 8

b. Silisyum Güneş Pili: 8

Güneş Pili Eşdeğer Şeması ve Güneş Panelleri 9

Güneş Pillerinin Çalışma İlkeleri 14

Güneş Pillerinin Yapısı 15

Güneş Pili Türleri 17

1. Kristal Silisyum Güneş Pilleri 17

2. Monokristal Silisyum Güneş Pilleri 17

3. Semisristal (Yarıkristal) Silisyum Güneş Pilleri 17

4. Ribbon Silisyum Güneş Pilleri 17

5. Polikristal Silisyum Güneş Pilleri 18

6. İnce Film Güneş Piller 18

7. Amorf Silisyum Güneş Pilleri 18

8. Diğer Yapılar 18

Güneş Pili Nasıl Çalışır 19

Güneşten Elektrik Üretmenin Yararları 19

KAYNAKLAR 21

ŞEKİLLER LİSTESİ …………………………………………………………………………………………22

ÖNSÖZ

Her geçen zaman içerisinde gelişen teknoloji, dünyanın enerji gereksinimini karşılamaya yönelik birçok yöntem geliştirmiştir. Güneş enerjisinden yararlanmak gibi.

Güneş enerjisi, enerji kaynağı olarak ciddi anlamda oldukça fazla avantaja sahiptir. Kişiye hiçbir maddi külfet getirisinin olmayışı ve çevre kirliliği yaratmıyor olması … gibi. Tek dezavantajı ise ilk yatırım maliyetinin yüksek oluşudur. Bu maliyet bilhassa güneş pillerinde fazlacadır.

Hazırladığım seminerle güneş pilleri ve güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretimi konu maşlığı altında kanımca yararlı olacağına inandığım bir çalışma yaptım.

12 Temmuz 2007

Güneş Kollektörlü Veya Güneş Panelli Isıtma Sistemleri

GÜNEŞ KOLLEKTÖRLÜ VEYA GÜNEŞ PANELLİ ISITMA SİSTEMLERİ

1. GENEL BİLGİLER

Şayet dünyamız bir ATMOSFER KATMANI ile kuşatılmamış olsaydı yerküre üzerinde alanı 1 (m2) olan bir toprak parçası üzerine dik doğrultuda etkiyen GÜNEŞ RADYASYONU yada GÜNEŞ IŞINIMI şiddetinin ortalama bir değer olarak 1.365 (kW/m2) gibi ÜRKÜTÜCÜ bir düzeye erişmesi söz konusu olacaktı. GÜNEŞ SABİTİ adıyla anılan bu radyasyon yada ışınım enerjisi yerkürenin toplam alanıyla çarpıldığı zaman oluşan ISITMA GÜCÜ yaklaşıklıkla 180.000.000 (MW) dolayındadır. Ancak atmosferin varlığından kaynaklanan YANSIMA, DAĞILMA ve APSORPSYON olaylarının etkisiyle bu radyasyon yada ışınım enerjisinin şiddeti ortalama olarak 1 (kW/M2) seviyesine indirgenmekte, hatta enlem derecelerine bağlı olarak Avrupa ülkeleriyle Türkiye’de 0,7 ile 0,9 (kW/M2) aralığı içinde değişim göstermektedir. Güneş radyasyonu yada güneş ışınımı etkisinden ötürü kazanılan ısı miktarları doğallıkla bu etkinin süresine de bağlıdır. Güneş radyasyonu etkisi Türkiye’de yaklaşıklıkla 1.100 (kW.saat/m2.yıl) değerleri arasında değişime uğrar. Yıl boyunca ortalama olarak 1.800 (saat) süreyle güneş ışınlarının etkisi altında bulunan ANKARA ili için bu değer 0,75 x 1.800 = 1.350 (kW.saat/m2.yıl) düzeyindedir. Yılda ortalama olarak 2.800 (saat) süreyle güneş ışınlarından yararlanan ANTALYA ve ADANA illerinde bu miktarlar 0,9 x 2.800 = 2520 (kW.saat/m2.yıl) dolayında bulunur.

Gerek gün boyunca ve gerekse bütün bir mevsim süresince hava koşullarında oluşan değişimler de keza büyük ölçüde güneş radyasyonu yada güneş ışınımı etkisine bağlıdır. HAVA SICAKLIĞI, DOYMA NEMLİLİĞİ yada BAĞIL NEM ORANI ve RÜZGÂR ETKİSİ gibi belli başlı iklimsel özelliklerin de güneş etkisine bağlı olarak şekillenmesi söz konusudur. Yer yüzeyine ulaşan güneş enerjisinin miktarı hem güneş ışınlarının geliş açısına göre değişik değerler almakta ve hem de atmosfer katmanı arasından geçişi sırasında çeşitli etkenler yüzünden giderek azalmaktadır. Atmosfer katmanının hemen dışında yüzey alanı 1 (m2) olan bir uzay boşluğuna dik doğrultulu olarak etkiyen güneş radyasyonu yada güneş ışınımı enerjisinin bu alan üzerinde oluşturduğu ısıtma gücü demin de belirttiğimiz gibi yaklaşıklıkla 1.365 (kW/m2) düzeyindedir.

Bu düzeyde bir ısıtma gücü:

1.365 (W/m2) = 1.174 (kcal/m2.saat)

eşitliğiyle belirli olan miktarlarda bir ısı enerjisine eşdeğerdir. Güneşle dünya arasındaki uzaklığın yıl boyunca dönemsel yada periyodik olarak değişmesi nedeniyle GÜNEŞ SABİTİ deyimiyle adlandırılan ve Q0 sembolüyle gösterilen bu ATMOSFER DIŞI GÜNEŞSEL ISITMA GÜCÜ yada ATMOSFER DIŞI GÜNISI ENERJİSİ biraz önce anılan değeri ortalama kabul eden ±%3 genişlikli bir sahanlık içinde değişime uğrar. Güneş enerjisinin RADYASYON yada IŞINIM yoluyla iletildiği bilinmektedir. Radyasyon ışınlarının dalga uzunlukları 0,2 MİKROMETRE (µm) ile 3 MİKRO METRE (µm) arasında değişir. Dalga uzunluğu 0,5 (µm) seviyesinde bulunan radyasyon ışınları maksimal düzeyde enerjiye sahiptir. Bu maksimal enerji seviyesi 2,15 (kW/m2) = 1,849 (kcal/m2.saat) dolayındadır. Dalga uzunluğu 0,2 (µm) ile 3 (µm) sahanlığı içinde bulunan güneş radyasyonu ışınları GÜNEŞ TAYFI yada GÜNEŞ SPEKTRUMU adıyla anılır. Bu tayfın sadece dalga uzunlukları 0,4 (µm) ile 0,8 (µm) sınırları arasında bulunan bölgesinin gözle fark edilebilmesi olanaklıdır. Bu nedenle bu bölgeye GÖRÜNÜR TAYF yada GÖRÜNÜR SPEKTRUM adı verilir. Güneş enerjisinin yaklaşıklıkla %6 oranındaki bölümü MOR ÖTESİ IŞINLARI, %50 oranındaki bölümü GÖRÜNÜR IŞINLAR, %44 oranındaki bölümü de KIZIL ALTI IŞINLARI aracılığı ile yer yüzeyine iletilir. Gerçekten de güneş ışınlarının atmosfer katmanından geçişi sırasında OZON KATMANI tarafından tutulmasından ötürü özellikle MOR ÖTESİ ışınları önemli derecede zayıflar. Ayrıca yer yüzüne ne denli yaklaşılırsa güneş spektrumu da o denli değişime uğrar. Yeryüzüne erişildiği zaman dalga uzunlukları 0,29 (µm) sınırının altında bulunan MOR ÖTESİ ışınlarından hiç eser kalmaz. Zira bu ışınların tümü OZON KATMANI tarafından bütünüyle tutularak güneş tayfından silinir. Diğer ışınlar da başka tip engellerle karşılaşır. Bu tip ışınlarda gözlenen zayıflama su buharından, dumanlardan ve toz partiküllerinden kaynaklanır. Öte yandan YANSIMA ve DAĞILMA olayların da bir başka zayıflama nedenidir. Atmosfer katmanı içinde yansıyan ve dağılan radyasyon ışınlarının bir kısmı dolaylı yoldan yer yüzeyine ulaşma başarısını gösterir. Dağılma olayına uğramadan yer yüzeyine ulaşan DOLAYSIZ RADYASYON ENERJİSİ tanımına benzer olarak yansıya yansıya ve dağıla dağıla yer yüzeyine kadar gelen bu DOLAYLI IŞINIM enerjisi DAĞILI RADYASYON ENERJİSİ deyimiyle nitelendirilir.

Bir yüzey üzerine etkiyen DOLAYSIZ ve DAĞILI RADYASYON ENERJİLERİ bu yüzey üzerinde ısı ölçümleri yapılmak suretiyle belirlenir.

Yer yüzüne ulaşan güneş enerjisini zayıflamasına neden olan belli başlı etkenler aşağıda kısa açıklamalar halinde özetlenmiş bulunmaktadır:

• YANSIMA VE DAĞILMA OLAYLARI :

Güneş ışınları atmosfer katmanı içinde yol alırken HAVA MOLEKÜLLERİ’ne, TOZ PARTİKÜLLERİ’ne ve SU BUHARI’na çarpmak zorunda kalabilmektedir. İşte yansıma ve dağılma olayları bu çarpışmalardan kaynaklanır. Dalga uzunlukları daha kısa olan güneş ışınları daha yoğun nitelikli dağılma olaylarının etkisi altında kalır. Bu olay özellikle MOR ÖTESİ ışınlarının başına gelmekte, gökyüzü bu nedenle MAVİ renkte görünmektedir.

• APSORPSYON OLAYLARI :

Apsorpsyon olayları atmosfer katmanı içinde bulunan OZON ve KARBON DİOKSİT gazlarıyla TOZLAR’dan, DUMANLAR’dan ve SU BUHARI’ndan kaynaklanır. OKSİJEN gazıyla AZOT gazının bu ışınlar üzerinde hiçbir etkisi olmamasına karşın yukarıda anılan ürünler güneş ışınlarını tutarak bu ışınların ISI ENERJİSİ biçimine dönüşmesine neden olur. Örneğin atmosfer katmanının 20.nci ilâ 50.nci kilometrelerinde bulunan OZON gazı hemen hemen MOR ÖTESİ ışınların tümünü tutarak bu ışınları ISI ENERJİSİ biçimine dönüştürür. Bu apsorpsyon olayının etkisiyle dalga uzunlukları 0,29 (µm) ‘den kısa olan radyasyon ışınlarının yer yüzeyine ulaşması tümüyle engellenir. Dalga uzunlukları 2 (µm) ile 2,8 (µm) arasında bulunan güneş ışınları özellikle KARBON DİOKSİT gazı tarafından apsorbe edilir. SU BUHARI ise dalga uzunlukları 0,72 (µm) ile 2 (µm) arasında bulunan radyasyon ışınlarına karşı özellikle duyarlıdır. Ancak atmosferin kapsamında süspansiyon halinde bulunan su buharının oranı çok değişken nitelikli olduğu için bundan kaynaklanan apsorpsyon etkisinin de o denli düzensiz olacağı kuşkusuzdur. Su buharı tarafından tutulan güneş enerjisinin miktarı 13 (mbar) = 1.300 (Pa) düzeyindeki bir buhar basıncı etkisi altında toplam güneş ışınımının yaklaşıklıkla %10 oranından fazla değildir. Nihayet özellikle büyük kentlerin üstünü kaplayan TOZ ve SİS KATMANLARI da güneş enerjisinin ölgünleşmesine yol açar.

Atmosfer katmanının neden olduğu bu zayıflatma etkisinin değerlendirilebilmesi amacıyla ÖLGÜNLEŞTİRME KATSAYISI deyimiyle anılan bir kavram geliştirilmiştir. Göz önüne alınan gerçek atmosferle aynı düzeyde ölgünleştirme etkisi yarattığı varsayılan imgesel nitelikli SAF ATMOSFER ortamı sayısını belirten bu Ö katsayısı genellikle 2 ilâ 8 aralığında değişir. BAĞIL NEM ORANI düşük seviyede bulunan TEMİZ VE serin bir atmosfer katmanına ilişkin Ö katsayısı 2 dolayında bulunduğu halde içinde UÇUCU nitelikli AEROSOL ürünler de olan KİRLİ, SICAK ve nemli bir atmosfer katmanına ait ö katsayısı bazı kritik durumlarda 8 değerine kadar bile erişebilir.

ß sembolü (%( birimi cinsinden güneşin ufuk üzerindeki yükselme açısını ve Qdlz sembolü de (W/m2) birimi cinsinden dolaysız güneş ışınımı enerjisini göstermek üzere yer yüzünde yatay konumlu bir yüzey alanı üzerine etkiyen toplam güneş radyasyonu veya güneş ışınımı enerjisi,

Qgün = Qdlz x sinß + Qdağ

ilişkisi aracılığı ile belirlidir. Ancak a sembolü 1’den küçük olan bir sayıyı göstermekte olduğuna göre bu enerjinin a oranındaki bölümü yeryüzünden yansıyıp yeniden atmosfere döneceği için yer yüzeyinde yatay konumlu olan 1 (m2) lik bir yüzey alanı tarafından kazanılan güneş enerjisi,

Qkd = Qgün x (1 – a) = (Qdlz x sinß + Qdağ) x (1 – a)

çarpımıyla olacaktır. İşte yer yüzeyinde kısa dalga uzunluklu güneş ışınlarından kazanılan Qkd tutarındaki ısı enerjisinin bu formül aracılığı ile hesaplanması ve sıcaklık farklılıkları nedeniyle uzun dalga uzunluklu güneş ışınlarından kazanılan Qkd tutarındaki ısı enerjisinin buna eklenmesi gerekir. Atmosferin karşı ışınım enerjisi A ve diğer yüzeylerin yayınım ışınımı enerjisi E sembolü ile gösterilirse uzun dalga uzunluklu ışınlardan ötürü kazanılan ısı enerjisi Qud = (A – E) farkıyla belirir ve böylece yer yüzeyinde alanı 1 (m2) olan yatay konumlu bir yüzey elemanı tarafından tutulan toplam güneş enerjisi,

Qtop = Qkd + Qgün (1 – a) + (A – E) = Qdlz x sinß + Qdağ) x (1 – a) + (A – E)

toplamına eşit olur. Ancak (A – E) teriminin fazla önemli olmadığı ve Qgün GÜNEŞSEL ISITMA GÜCܒnün başka her şeyden önce esas olarak Qtop çarpanından kaynaklandığı gözden kaçırılmamalıdır.

Yer yüzeyi tarafından kazanılan DOLAYSIZ ve DAĞILI nitelikli toplam güneş enerjisini belirten Qgün GÜNEŞSEL ISITMA GÜCܒnün ana öğesi DAĞILI nitelikli güneş enerjisini belirten Qdağ terimi değil Qdlz sembolüyle gösterilen DOLAYSIZ nitelikli güneş radyasyonu enerjisidir. Bundan dolayı,

Qgün = Qdlz x sinß + Qdağ

formülünün değerlendirilmesi sırasında Qdlz teriminin olanca duyarlılıkla hesaplanmasında yarar vardır. Yeryüzeyi tarafından kazanılan dolaysız nitelikli Qdlz güneş ışınımı enerjisi Q0 GÜNEŞ SABİTİ’ne, atmosferin güneş enerjisi üzerinde yarattığı ÖLGÜNLEŞTİRME ETKİSİ’ne, güneş ışınlarının atmosfer katmanı içinde izlediği YÖRÜNGE’nin uzunluğuna bağlı olarak farklı değerler alır. Bu enerjinin,

Qgün = Q0 x qm.0

formülü aracılığı ile ifade edilebilmesi mümkündür.

Qdlz Sembolü (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden güneş ışınlarından

kazanılan dolaysız nitelikli ısı enerjisi;

Q0 Sembolü (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden GÜNEŞ SABİTİ’ni;

q Sembolü (boyutsuz) bir büyüklük olarak uçucu nitelikli aerosol ürünlerden

yoksun olan temiz bir atmosfer katmanına ilişkin ISI İLETİM ÇARPANI’nı;

m Sembolü (boyutsuz) bir büyüklük olarak güneş ışınlarının atmosfer katmanı

içinde izlediği yolu nitelendiren YÖRÜNGE KATSAYISI’nı;

Ö Sembolü ise keza (boyutsuz) bir büyüklük olarak atmosfer katmanının güneş

radyasyonu enerjisi üzerinde yarattığı zayıflatma etkisini nitelendiren ÖLGÜNLEŞTİRME KATSAYISI’nı göstermektedir.

Daha önce de belirttiğimiz gibi GÜNEŞ SABİTİ’nin sayısal değeri,

1.174 (kcal/m2.saat) = 1.365 (W/m2) ye eşittir.

ISI İLETİM ÇARPANI’nın sayısal değeri ise 0,914 dolaylarındadır. p Sembolü güneş enerjisinin kazanıldığı bölgede, p0 sembolü de deniz seviyesinde geçerli olan ATMOSFER BASINCI’nı göstermek üzere m YÖRÜNGE KATSAYISI’ nın,

l p

m = —— x ——

sinß p0 bağlantısıyla belirli olduğu bilinmektedir.

Örneğin atmosfer basıncı p = 100500 (Pa)’a eşit olan büyük bir kentte 1 (m2) alanındaki yatay konumlu bir yüzey elemanı tarafından kazanılan DOLAYSIZ nitelikli güneş ışınımı enerjisinin hesaplanabilmesi için güneşin ufuk üzerinde oluşturduğu ß açısının da bilinmesi gerekir. Bu açının 450 ‘ye eşit olduğu varsayımı yürütülürse,

m = (1/sin 450) x (100500 / 101300) = 1,403

Qdlz = 1174 x 0,9141.403 x 4 = 1174 x 0,6037 = 708,74 (kcal/m2.saat)

Qdlz = 1365 x 0,9141.403 x 4 = 1365 x 0,6037 = 824,05 W/m2)

Sonuçları elde edilir. büyük kentlerde genellikle Ö = 4 düzeyinde alınan ölgünleştirme katsayısı, endüstriyel nitelikli yerleşim merkezlerinde 6 düzeyine çıkarılmalı, temiz havalı kentlerde ise 3 düzeyine indirilmelidir. Ancak havası çok temiz olan KIRSAL alanlarda Ö = 2 değerinin benimsenmesi mümkün olabildiği gibi havası son derecede kirli olan yerleşim merkezlerinde Ö = 8 sınırına kadar çıkılabilmesine bile izin verilebilir. Görüldüğü gibi atmosfer katmanının hemen dışında güneş sabiti düzeyinde bir ısı enerjisinin kazanılması mümkün olduğu halde bu sayısal hesapta sözü edilen coğrafik yörede güneş enerjisinden kazanılan dolaysız nitelikli ısıtma gücü 708,74 (kcal/m2.saat) = 824,05 (W/m2) değerlerinde indirgenmekte yani GÜNEŞ SABİTİ’nin atmosfer katmanının varlığından ötürü,

1174 – 708,74 1365 – 824,05

———————– = ———————— = %39,6

1174 1365

oranında bir KAYBA UĞRAMASI söz konusu olmaktadır. Dağılı nitelikli güneş radyasyonu enerjisinin hesaplanabilmesi için bazı varsayımlardan yola çıkılması, örneğin dolaysız güneş ışınımının hangi orandaki bölümünün APSORPSYON etkisine maruz kaldığı hangi orandaki bölümünün de YANSIMA ve DAĞILMA olaylarına uğradığının bilinmesi gerekir.

Bir yüzey tarafından kazanılan radyasyon veya ışınım enerjisi hesaplanırken hem DOLAYSIZ RADYASYON veya IŞINIM etkisinin ve hem de DAĞILI RADYASYOn veya IŞINIM etkisinin dikkate alınması gereği vardır. Dolaysız ışınım etkisi güneş radyasyonunun şiddetiyle orantılıdır ve dolayısıyla da gün ışıklarının ilgili yüzey üzerindeki yansıma açısına bağlı olarak değişik değerler alır. Buna karşılık dağılı ışınım etkisinin yerel koşullara göre belirlenmesi zorunluluğu vardır.

GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ veya GÜNEŞ PANELLERİ adıyla bilinen ve özellikle AKŞEHİR ve çevresinde GÜNISI SİSTEMLERİ deyimiyle anılan aygıtlardan yararlanılması suretiyle gerek dolaysız ve gerekse dağılı ışınım yoluyla yayınan bu bedava enerjinin kazanılması mümkündür. Karşılığında kimseye hiçbir bedel ödenmesi gerekmeyen DOĞA VERGİSİ BU BEDAVA GÜNEŞ ENERJİSİ de tıpkı ısı pompalarında olduğu gibi YAPI İÇİ HACİMLERİ’nin, YÜZME HAVUZLARI’nın ve SICAK KULLANMA SUYU TESİSATI’nın ısıtılması amacıyla yükümlendirilebilir. Güneş enerjisinin bu alanlarda kullanılabilmesi amacıyla FOTOVOLTAİK ETKİ adıyla bilinen ve iki katman veya iki eleman arasında güneş ışıkları aracılığı ile ELEKTRİKSEL nitelikli bir GERİLİM FARKI yaratılması amacıyla tasarlanan dönüşüm yöntemi yerine bu kez tam tersine TERMODİNAMİKSEL dönüşüm yönteminden yararlanılmakta ve bu dönüşümün gerçeklenmesi için DÜŞÜK, ORTA ve YÜKSEK sıcaklık seviyeli GÜNISI sistemlerinden istifade edilmektedir. Orta ve yüksek sıcaklık seviyeli sistemler özellikle endüstriyel prosesler için BUHAR ÜRETİMİ yapılması amacıyla kullanılır ve bu gayeye yönelik olarak PARABOLİK AYNALAR’dan yararlanılması gündeme gelirken düşük sıcaklık seviyeli sistemlerin ISITMA ve SICAK KULLANMA SUYU ÜRETİMİ alanında çok uygun sonuçlar verdiği gözlenmektedir. Bundan dolayı biz de bu burada sadece düşük sıcaklık seviyeli sistemlerle ilgileneceğiz.

Özellikle İSRAİL ile AVUSTRALYA’da güneş enerjisi kullanımının çok yaygın şekilde uygulandığına tanık olunmaktadır. 1998 yılı verileri dikkate alındığı zaman bu iki ülkede sırasıyla 1.000.000 ve 400.000 adet ŞOFBEN’in güneş enerjisi aracılığı ile beslendiği bilinmekteydi. Küçücük İSRAİL’de gerçeklenen bu devasa atılımların ibretle izlenmesinde yarar vardır. AVRUPA ülkelerinde ise bu birçok alanda olduğu gibi keza bu alanda da önderlik ALMANYA’ya aittir. Bu ülkede kurulu olan GÜNEŞ PANELLERİ’nin veya GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ’nin toplam alan ölçüsü 1998 yılı verileriyle 800.000 (m2) düzeyine erişmiş bulunmaktaydı. Üstelik Almanya’da yıllık artış hızının da çok yüksek olduğu bilinmektedir. Bu alan çok yakın bir gelecekte 1.000.000 (m2) düzeyine erişirse hatta bu düzeyi de aşarsa şaşmamak lâzımdır. Almanya’da kurulu güneş kollektörleri toplam alanının %1 oranındaki bölümü YAPI İÇİ HACİMLERİ’nin %25 oranındaki bölümü YÜZME HAVUZLARI’nın ısıtılması amacıyla kullanılırken %43 oranındaki bölümün SICAK KULLANMA SUYU ÜRETİMİ işinde geriye kalan %31 oranındaki bölümün de hem sıcak kullanma suyu üretimi ve hem yapı içi hacimlerinin ısıtılması veya hem sıcak kullanma suyu üretimi ve hem yüzme havuzlarının ısıtılması gibi ORTAK uygulamalarda kullanıldığı gözlenmektedir. Güneş kollektörlü veya güneş panelli ısıtma sistemleri konusunda Fransa’da yapılmış olan yatırımlar da azımsanacak gibi değildir. 1998 yılı itibariyle özellikle sıcak kullanma suyu üretimiyle yüzme havuzlarının ısıtılması işinde kullanılmak üzere Fransa’da kurulu güneş panellerinin toplam yüzey alanı yaklaşıklıkla 350.000 (m2) dolayında bulunmaktaydı. Isıtma tekniği alanında güneş enerjisinden yararlanılması büyük miktarlarda enerji kazancı gerçeklenebilmesine olanak verdiği gibi KARBON DİOKSİT (CO2), KLOROFLÜOROKARBON (CFC), METAN (CH4) ve AZOT MONOKSİT (N2O) vb… gazların yayınımına da neden olmadığı için SERA ETKİSİ diye bilinen ve atmosfer katmanının giderek hem ısınmasına ve hem de kirlenmesine yol açan sakıncaların azaltılabilmesi imkânını da sağlar.

Güneş kollektörleri hemen hemen tamamen yapıların çatısına yerleştirilmekte, seyrek bazı durumlarda da bu panellerin duvar yüzeylerine veya yapı dışına konuşlandırıldığı görülmektedir. Şekil.1’de prensip şeması tanıtılan ısıtma ve sıcak kullanma suyu tesisatında belirtildiği gibi kollektör veya ısı paneli aracılığı ile güneş ışınlarından kazanılan ısı enerjisi bir SU ÇEVRİMİ vasıtasıyla SICAK SU DEPOSU’na aktarılmakta, bu deponun içinde bulunan su kütlesinin ısıtılması amacıyla kullanılmaktadır. Güneş kollektörünün dış ortama yapının çatısına yerleştirilmiş olmasından ötürü bu kollektör aracılığı ile beslenen ısıtma çevriminde dolaşım yapan su kütlesinin donma etkisine karşı korunması gereği vardır. Bu amaçla daha çok DİALKOL adıyla da anılan GLİKOL ürününden yararlanıldığı görülmektedir. Sadece güneş enerjisinin yeterli olamayabileceği düşüncesiyle tesisata bir SICAK SU KAZANI eklenmiş, SICAK SU DEPOSU’nun bu kazan vasıtasıyla ısıtılabilmesi olanağı da yaratılmıştır. Isıtma tesisatı suyu ile sıcak kullanma suyunun birbirlerine karışması doğru olmayacağı için sıcak su deposunun çift bölmeli olarak gerçeklendiği, soğuk kullanma suyunun doğrudan doğruya sıcak kullanma suyu bölmesine alındığı, sıcak kullanma suyu çıkışının da keza aynı bölmeden yapıldığı gözlenmektedir. MUTFAK TESİSATI ile BANYO TESİSATI doğallıkla sıcak kullanma suyu bölmesine, KALORİFER TESİSATI ise ısıtma suyu bölmesine bağlıdır.

2. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLÜ VEYA GÜNEŞ PANELLİ ISITMA

SİSTEMLERİNE İLİŞKİN BELLİBAŞLI TANIMLAR

GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Güneş ışınları aracılığı ile yayınan RADYASYON veya IŞINIM ENERJİSİ’nin alınmasını, bu enerjinin ISI ENERJİSİ biçimine dönüştürüldükten sonra ısı taşıyıcı bir akışkana iletilmesini sağlayan sistemler bu adla anılmaktadır. Gerçeklenen bu dönüştürme işleminden ötürü bu aygıtlar TERMİK DÖNÜŞÜMLÜ güneş kollektörleri veya güneş panelleri adıyla da isimlendirilir. Bir GÜNEŞ KOLLEKTÖRܒnde veya bir GÜNEŞ PANELİ’nde APSORBÖR deyimiyle nitelendirilen bir enerji yutma aygıtı, SAYDAM nitelikli bir ÖRTÜ ve ISIL YALITIMLI bir KASA veya KOFRA bulunur.

SIVI ÇEVRİMLİ GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Güneş ışınlarından aldığı RADYASYON veya IŞINIM ENERJİSİ’ni ISI ENERJİSİ biçimine dönüştürdükten sonra ısı taşıyıcı akışkan olarak bir SIVI ÇEVRİMİ’ne aktaran güneş kollektörü veya güneş panelinin bu adla tanımlanması söz konusudur. Bu SIVI ÇEVRİMİ’nde sadece SU’dan veya SU ile ANTİFRİZ KARIŞIMI’ndan yararlanılabildiği gibi uygun nitelikli bir ORGANİK MAYİ’den de istifade edilebilir.

HAVA ÇEVRİMLİ GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Güneş ışınlarından aldığı RADYASYON veya IŞINIM ENERJİSİ’ni ISI ENERJİSİ biçimine dönüştürdükten sonra ısı taşıyıcı akışkan olarak bir HAVA ÇEVRİMİ’ne aktaran güneş kollektörü veya güneş paneli bu adla anılır.

DÜZLEMSEL YÜZEYLİ GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Güneş ışınlarının odaklaştırma ve yansıtma amacına yönelik optik sistemlerden geçirilmeksizin doğrudan doğruya APSORBÖR aygıtı üzerine düşürülmesi amacıyla tasarlanan ve bu nedenle de DÜZLEMSEL YÜZEYLİ APSORBÖR AYGITLARI’yla donatılan güneş kollektörlerinin veya güneş panellerinin bu adla anılması söz konusudur. Bu tip günısı sistemlerinde apsorbör yüzeyi ile kollektör yüzeyi aynı anlamı içerir.

ODAKLAŞTIRMALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Dolaysız güneş radyasyonunun bir optik sistemden geçirilip odaklaştırıldıktan sonra APSORBÖR aygıtı üzerine düşürülmesi amacıyla gerekli elemanlarla donatılmış olan güneş kollektörü veya güneş paneli bu deyimle tanımlanır.

REFLEKTÖR veya YANSITICI : Bir güneş paneline çarptıktan sonra yansıyıp geri dönen dolaysız ve dağılı radyasyon enerjisinin gerisingeri tekrar panele doğru yansıtılması amacıyla kullanılan parlak yüzeyli donatım elemanlarının bu adla anılması söz konusudur.

REFLEKTÖRLÜ veya YANSITICILI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Daha fazla miktarda radyasyon veya ışınım enerjisi kazanılması amacıyla bir yada birkaç reflektörle donatılmış olan güneş kollektörü veya güneş paneli bu adla anılmaktadır.

YAPI BİLEŞENİ NİTELİĞİNİ TAŞIMAYAN GÜNEL KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Sadece güneş kollektörü olmaktan öte başkaca hiçbir yapısal işlevi bulunmayan ve bundan dolayı da ÇATI veya DUVAR görevini yapan bir YAPI BİLEŞENİ olarak tasarlanmış olmayan yada ÇATI SÜSLEMESİ olarak kullanılmak üzere öngörülmeyen EKLENTİSEL yapılı bağımsız nitelikli ayaklı panellere bu ad verilmektedir.

YAPI BİLEŞENİ NİTELİĞİNİ TAŞIYAN GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Güneş kollektörü işlevinin yanı sıra ayrıca ÇATI veya DUVAR görevini de yapan bir YAPI BİLEŞENİ olarak tasarlanan veya ÇATI SÜSLEMESİ niyetine kullanılan BÜTÜNLEŞİK yapılı ENTEGRE tip panellerin bu isimle tanımlanması söz konusudur. Bir yapı bileşeni olarak tasarlanmaları halinde çatının veya duvarın bölümsel veya bütünsel olarak bu paneller aracılığı ile oluşturulabilir.

YARI BAĞIMSIZ NİTELİKLİ GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Tek başına güneş kollektörü olmaktan öte başkaca hiçbir işlevi bulunmadığı halde örneğin SIZDIRMAZLIK TEKNESİ gibi uygun nitelikli bir donatım elemanıyla birlikte tasarlandığı zaman kısmen veya tamamen ÇATI görevini yapan bir YAPI BİLEŞENİ olarak projelendirilen veya bir ÇATI SÜSLEMESİ niyetine kullanılan güneş panelinin bu adla anılması söz konusudur.

BÜTÜNLEŞİK NİTELİKLİ ENTEGRE TİP GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ veya GÜNEŞ PANELİ : Kendisi ÇATI görevini yapan bir YAPI BİLEŞENİ olarak tasarlanmamakla birlikte örneğin çatının üstüne kaplanan CAM TUĞLALARI KATMANI’nın altına yerleştirildiği için bu katmandan sanki kendisine ait SAYDAM ÖRTܒymüş gibi yararlanan güneş kollektörü veya güneş paneline bu ad verilmektedir.

GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ veya GÜNEŞ PANELLERİ GURUBU : Yapı bileşeni niteliğini taşımayan ve aralarındaki açıklık 400 (mm) den küçük olan iki veya daha fazla sayıdaki güneş kollektöründen oluşan panel sisteminin bu adla anılması söz konusudur. Yapı bileşeni niteliğini taşımakla birlikte yarı bağımsız veya bütünleşik nitelikli olan ve aralarında bir çatı veya duvar bulunmayan iki veya daha fazla sayıdaki güneş kollektöründen oluşan panel sisteminin de keza bir gurup oluşturduğu söylenir. Bağlantı parçaları güneş kollektörlerine ait ikincil nitelikli donatım elemanları olarak kabul edilir.

GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ KASASI : Bir güneş kollektörünün arka yüzeyiyle yanal yüzeylerinin kapatılması amacıyla öngörülen kasa sistemi bu adla anılmaktadır.

SAYDAM veya YARI SAYYDAM NİTELİKLİ ÖRTÜ : Apsorbörün güneş ışınlarına bakan yüzeyi üzerine yerleştirilen SAYDAM veya YARı SAYDAM nitelikli CAMSIZ elemanın bu adla anılması söz konusudur. Güneş ışınlarının apsorbör aygıtına iletilmesi göreviyle yükümlü olan ve bazı hallerde birden fazla sayıda katmandan oluşturulan bu elemanın mutlak anlamda saydam nitelikli olması şart değildir. Dalga uzunlukları 0,4 (µm) ilâ 0,7 (µm) arasında bulunan radyasyon ışınlarının iletilmesine olanak verebilecek derecede saydam nitelikli olan örtüler genellikle CAMEKÂN adıyla anılır.

APSORBÖR : Kendisine ulaşan güneş ışınlarının tutulması ve bu ışınların ISI ENERJİSİ biçimine dönüştürüldükten sonra bir SIVI ÇEVRİMİ’ne aktarılması göreviyle yükümlü olan yüzey elemanlarının bu adla anılması söz konusudur. Apsorbör aygıtları PLAKALI, IZGARALI, SERPANTEN BATARYALI vb. …. tiplerde gerçeklenebilmektedir.

ISI TAYIŞICI SIVI ÇEVRİMİ : Apsorbör tarafından kendisine aktarılan radyasyon ısısının sıcak kullanma suyu veya ısıtma tesisatına iletilmesini sağlamak göreviyle yükümlendirilen sıvı çevriminin bu adla anılması söz konusudur.

MAKSİMAL NİTELİKLİ ve DURAĞAN ÖZELLİKLİ KOLLEKTÖR veya PANEL SICAKLIĞI : Dış hava sıcaklığının en üst düzeyine çıkması ve ısı taşıyıcı akışkanın çevrim yapmaksızın durağan halde kalması durumunda bir güneş kollektöründe apsorbör aygıtının denge konumunda erişebileceği maksimal nitelikli sıcaklık seviyesi bu adla anılmaktadır.

3. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN VEYA

GÜNEŞ PANELLERİNİN TASARIMI

Üretim teknolojisi bakımından güneş kollektörleri veya güneş panelleri başlıca iki guruba ayrılmaktadır. Bunlardan biri DÜZLEMSEL yapılı prizmatik paneller, öteki ise VAKUM BORULU silindirik kollektörlerdir. Gerçi saydam örtü sistemiyle ısı depolama sisteminin BÜTÜNLEŞİK olarak tek bir ünite şeklinde gerçeklendiği kollektörlerle her iki yüzeyi de etkin olan kollektörler de bulunmakla birlikte bu gibi panellerin henüz gelişme aşaması evriminde olmaları söz konusudur. DÜZLEMSEL yapılı bir güneş kollektörü apsorbör ödevini gören düzlemsel yüzeyli bir metal plakasından oluşturulur. Bu plakanın yüzeylerinden biri güneş ışınlarına karşı duyarlı olan bir malzeme katmanıyla kaplanır, bu katmanın altına ise bütünleşik nitelikli bir BORU DEMETİ yerleştirilir. Apsorbör aracılığı ile kazanılan ısı enerjisi bu boru demeti içinde dolaşım yapan bir SIVI ÇEVRİMİ vasıtasıyla ısıtma tesisatına iletilir. Isı kayıplarının azaltılması amacıyla apsorbörün yanal yüzeyleriyle arka yüzeyinin ısıl bakımdan yalıtılması yoluna başvurulur. Apsorbörü kuşatan kasanın üst yüzeyi ise ya tek veya çift katlı bir camekânla yada saydam veya yarı saydam nitelikli plastik bir örtüyle kaplanır (Şekil :2). Bu amaçla çift katlı bir camekândan yararlanılması ve katlar arasında bir emme yada vakum basıncı oluşturulması halinde apsorbörden bu camekâna doğru KONVEKSYON veya DEVİNİM yoluyla oluşan ısı kayıplarının büyük ölçüde azaltılabilmesi olanağı elde edilebilir. Bu gibi durumlarda düzlemsel yapılı vakum basınçlı kollektörlerden yararlanılması söz konusu olur.

Düzlemsel yapılı çatı tipi bir güneş kollektörünün çatıdan bağımsız olarak gerçeklenebilmesi mümkün olabildiği gibi tıpkı çatı niteliğinde bir yapı bileşeni olarak tasarlanabilmesi de olanaklıdır. Yapı bileşeni niteliğini taşımayan çatı tipi bağımsız özellikli güneş panelleri ayaklar aracılığı ile çatı üzerine bağlanırken yapı bileşeni niteliğini taşıyan çatı tipi güneş kollektörlerinin çatıyla bütünleşik olarak gerçeklenmesi söz konusudur (Şekil: 3). Şekil 3/c’de tanıtıldığı gibi düzlemsel yapılı prizmatik biçimli güneş kollektörlerinin çatı yerine teraslar üzerine yerleştirilebilmesi de mümkündür. Güneş kollektörleriyle dış ortam ve yapı bileşenleri arasında ısı alışverişi yapılmasından kaçınılması olanağı bulunamaz. Bu alışveriş genellikle güneş kollektörü için hemen hemen daima yitikler şeklinde oluşur. Şekil 2 ‘de tanıtılan prensip şemasında açıklanmış olduğu gibi apsorbörden ve saydam örtüden dış ortama doğru hem bir taraftan radyasyon veya ışınım yoluyla ve hem de diğer taraftan özellikle rüzgarın etkisiyle konveksyon veya devinim yoluyla ısı kayıpları oluşmaktadır. Ayrıca ısı yalıtım katmanının varlığına rağmen apsorbörden çatıya doğru bu kez de kondüksyon veya değinim yoluyla ısı yitiklerinin oluşması gündemdedir. Güneş kollektörünün yanal yüzeyleriyle alt yüzeyi ne denli etkin biçimde yalıtılırsa bu kondüksyon veya değinim yitiklerinin de o denli azaltılabilmesi olanağı elde edilir. bazı coğrafik yörelerde kavurucu yaz sıcaklarında ısı taşıyıcı sıvı çevriminin sıcaklığı 100 (0C) düzeyine kadar bile çıkabilir. Böyle durumlarda radyasyon ve konveksyon kayıplarında da artış gözlenir. Isı yitiklerinin azaltılması amacıyla çift camekânlı düzlemsel yapılı güneş kollektörlerinde uygulanan vakum tekniği vakum borulu silindirik yapılı kollektörlerde çok daha ilginç nitelikli bir uygulanma alanı bulur. Bunun nedeni vakum borulu güneş kollektörlerinde apsorplayıcı yüzeyler içlerinde vakum basıncı oluşturulan cam borulara yerleştirilir. Apsorbör tarafından kazanılan ısıtma gücünün ısıtma tesisatına aktarılması işlemi ya DOLAYSIZ biçimde yada HEAT PIPE adıyla bilinen sistemler aracılığı ile DOLAYLI biçimde gerçeklenir. Dolaysız ısı aktarımlı güneş kollektörlerinde sıvı çevrimi apsorbör içinde dolaşım yaptığı halde dolaylı ısı aktarımlı güneş kollektörlerinde HEAT PIPE adıyla bilinen ISITMA BORULU donatım sisteminden yararlanılır. Dolaylı ısı aktarımlı ısıtma borulu güneş kollektörlerinde apsorbör tarafından üretilen ısıtma gücü genellikle bir soğutucu akışkandan istifade edilmek suretiyle ilkin kollektörün üst ucuna konuşlandırılan bir ISI EŞANJÖRܒne aktarılır. Bu aktarımın gerçeklenmesi için apsorbör tarafından güneş enerjisi kazanılması yeterlidir. Gerçekten de kazanılan ışınım enerjisi ısı enerjisi biçimine dönüştürüldüğü zaman bu enerji soğutucu akışkana iletilmekte, ısınma olayının etkisiyle buharlaşan soğutucu akışkan yukarılara doğru tırmanarak ısı eşanjörüne kadar ulaşmaktadır. Isı taşıyıcı sıvı çevriminin bu eşanjör içinde dolaşım yapması soğutucu akışkanın bu kez ısı yitirerek yoğuşmasına neden olmakta, sıvı soğutucu akışkan doğal yolla yani güneş kollektörünün eğimli olmasından yararlanıp kendi ağırlığının etkisiyle oluşan düşme yoluyla tekrar aşağıya doğru inerek yeniden apsorböre dönmektedir. Bu tip sistemlerde ısı eşanjörü içinde dolaşım yapan SIVI ÇEVRİMİ sıcaklığının 150 (0C) düzeyine kadar erişmesi hatta bu düzeyi aşması bile mümkün olabilmektedir. HEAT PIPE adıyla anılan ISITMA BORULU güneş kollektörlerinin en büyük avantajlarından birisi de işte budur.

Şekil : 2

Güneş kollektörlerinin yüzme havuzlarının ısıtılması amacıyla uygulanması halinde apsorbör ortalama sıcaklığının 35 (0C) sınırından öte artırılması çoğu zaman gerekmez. Zira bu düzeyde bir sıcaklık derecesi gerek açık ve gerekse kapalı tip yüzme havuzlarında su sıcaklığının ?t = 4 (0C) = 4 (K) kadar artırılabilmesi olanağına elverebilir ki bu da çoğu durumlarda yeterli olur. Hatta salt bu nedenle apsorbörlerin ısıl yalıtım katmanları aracılığı ile ısı yitiklerine karşı korunması uygulamasından vazgeçildiği bile olmaktadır. Apsorbör oluşturulması amacıyla öngörülen boru sistemlerinde en çok PP sembolüyle anılan sentetik nitelikli POLİPROPİLEN malzemesiyle EPDM sembolüyle anılan ELASTOMER esaslı bir sentetik ürün olan ETİLEN, PROBİLEN ve DİEN TERPOLİMER malzemesinden yararlanıldığı gözlenmektedir. Bu sonuncu malzeme gerçekte son derecede uzun ömürlü olan TERMOPLASTİK nitelikli özel kaliteli bir SENTETİK KAUÇUK’tan başka şey değildir. Nitekim POLİPROPİLEN borulu apsorbörlerin ömürleri 20 küsur yıl dolayında bulunduğu halde EPDM borulu apsorbörler yaklaşıklıkla 30 yıl süreyle dayanıklılık özelliklerini koruyabilmektedirler.

Şekil : 3

Ancak her iki ürünün de ortak bir sakıncası vardır. O da içleri suyla dolu olduğu zaman don etkisine uğramaları halinde apsorbörlerin yapısal nitelikli bozulma belirtileri göstermeleri tehlikesidir. Bundan dolayı yapımcılar kış başlamadan önce yada daha iyisi don tehlikesi beklentisi içinde bulunulduğu zaman bu apsorbörlerin içinde dolaşım yapan çevrim suyunun boşaltılmasını önermektedir. Şekil : 4 ‘de EPDM borulu kelebek kanatlı bir apsorbörde dolaşıma tabi tutulan su çevrimine ait prensip şeması tanıtılmıştır. Yüzey alanlarının 1000 (m2) düzeyinde bulunmasından ötürü bu tip güneş kollektörleri HOLLANDA’da özellikle YÜZME HAVUZLARI’nın ısıtılması amacıyla kullanılmaktadır. Isı depolama yeteneğiyle donatılmış olan silindirik yapılı ısı akümülasyonlu güneş panellerinde hem bir taraftan sıcak su üretiminin gerçeklenmesi ve hem de diğer taraftan üretilen sıcak suyun depolanması söz konusudur. Bu amaçla Şekil: 5 ‘de tanıtıldığı gibi güneş radyasyonu ışınlarının tutulmasını sağlamakla görevli olan silindirik yapılı borusal biçimli apsorbörün iç hacmi aynı zamanda SICAK SU DEPOSU olarak kullanılmaktadır.

Güneş radyasyonu ışınlarının tutulmasını sağlamak göreviyle yükümlü olmakla birlikte iç hacmi SICAK SU DEPOSU işlevini de yapan silindirik yapılı apsorbör aygıtı güneş radyasyonu ışınlarını geçirmeyen OPAK nitelikli bir ısı yalıtım katmanı üzerine oturtulmuştur. Ayrıca darbe etkisine karşı dayanıklı olan hafif donatılı cam örtüyle kapatılan üst yüzeyin hemen altında saydam nitelikli bir ısı yalıtım katmanının öngörüldüğü ve böylece bu niteliğinden ötürü güneş radyasyonu ışınlarının apsorböre ulaşmasını engellemeyen bu katman aracılığı ile güneş kollektöründen dış ortama doğru oluşan ısı kayıplarının azaltılmaya çalışıldığı görülmektedir. Silindirik yapılı apsorbörün hemen altında bulunan opak nitelikli ısı yalıtım katmanının üst yüzeyi REFLEKTÖR adıyla anılan bir yansıtıcıyla donatılmış olduğu için apsorböre yalnızca dolaysız güneş ışınları değil bu reflektöre çarpıp yansıyan dağılı güneş ışınları da ulaşmaktadır.

4. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNE İLİŞKİN VERİMLİLİK ÖLÇÜTLERİ

Düzlemsel yapılı prizmatik biçimli ve vakum borulu güneş kollektörleriyle özellikle yüzme havuzlarının ısıtılması amacıyla kullanılan sentetik borulu kelebek kanatlı güneş panellerinin ısıtma verimleri yerel nitelikli iklimsel koşullara bağlı olarak en fazla %80 oranına kadar erişebilmektedir. Ortalama verim oranı genellikle %40 ila %55 düzeyindedir. Bir güneş kollektörü tarafından tutulan güneş radyasyonu yada güneş ışınımının ısı enerjisi biçimine dönüştürülmesi işlemi birçok faktörün ortaklaşa etkisi altında gerçeklenir. Örneğin RADYASYON veya IŞINIM ve KONDÜKSYON veya DEĞİNİM yoluyla yitirilen ısı miktarları ne denli fazla olursa güneş kollektörünün ısıtma verimi de o denli azalır. Radyasyon veya ışınım yoluyla yitirilen ısı miktarlarının olabildiğince alt düzeye indirilebilmesi için güneş paneline ilişkin APSORPSYON KATSAYISI’nın mümkün mertebe yüksek olması zorunluğu vardır. Sözgelimi apsorbör üzerine etkiyen kısa dalga uzunluklu güneş ışınları söz konusu olduğu zaman 0 ilâ 1 aralığı içinde değişen boyutsuz bir büyüklük olarak tanımlanan bu katsayı ? = 0,95 düzeyinde bulunmalıdır. Tam tersine apsorbör tarafından yansıtıldığı bilinen uzun dalga uzunluklu güneş ışınları söz konusu olduğu zaman güneş paneliyle ilgili YAYINIM KATSAYISI olabildiğince düşük olmalı, keza 0 ilâ 1 aralığı içinde değişen boyutsuz bir büyüklük olarak tanımlanan bu katsayı örneğin ? = 0,1 sınırını aşmamalıdır. Nihayet güneş kollektörü üst yüzeyinin kapatılması amacıyla kullanılan camsal veya sentetiksel nitelikli örtüye ait ? ISI GEÇİRGENLİK KATSAYISI’nın mümkün mertebe yüksek olmasına gerek vardır.

Şekil : 4

Şekil : 5

Şekil : 6

Boyutsuz bir büyüklük olarak tanımlanan ve 0 ilâ 1 aralığı içinde değişim gösteren bu katsayı ne denli artırılabilirse YANSIMA yoluyla oluşan ısı kayıplarının o denli azaltılabilmesi olanağı elde edilir. kaliteli bir güneş kollektöründe ? katsayısı için 0,95 değerinin benimsenebilmesi mümkündür. Bir güneş kollektörüne ait ISITMA VERİMİ,

Apborbör tarafından kazanılan yararlı ısı enerjisi

? = ————————————————————–

Apsorbör üzerine etkiyen toplam güneş enerjisi

tanımı uyarınca,

? = Qyar / Qgün

oranıyla belirlidir. Apsorbör tarafından kazanılan yararlı ısı enerjisi bu aygıt tarafından tutulan güneş enerjisiyle kaybedilen toplam ısı enerjisinin farkına eşit olduğu için,

Qyar = ? x ? x Qgün – Qt

İlişkisinden yararlanıldığı zaman ISITMA VERİMİ’nin,

Qyar ? x ? x Qgün – Qt Qt

? = ———- = ————————– = ? x ? – ——-

Qgün Qgün Qgün

formülünün yazılması mümkün olur.

Qyar Sembolü (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden (m2) yüzey alanı başına apsorbör tarafından kazanılan yararlı ısı enerjisini;

Qgün Sembolü (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden (m2) yüzey alanı başına apsorbör üzerine etkiyen toplam güneş enerjisini;

? Sembolü (boyutsuz) bir büyüklük olarak apsorböre ilişkin APSORPSYON KATSAYISI’nı;

? Sembolü keza (boyutsuz) bir büyüklük olarak apsorböre ilişkin YAYINIM KATSAYISI’nı;

Qt Sembolü (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden (m2) yüzey alanı başına apsorbör tarafından kaybedilen toplam ısı enerjisini;

k Sembolü (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden apsorböre ilişkin TOPLAM ISI İLETİM KATSAYISI’nı;

?t Sembolü ise (0C) veya (K) birimleri cinsinden apsorbörle dış ortam arasındaki SICAKLIK FARKI’nı göstermektedir.

? x ? x Qgün çarpımının (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden değerlendirilmek üzere (m2) yüzey alanı başına apsorbör tarafından tutulan güneş enerjisini nitelendirdiği bellidir.

Güneş kollektörlerinin çatıların güneye bakan yamaçları üzerine yerleştirilmesi gerekir. 300 ilâ 500 lik bir KUZEY ENLEM KUŞAĞI için en uygun eğim açısı 300 ilâ 450 aralığı içinde değişim gösterir. Üretilmesi mümkün olan yararlı ısıtma gücü (m2) apsorbör yüzey alanı başına yılda 450 (kW.saat/m2.yıl) dolayındadır. 400 lik bir KUZEY ENLEM DAİRESİ’nde bulunan bir yapıya ait çatının güney yamacına 450 lik bir eğim açısıyla yerleştirilen bir güneş kollektörü üzerine hangi miktarlarda güneş enerjisinin etkimekte olduğu ve bu kollektör tarafından hangi miktarlarda güneş enerjisinin tutulabilmesi olanağının bulunduğu (kW.saat/m2.gün) birimi cinsinden değerlendirilmek koşuluyla Şekil : 6 ‘da tanıtılmış bulunmaktadır. Kollektörün bir yılda 1800 (saat) süreyle güneş etkisine maruz bulunduğu varsayılırsa kollektör tarafından tutulan güneş enerjisine nitelendiren nokta dolgulu alanın yaklaşıklıkla,

1800 (saat)

2(kW.saat/m2.gün) x ———— = 2 (kW.saat/m2.gün) x 225 (gün) = 450 (kW.saat/m2.sene)

8 (saat)

değeriyle belirli olduğu anlaşılmaktadır.

5. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN YAPI İÇİ HACİMLERİNİN

ISITILMASI AMACIYLA KULLANILMASI

Kışın havalar soğuduğu zaman güneş radyasyonu etkisinin de azalmasından ötürü yapı içi hacimlerinin güneş enerjisi aracılığı ile ısıtılması ancak ender hallerde mümkün olabilir. Dağıtım kayıpları da dikkate alınırsa yapı içi hacimlerinin ısıtılması amacıyla 300 ilâ 500 lik KUZEY ENLEM KUŞAĞI içinde öngörülen bir güneş kollektörü tesisatı bir boyunca (m2) apsorbör yüzey alanı başına yaklaşıklıkla ancak 450 (kW.saat/m2.yıl) düzeyinde bir ISITMA GÜCÜ üretilmesi olanağını sağlayabilir. Yazın kazanılan ısı enerjisinin uzun ömürlü ısı akümülatörleri aracılığı ile depolanıp kışın kullanıma sunulması düşünülebilirse de bu sorunun ucuz yoldan çözümlenebilmesi bugüne kadar hala mümkün olabilmiş değildir. Şekil : 7 ‘de tanıtılan diyagramlarda özgül ısı kayıpları sırasıyla 100 (W/m2) ve 50 (W/m2) olan iki ayrı konut yapısı dikkate alınmış, bu yapıların apsorbör alanı yapı içi hacimleri alanının yarısı düzeyinde bulunan güneş kollektörleri aracılığı ile ısıtılması tasarlanmıştır.

Şekil : 7

Şekil : 8

Özgül ısı gereksiniminin özgül ısı kaybına eşit olduğu varsayımı yürütüldüğüne göre 1 (saat) lik bir zaman süresince ihtiyaç duyulan saatlik ısı gereksinim miktarları 100 (W.saat/m2) ve 50 (W.saat/m2) değerlerine eşit olacak ve 1800 (saat) lik bir ısıtma mevsimi boyunca yılda toplam olarak,

1.800 x 100 (W.saat/m2) = 180.000 (W.saat/m2) = 180 (kW.saat/m2)

1.800 x 50 (W.saat/m2) = 90.000 (W.saat/m2) = 90 (kW.saat/m2)

tutarlarında ISITMA GÜCܒne gereksinme duyulacaktır. Güneş kollektörü tarafından kazanılan güneş enerjisi (kW.saat/m2.saat) = (kW/m2) birimi cinsinden ordinat ekseni üzerinde gösterilmiştir. Bu koşullar altında taralı alanla nokta dolgulu alanın toplamı özgül ısı kaybı 100(W/m2) olan yapıya ilişkin ISITMA GÜCÜ AÇIĞI’nı belirtecektir. Özgül ısı kaybı 50 (W/m2) olan yapıyla ilgili ISITMA GÜCÜ AÇIĞI nokta dolgulu alanla belirlidir. Bu alanların yaklaşıklıkla 90 (kW.saat/m2.yıl) ve 30 (kW.saat/m2.yıl) değerlerine eşit düzeyde bulunduğu anlaşılmaktadır. Bu açıkların ya yazın ısı depolanması yapılması yoluyla yada tüm ısıtma mevsimi boyunca ek bir ısıtma tesisatından yararlanılması suretiyle karşılanması gereği vardır. Görüldüğü gibi birinci halde toplam ısı gereksiniminin yarısının, ikinci halde ise toplam ısı gereksiniminin üçte birlik bölümünün ısı depolanması yöntemi dışında güneş kollektörü aracılığı ile karşılanabilmesi mümkün değildir. Bu nedenle güneş kollektörü vasıtasıyla ısıtılması düşünülen yapıların ısıl bakımdan çok iyi yalıtılması gerekir. Nitekim 50 (W/m2) düzeyinde bulunan özgül ısı kaybı bu tip uygun ısıl yalıtımlı yapılarla ilgilidir. Isı depolanması sağlanması amacıyla güneş kollektörü yerine ISI POMPASI aracılığı ile beslenen SICAK SU DEPOLARI’ndan yararlanılabilmesi de mümkündür. Ancak kış mevsiminde oluşan ısıtma gücü açığının kapatılabilmesi için depolanma tarihinden çok uzun süre sonra kullanıma sokulan bu ısı akümülatörlerinin ısıl bakımdan çok uygun koşullarda yalıtılması zorunludur.

6. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN SICAK KULLANMA SUYU

ÜRETİMİ AMACIYLA KULLANILMASI

Yapı içi hacimlerinin ısıtılması genellikle sadece kışın gerekli olduğu halde SICAK KULLANMA SUYU üretiminin yılın her mevsiminde gerçeklenmesi zorunluğu vardır. Üstelik yaz mevsiminde güneş enerjisi daha yoğun bir şekilde etkidiği için SICAK KULLANMA SUYU’nun bu mevsimde çok daha elverişli koşullarda üretilebilmesi olanaklıdır. Gerçekten de yaz mevsiminde sıcak kullanma suyu gereksiniminin tamamının sadece güneş enerjisi aracılığı ile karşılanabilmesi mümkün olduğu halde kış mevsiminde bu karşılanma oranının %10 ilâ %20’ler düzeyine indiği görülmektedir. Yılın tamamı dikkate alındığı zaman öngörülen güneş kollektörünün tipine göre toplam sıcak kullanma suyu gereksiniminin %50 ilâ %70 oranındaki bölümünün yalnızca güneş enerjisi vasıtasıyla karşılanabileceğinin söylenmesi yanlış olmayacaktır. Dört kişilik bir ailenin sıcak kullanma suyu gereksiniminin karşılanabilmesi yani günde yaklaşık olarak 200 (litre)lik bir sıcak kullanma suyu üretiminin gerçeklenebilmesi için hacim kapasitesi 300 (litre) dolayında bulunan bir sıcak kullanma suyu deposundan yararlanılması ve sıcaklığı 45 (0C) düzeyinde tutulması gereken depo suyunun apsorbör yüzey alanı 6 ilâ 8 (m2) ye eşit olan bir güneş kollektörü aracılığı ile beslenmesi gerekir. Güneş enerjisinin yeterli olmadığı durumlarda klasik nitelikli bir ısıtma sisteminin devreye sokulması, hatta daha iyisi çok daha pahalı olmasına rağmen bir ISI POMPASI tesisatından yararlanılması düşünülebilir. Şekil : 9 da prensip şeması tanıtılan tesisat bir SICAK SU KAZANI tarafından yedeklenen GÜNEŞ KOLLEKTÖRLÜ bir SICAK KULLANMA SUYU ÜRETİM SİSTEMİ’yle ilgilidir. İklimsel koşulların uygun olması halinde güneş kollektörlü tesisatın bir SICAK SU KAZANI tarafından yedeklenmesi bile gerekli olmayabilir. Söz konusu şekildeki prensip şemasında güneş kollektörü tarafından ısıtılan su kütlesinin bir çevrim pompası aracılığı ile aynı zamanda ısı eşanjörü olarak da görev yapan bir sıcak su deposundan geçirildikten sonra yeniden kollektöre ulaştırıldığı görülmektedir. Bu çevrim devam ettiği sürece güneş kollektörü tarafından kazanılan ısı enerjisinin depo suyuna aktarılması işlemi de sürecek, depoya giren soğuk kullanma suyu sıcak kullanma suyu haline dönüşerek depodan çıkacaktır.

Şekil : 9

SICAKLIK REGÜLATÖRÜ o şekilde ayarlanmalıdır ki güneş kollektörü çıkış sıcaklığı duyargası aracılığı ile algılanan su sıcaklığı sıcak kullanma suyu deposu sıcaklık duyargası aracılığı ile algılanan su sıcaklığından en azından 5 (0C) kadar daha yüksek olur olmaz çevrim pompası çalışmaya başlamalıdır. Sıcak kullanma suyu sıcaklığının arzulanan düzeye erişmemesi halinde ya SICAK SU KAZANI’na ya KOMBİ cihazına yada ELEKTRİKLİ ISITICI’ya ÇALIŞMAYA BAŞLA komutu gönderilerek sıcaklık düzeyinin artırılması olanağının yaratılması gerekir. Kuşkusuz bu görevin de SICAKLIK REGÜLATÖRÜ tarafından gerçekleştirilmesi söz konusudur.

45 (0C) sıcaklık düzeyinde günde 200 (litre) civarında bir sıcak kullanma suyu üretimi gerçeklenebilmesi için yıl boyunca yaklaşıklıkla 3.000 (kW.saat/yıl) mertebesinde bir enerji tüketimi yapılmasına gerek vardır. Bu tip bir tesisatın GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ aracılığı ile beslenmesi bugünkü koşullarda hem DOĞAL GAZ’a ve hem de ELEKTRİK ENERJİSİ’ne oranla daha ucuza mal olursa da 1998 yılına ilişkin ekonomik yapılanma ortamında 6.000 USD ile 9.000 USD arasında değişen tutarlarda yatırım masrafı yapılmasının gerekli olduğu gözetilir ve but tip bir tesisatın takriben 20 yıl süreyle hizmet gördükten sonra ömrünü tamamlayacağı düşünülürse bu karlılığın ancak güney illerimizde dikkate değer boyutlara erişebileceği anlaşılmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri ile İsrail’de çok sayıda güneş kollektörlü sıcak kullanma suyu tesisatı çevrim pompası kullanılmadan ve dolayısıyla elektrik tüketimi yapılmadan salt sıcaklık ve yoğunluk farkından kaynaklanan DOĞAL SİRKÜLASYON yoluyla çalıştırılmakta, iklimsel koşulların da desteğiyle gerçeklenen bu üretim sistemi sayesinde büyük miktarlara ulaşan tutarlarda enerji ekonomisi sağlanabilmesi mümkün olabilmektedir.

GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN YÜZME HAVUZLARININ ISITILMASI AMACIYLA KULLANILMASI

YÜZME HAVUZLARI’nda gerekli olan su sıcaklığı hemen hemen daima 30 (0C) düzeyinin altında bulunduğu için yüzme havuzlarının ısıtılması amacıyla nispeten basit yapılı ve ucuz maliyetli olan güneş panellerinden yararlanılabilmesi olanağı vardır. Ayrıca yüzme havuzunun kendisinin ISI EŞANJÖRÜ ve ISI AKÜMÜLATÖRÜ yada ISI DEPOSU olarak görev yapması nedeniyle sıcak kullanma suyu tesislerinin aksine sıcak su depolarından yararlanılmasına da gerek yoktur.

Kapalı salonlar içinde öngörülmeyen açık nitelikli yüzme havuzlarında genellikle Mayıs ayından Ekim ayına kadar hatta yöresel nitelikli iklimsel koşullara bağlı olarak bundan daha da geniş olabilen bir zaman aralığı içinde hiçbir tesisat gerçeklenmesi gerekli olmaksızın doğrudan güneş enerjisi kazanılması imkanının varlığı da söz konusudur. Bundan dolayı güneş kollektörlü ısıtma sistemlerinin açık nitelikli yüzme havuzlarında daha ekonomik koşullarda uygulanabilmesi olanağı vardır. Şekil : 8 ‘de yüzme havuzlarının ısıtılması amacıyla öngörülen TEK SU ÇEVRİMLİ bir güneş kollektörlü ısıtma tesisatı tanıtılmıştır. Bu tip TEK ÇEVRİMLİ ısıtma sistemlerinde havuz suyunun doğrudan doğruya güneş kollektörüne gönderilmesi söz konusudur. Güneş kollektörü içinde dolaşım yapan havuz suyu bu kollektörde 2 ilâ 4 (0C) kadar ısınma imkanı bulduktan sonra gerisin geri tekrar havuza dönmektedir. Havuz suyu sıcaklığının önceden belirlenen bir sınırın altına düşmesinin kesinlikle istenmemesi durumunda tesisatın bir başka ısı kaynağı aracılığı ile YEDEKLENMESİ gereği ortaya çıkar. Örneğin bu amaçla FUEL-OIL ile veya daha iyisi DOĞAL GAZ ile beslenen bir SICAK SU KAZANI’ndan yararlanılabilir. Bu ek ısıtma sistemi Şekil : 8 ‘de DESTEK ISITMA TESİSATI adıyla anılmıştır. Ancak ikincil nitelikli bir başka ısıtma tesisatıyla yedeklenen bu tip ısıtma sistemleri açık nitelikli yüzme havuzlarında gitgide daha seyrek şekilde uygulanmaktadır. Havuz suyu sıcaklığının güneş kollektörlü ısıtma tesisatı aracılığı ile 2 ilâ 4 (0C) kadar yükseltilmesi için (m2) HAVUZ ALANI başına 0,8 (m2) düzeyinde bir APSORBÖR ALANI öngörülmesi gereği vardır. Yüzme havuzlarının ısıtılması amacıyla genellikle sentetik borulu geniş yüzey alanlı güneş kollektörlerinden yararlanılır. Saydam nitelikli cam örtüsü bulunmayan ve ısıl yalıtım katmanlarıyla donatılmayan bu kollektörler nispeten ucuza mal edilebilir. Sentetik borulu güneş kollektörlerinin özel destek ayakları öngörülmesine gerek olmaksızın doğrudan doğruya TERASLAR veya DÜŞÜK EĞİMLİ ÇATILAR üzerine yerleştirilmesi mümkündür. Bu özellik bu kez de montaj masraflarının düşük düzeyde tutulabilmesi olanağını sağlar. Montaj harcamaları dikkate alınmadığı zaman bu tip bir güneş kollektörünün yatırım maliyeti 1998 yılı koşullarında (m2) APSORBÖR ALANI başına 60 USD düzeyindedir. Üretilmesi mümkün olan yıllık ISITMA GÜCܒnün keza (m2) apsorbör yüzey alanı başına 300 (kW.saat/m2.yıl) seviyesine çıkarılabilmesi olanaklıdır. Bir örnek olması bakımından Almanya’nın MARL bölgesinde açık nitelikli bir yüzme havuzunun ısıtılması amacıyla gerçeklenen güneş kolleketörlü bir ısıtma tesisatına ilişkin bazı verileri aktarmak istiyoruz. 500 lik bir KUZEY ENLEM dairesi üzerinde bulunan ve yüzey alanı 1.800 (m2) ye eşit olan bu yüzme havuzu apsorbörü kanatlı borulardan oluşturulan bir güneş kollektörü aracılığı ile ısıtılmaktadır. Apsorböre ilişkin yüzey alanı 1.350 (m2), kanatlı boruların toplam uzunluğu ise 40.000 m. dir. Mayıs ayında başlayıp ekim ayı başında sona eren bir yüzme mevsimi boyunca bu güneş kollektörü aracılığı ile yaklaşıklıkla 400.000 (kW.saat) düzeyinde bir ısı üretimi gerçeklenmekte ve böylece havuz suyu sıcaklığının ısıtma yapılmaması haline oranlı 3 ilâ 4 (0C) kadar artırılabilmesi olanağı elde edilmektedir. 1 (m2) lik bir HAVUZ YÜZEY ALANI’na karşılık olarak öngörülen APSORBÖR ALANI 1.350/1.800 = 0,75 (m2) değerine, 1 (m2) lik bir APSORBÖR YÜZEY ALANI’na karşılık olarak üretilen ISITMA GÜCÜ ise 400.000/1.350 = 296 (kW/saat) değerine eşittir. 50 0 ‘lik bir KUZEY ENLEM dairesinin söz konusu olduğu düşünülürse bu verilerin gerçekten de çok uygun nitelikli büyüklükler olarak düşünülmesi gerekir. TEK SU ÇEVRİMLİ güneş kollektörlerinde su çevrimiyle temas halinde olan apsorbör iç yüzeylerinin KOROZYON etkisine karşı korunmasına gerek vardır. Bu amaca yönelik olarak gerekli önlemler alınmazsa bu gibi durumlarda tek çevrimli kollektör öngörülmesinden kaçınılması zorunlu hale gelir. Çünkü tek su çevrimli kollektörlerde apsorbörler içinde doğrudan doğruya havuz suyunun dolaşım yapması söz konusudur. Üstelik SAĞLIK gerekleri bakımından bu suyun kirlenmesine de izin verilmemelidir. İşte özellikle böyle bir tehlikenin var olması durumunda ÇİFT SU ÇEVRİMLİ güneş kollektörlerinin gerçeklenmesi, bunun için de bir ISI EŞANJÖRܒnden yararlanılması gerekir (Bakınız Şekil : 10). Bu tip çift çevrimli güneş kollektörlerinde apsorbörle eşanjör arasında HAVUZ SUYU ISITMA ÇEVRİMİ’nin, eşanjörle yüzme havuzu arasında ise HAVUZ SUYU ÇEVRİMİ’nin dolaşım yapması söz konusudur. Bu tip ısıtma tesislerinden kararlanıldığı zaman sadece HAVUZ SUYU’nun değil bunun yanı sıra SICAK KULLANMA ve DUŞ SUYU ile AYAK YIKAMA HAVUZU SUYU’nun ısıtılabilmesi imkanı da elde edilebilir. Kuşkusuz ki bu gibi ortak uygulamalarda uygun nitelikli bir ayarlama donatımının öngörülmesi de gerekli olur. Şekil : 11 ‘de tanıtılan prensip şeması biri GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ diğeri SICAK SU KAZANI olmak üzeri İKİ AYRI ISI KAYNAĞI tarafından beslenen ortak nitelikli bir YÜZME HAVUZU ISITMA, SICAK KULLANMA SUYU ÜRETİM ve KALORİFER TESİSATI’yla ilgilidir.

Şekil : 10

Bu tesisatta iki ayrı ısı eşanjöründen yararlanılmakta, ayarlama donatımı aracılığı ile bu eşanjörlerin farklı sıcaklıklarda beslenebilmesi sağlanmaktadır. Düşük sıcaklıklı ısı eşanjörünün beslenmesi sırasında bir zaman rölesi aracılığı ile çevrim pompasının çalışmasına her yarım saatte bir 10 dakika süreyle ara verilmekte, şayet güneş enerjisinin yoğunluğu yeterli düzeyde bulunursa bu tip çalışma rejimi sayesinde yüksek sıcaklıklı ısı eşanjörünün beslenebilmesi olanağı da elde edilebilmektedir. Bir sıcak kullanma suyu deposu ile bir yüzme havuzunun birlikte ısıtılması söz konusu olduğu zaman böyle bir yöntemin benimsenmesi avantajlı olur. Yüksek sıcaklıklı ısı eşanjörü tam anlamıyla ısıtılınca veya güneş kollektörü tarafından sağlanan ısıtma gücü aracılığı ile bu eşanjörün yeterince ısıtılamayacağı anlaşılınca çalışma rejimi değişikliğe uğrar ve bu defa düşük sıcaklıklı ısı eşanjörünün ısıtılması konusu gündeme gelir.

GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN HEM ISITMA VE HEM DE SOĞUTMA AMACINA YÖNELİK OLARAK KULLANILMASI

TERMİK KOMPRESÖRLÜ deyimiyle anılan BUHAR APSORPSYONLU bir ISI POMPASI’ndan yararlanılması yoluyla güneş enerjisinin hem ISITMA ve hem de SOĞUTMA amacına yönelik olarak kullanılabilmesi mümkündür. Şekil : 12 ‘de tanıtılan prensip şemasında gösterildiği gibi güneş kollektörü aracılığı ile beslenen bir ısıtma çevrimi güneş ışınlarından kazandığı ısı enerjisini bir SICAK SU DEPOSU’na aktarmakta, KALORİFER TESİSATI ÇEVRİMİ’yle KAYNATMA KAZANI ISITMA ÇEVRİMİ bu depo vasıtasıyla ısıtılmaktadır. Tıpkı MEKANİK KOMPRESÖRLÜ BUHAR SIKIŞTIRMALI ISI POMPALARI da hem ISI ve hem de SOĞUKLUK üretimi amacıyla kullanılabilmesi mümkün olan TERMODİNAMİKSEL nitelikli aygıtlardır. Bu üretimin yapılabilmesi için buhar sıkıştırmalı ısı pompalarında KOMPRESÖR’ün devitilmesi, buhar apsorpsyonlu ısı pompalarında ise hem bir yandan KAYNATMA KAZANI’na ısı verilmesi ve hem de diğer yandan ÇEVRİM POMPASI motorunun çalıştırılması gereği vardır. Buhar apsorpsyonlu ısı pompalarında KONDANSÖR ve APSORBÖR aracılığı ile ısı kazanılması, EVAPORATÖR aracılığı ile de SOĞUKLUK üretimi gerçeklenmesi söz konusudur. İşte Şekil : 12 ‘de tanıtılan tesisatta BUHAR APSORPSYONLU bir ısı pompasından yararlanılmakta, bu ısı pompasına ait KAYNATMA KAZANI’nın ısıtılması için gereken ısıtma gücü bir güneş kollektörü vasıtasıyla güneş enerjisinden kazanılmaktadır.

Sıcaklığı genellikle 80 (0C) ile 100 (0C) aralığında değişen ve ortalama olarak 90 (0C) düzeyinde bulunan KAYNATMA KAZANI ISITMA ÇEVRİMİ bu amaçla öngörülmüştür. Evaporatör aracılığı ile üretilen soğutma gücü ise bir su çevriminin soğutulması amacıyla kullanılmaktadır. Apsorpsyonlu bir ısı pompasına ilişkin SOĞUTMA VERİMİ’nin,

Q0

?s = —————–

Qkaz + Qp

Bağıntısıyla belirli olduğunu bilmekteyiz. Öte yandan İDEAL nitelikli TEORİK CARNOT ÇEVRİMİ’ne ilişkin TEORİK SOĞUTMA VERİMİ,

T0 Tkaz – Tkon

?s,t = ———- x —————-

Tkaz Tkon – To

formülü aracılığı ile değerlendirilmektedir. Bu bağıntılardan anlaşıldığına göre To BUHARLAŞMA SICAKLIĞI ve buna bağlı olarak Qo BUHARLAQMA GİZLİ ISISI ne denli yüksek olur, buna karşılık Tkon YOĞUŞMA SICAKLIĞI ne denli düşük değer alırsa SOĞUTMA VERİMİ değerlerinde de o denli artış olması beklenmelidir. İşte SOĞUTMA KULESİ öngörülmesinin nedeni de budur. Amaç Tkon yoğuşma sıcaklığının azaltılmasıdır. Apsorbörün soğutulma nedeni ise ISITMA VERİMİ ile SOĞUTMA VERİMİ arasında geçerli olduğunu bildiğimiz,

Qaps

?s = ?ı —————–

Qkaz + Qp

formülünde aranmalıdır. Gerçekten de bu formül uyarınca apsorbör aracılığı ile üretilen Qaps ısısı ne denli düşük değer alırsa ısıtma verimi ile soğutma verimi arasındaki farkın da o denli azalması sözkonusu olur. Soğutma verimi ısıtma verimine giderek daha fazla yaklaşır, açıkçası soğutma veriminin değeri o denli artar. KONDANSÖR ve APSORBÖR SOĞUTMA ÇEVRİMİ işte bu nedenle öngörülmüş bulunmaktadır. Şekil : 12 ‘de tanıtılana benzeyen güneş kollektörlü bir ISITMA ve SOĞUTMA TESİSATI’nda evaporatör aracılığı ile 1 ‘kW) değerinde bir SOĞUTMA GÜCÜ üretiminin yapılabilmesi için güneş kollektörü sayesinde kazanılıp kaynatma kazanında tüketilmesi gereken ISITMA GÜCÜ büyüklüğünün sıcak su deposunda üretilen suyun sıcaklığına bağlı olarak 1,5 (kW) ilâ 2 (kW) aralığında bulunması zorunluğu vardır.

Kaynatma kazanının güneş enerjisi aracılığı ile ısıtılması nedeniyle bu tip tesislerin gerçekten çok verimli olduğu anlaşılmakta, bu konuda geleceğe yönelik çok iyi umutlar beslenmektedir. Sadece tek bir sakınca varsa o da kondansörün ve apsorbörün soğutulması amacıyla bir SOĞUTMA çevrimi öngörülmesine gerek duyulması ve bu çevrim için 1 (kw) düzeyinde bir soğutma gücü üretimine karşılık olarak 0,3 ilâ 0,4 (m3/saat) dolayında bir su debisi dolaşımı yaratılmasının gerekmesidir.

GÜNEŞ KOLLEKTÖRLÜ ISITMA SİSTEMLERİNİN GELECEĞİNE YÖNELİK UMUTLAR

Bugünkü teknolojik koşullarda bir yapı bileşeni şeklinde çatıyla bütünleşik olarak gerçeklenmiş ve üstü saydan nitelikli bir ısı yalıtım katmanıyla kapatılmış olan SİLİNDİRİK YAPILI BORUSAL BİÇİMLİ yansıtıcılı reflektörlü ÇATI TİPİ ısı akümülasyonlu güneş kollektörleri büyük beğeni toplamakta, bu tip ısı akümülasyonlu güneş kollektörlerinde radyasyon ışınlarının tutulmasını sağlayan silindirik yapılı borusal biçimli apsorbörün iç hacmi aynı zamanda sıcak su deposu olarak da kullanılmaktadır (Şekil : 5). Bu tip güneş kollektörleriyle sıcaklığı 100 (0C) düzeyine erişen hatta bu düzeyi geçen su debilerinin üretilebilmesi olanağı bile vardır.

SICAK SU ÇEVRİMLİ güneş kollektörleri aracılığı ile yapı içi hacimlerinden oluşan küçük çaplı bölgelerin ısıtılması amacına yönelik olarak bazı Avrupa ülkelerinde proje taslaklarının hazırlandığını bilmekteyiz. Gerçekten de güneş kollektörlü ısıtma sistemlerinin diğer her tip küçük ölçekli ısıtma sistemine oranla daha ucuz maliyetli ısı enerjisi üretilmesine olanak verdiği iyice anlaşılmış bulunmaktadır. Gerçeklenmesi mümkün olan enerji kazancı 1998 yılının koşullarında (kW.saat) başına,

0,1 (USD/kW.saat) ilâ 0,2 (USD/kW.saat) düzeyindedir.

SICAK HAVA ÇEVRİMLİ güneş kollektörlerinin yapı içi hacimlerinin ısıtılması amacına yönelik olarak kullanılması yolunda bu tarihe değin henüz önemli sayılabilecek nitelikte tesisler kurulabilmiş değildir. Bu tip ısıtma sistemlerinde dış hava debisinin doğrudan doğruya güneş kollektörü içinde ısıtılması ve bunun ardından tıpkı klasik nitelikli sıcak havalı ısıtma sistemlerinde olduğu gibi bir kanal donanımı aracılığı ile yapı içi hacimlerine püskürtülmesi söz konusudur. Güneş kollektörlü sıcak havalı ısıtma sistemlerinin mekanik nitelikli havalandırma aygıtlarıyla donatılmak koşuluyla özellikle endüstriyel amaçlı yapı içi hacimlerinde uygulanması beklenmektedir.

İÇİNDEKİLER

GÜNEŞ KOLLEKTÖRLÜ VEYA GÜNEŞ PANELLİ ISITMA SİSTEMLERİ 1

1. GENEL BİLGİLER 1

2. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLÜ VEYA GÜNEŞ PANELLİ ISITMA 9

SİSTEMLERİNE İLİŞKİN BELLİBAŞLI TANIMLAR 9

3. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN VEYA 13

GÜNEŞ PANELLERİNİN TASARIMI 13

4. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNE İLİŞKİN VERİMLİLİK ÖLÇÜTLERİ 17

5. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN YAPI İÇİ HACİMLERİNİN 21

ISITILMASI AMACIYLA KULLANILMASI 21

6. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN SICAK KULLANMA SUYU 24

ÜRETİMİ AMACIYLA KULLANILMASI 24

7. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN YÜZME HAVUZLARININ ISITILMASI

AMACIYLA KULLANILMASI 26

8. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİNİN HEM ISITMA VE HEM DE SOĞUTMA

AMACINA YÖNELİK OLARAK KULLANILMASI 30

9. GÜNEŞ KOLLEKTÖRLÜ ISITMA SİSTEMLERİNİN GELECEĞİNE

YÖNELİK UMUTLAR 34

12 Temmuz 2007

1.sistemitikteki Yeri

1.SİSTEMİTİKTEKİ YERİ

ALEM: ANİMALE

TAKIM: HYMENOPTERA (ZAR KANATLILAR)

FAMİLYA: FORMİCİDAE

TÜR: Formiva rufa L., KIRMIZI ORMAN KARINCASI

2.MORFOLOJİSİ: Formica rufa grubu karıncalar ço0k çeşitli alttür ve varyeteler oluşturmuşlardır.bunların tümünün biyolojileri yaklaşık olarak aynı olmakla birlikte morfolojik yapıları farklıdır. Bu nedenle bir karışıklığa sebep olmamak için morfolojileri hakkında bilgi verilmemiştir.

3.YAYILIŞI: Avrupa ve Rusya’da yaşamaktadır. Türkiye’de Karadeniz ve Marmara Bölgelerinde iğne yapraklı ve kısmen de iğne yapraklı+yapraklı ağaç karışımı ormanlarda yaygındır. Güney hududu Kütahya ve Tavşanlı’ya kadar uzanır. Türkiye’de 105 m’den alçak ve 1970 m’den yüksek alanlarda yuvasına rastlanamamıştır. Halbuki Avrupa’da, örneğin Avusturya Alplerinde 160-1080 ve İtalya Alplerinde 400-1900 m’ler arasında yaşadığı bildirilmektedir.

4.BESİNLERİ: hava sıcaklığının artmasıyla etrafa yayılarak besinlerini ararlar. Bunların besinleri arasında tırtıllar, yaprak arılarının larvaları, yumuşak coleoptera türleri, kelebekler, arılar, böcek pupaları ile yumurtaları ve bitki bitlerinin dışkıları bulunmaktadır.

5.YAŞAMLARI: bu karıncalar ekseriya çürümeye yüz tutmuş bir kütüğün etrafında iğne yaprak ve başkaca bitkisel maddelerden inşa ettikleri çeşitli büyüklükte tepecikler şeklindeki yuvalara koloni halinde yaşarlar. Yuvaların içinde birçok yolları vardır. Bu yollar yuvaların alt kısmındaki toprağın içinde de 1-2 m kadar derine giderler. Koloniler çoğalma yeteneğinde olan bir ya da daha fala dişi (bey, kraliçe) ile pek çok (sayıları bazen milyonu aşan) işçi ( cinsiyet bakımından gelişmemiş kanatsız dişi) fertlerinden oluşur. Erkek karıncalar toplu yaşama dahil olamazlar. Çünkü bunlar dişilerle çiftleştikten sonra ölürler. Dişi karıncalar ortalama 20 yıllık ömürleri boyunca bir kere çiftleşirler. Başlangıçta kanatlı olan dişiler çiftleştikten sonra kanatlarını atarlar. Bunlar yuvanın toprak içindeki kısmında yüzeyden 1-2 m derinlikte bulunan odacıklarda yaşarlar. Görevleri yalnız yumurta yapmaktır. İşçiler tarafından sağlanan gıda ile beslenirler. İşçiler 6-10 yıl kadar yaşarlar.

Karınca yuvaları ormanda kapalılığın tam olmadığı seyrek meşçerelerde ve orman içi açıklıkların kenarlarında bulunur. Bol güneş alan ve nemi az olan güney batılardaki yuvalar, gölgeli ve nemli yamaçlardaki oranla daha seyrek ve küçüktür. Yuva yükseklikleri 45-75 cm ve toprak üzerindeki çevreleri 150-500 cm’dir. En büyük yuva BAŞ (1973) tarafından 23.8.1965 tarihinde Bolu-Ala dağ ormanındaki saf ve seyrek bir sarıçam meşçeresinde bulunmuştur. Bu yuvanın yüksekliği 137, dış çevresi 890 cm idi.

Orman karıncaları kış mevsiminin soğuk günlerinde yuvaların toprak altındaki kısımlarına inerek kış uykusuna yatarlar. Kural olarak ilkbaharda karların erimesi ve havanın ısınmaya başlamasıyla uykudan uyanan karıncalar çok geçmeden yuvanın toprak üstündeki kısmında toplanırlar. Hava sıcaklığı artınca etrafa yayılarak besinlerini aramaya koyulurlar. Yaz mevsiminin sıcak günlerinde özellikle saat 12 ile17 arasında çok hareketli olurlar ve yuvadan 60 m kadar uzaklaşarak besin ararlar. Yağışlı ne serin havalarda yuvada fazla uzaklaşamazlar. Böylece karıncalar hemen yarıçapı 60 m olan ya da ortalama 1/ha alanda avlanırlar.Yapılan bir araştırma da bir kırmızı orman karıncası kolonisini 24 saat içerisinde 100 000 kadar böcek öldürdüğü saptanmıştır.

F.rufa grubu karıncalarda zararlı orman böceklerine karşı yararlanmak için geniş çalışmalar yapılmaktadır.Bu çalışmalar sonunda orman karıncalarının doğal yayılış alanlarının dışına çıkarılabilecekleri ve götürdükleri yerlere uyum sağlayabilecekleri anlaşılmıştır.

Örneğin, Alplerdeki doğal yayılış alanında alınan ve birer hektolitrelik bidonların içerisine konan yuvalar kamyonlarla 100 km güneye,Apenin ormanlarına taşınmıştır.Yapılan çalışmalar sonunda teaumetupoea pityocampa (schiff) (çam keseböceği)’ya karşı başarılı sonuçlar alınmıştır. Ayrıca diğer zararlı böceklerin miktarında da önemli ölçüde azalma olduğu müşahade edilmiştir. Ayrıca BEŞÇELİ ve EKİCİ (1967), Kızılcıhamam-Çamkuru’dan aldıkları 7 karınca yuvasını Antalya-Bük ve Bucak ormanlarına götürerek bu yörelere uyum sağlamalarına çalışmışlardır. Aynı deneme BAŞ(1973) tarafından da 30 mart 1968 tarihinde yapılmış ve Antalya-Bük kızılçam (450 m) ile Antalya-Elmalı Çığlıkara sedir ormanlarında (1510 m) 3 er adet yuva monte edilmiştir. Ertesi yıl yapılan incelemede karıncaların başarılı görev yaptıkları saptanmıştır.

Kırmızı orman karıncalarıyla özellikle ormanlarımızda önemli zarar yapan böceklerde biyolojik savaşta yararlanma olanakları üzerinde önemle durulmalıdır.

KAYNAKLAR:

Yeni Türk Ansiklopedisi,.

Meydan Laurousse Ansiklopedisi.

Ana Britanica Genel Kültür Ansiklopedisi.

www.hayvanlaralemi.net.

Orman Entomolojisi, H. Saatçioğlu.

Yaşamın Temel Kuralları (Böcekler).

12 Temmuz 2007

1.     İlmin Tanımı , Tasnifi Ve Metodları

1.     İLMİN TANIMI , TASNİFİ VE METODLARI

Varlıkların ve olayların meydana gelmesinde veya birbiriyle ilişkilerinde mevcut illiyet (sebep – sonuç) bağıntısına “ilim” veya “bilim” denmektedir.

Bilimsel faaliyet, “olaylar arasındaki değişmeyen münasebetleri , illiyet bağıntısını , yani kanunları bulmak suretiyle dağınık durumdaki bilgileri birleştirmek ve sıraya koymaktır.

İlmin belirgin niteliği onun , “önceden mevcut ve gizli oluşu”dur.

2.     MALİYE İLMİNİN SOSYAL BİLİMLER İÇİNDEKİ YERİ

Maliye ilmi kısaca “mali olaylar”ı inceleyen bir bilim dalı olarak tanımlanmaktadır. Mali olaylar da sosyal olaylar içinde yer alır. İnsanın kendisi ile ve kendisi dışındaki varlık olaylarla ilişkisi sonucu ortaya çıkan olaylara sosyal olaylar denir.

A – Maliye ilmi sosyal bir ilimdir.

Mali olayların kapsamını ve sosyal olaylar içindeki yerini daha iyi anlayabilmek için bazı terim veya kavramların ele alınıp açıklanması gerekmektedir.

1 – Terminoloji Sorunu

Mali olayları anlatmak için kullanılan “maliye” kelimesi dilimize Tanzimattan sonra girmiş ve bugün anladığımız manada kullanılmaya başlanmıştır.

Bugün finans veya maliye kelimesi, gelir-gider hareketlerini, parasal işlemleri ve bunların yönetimini, sermaye hareketlerini, gelirlerin yönetimini, gelirlerin giderlere uydurulması gibi durumları anlatmak üzere kullanılan bir kelimedir.

Türkçe’de genel finans veya maliye için “kamu finansı”, “kamu maliyesi”,”devlet maliyesi”, özel finans veya maliye için ise, “işletme finansı”, “teşebbüs finansı veya finansmanı” gibi deyimler kullanılmaktadır. Türkçe’de dikkati çeken bir husus, ”maliye” kelimesinin genellikle kamu finansı veya maliyesini karşılamak üzere kullanılmasıdır. Finans sözcüğü dilimizde daha çok özel finans veya işletme finansı karşılığı kullanılmaktadır. Ayrıca, mali işlemleri veya gelir, gider ve sermaye hareketlerini değişik yönlerden ele aldığımızda, bu işlemleri anlatmak üzere finans kelimesinin çeşitli halleri kullanılmaktadır.

2 – Sosyal Bilimler İçinde Maliye İlmi

Mali olaylar niteliği taşımaktadır. Zira daha önce verdiğimiz açıklamalardan da anlaşılabileceği gibi ikili ayrım içinde bir olayın sosyal olup olmamasını sağlayan temel özellik, o olayın beşeri davranışlar manzumesi içinde meydana gelip gelmediğine bağlıdır.

Buna karşılık, insanların bireysel veya toplumsal olarak kendi aralarında veya kendileri dışındaki varlıklarla kurdukları ilişkiler çok değişik ve birbirinden farklı kendine has özellikler taşıyan sosyal olayların meydana geliş şekli veya meydana gelme ihtimali, sabırlı, disiplinli, devamlı ve titiz çalışmalarla, yani ilmi araştırmalarla ortaya çıkarılmaktadır. Anacak, fen bilimler, tabii bilimler dediğimiz bilim alanındaki olayların inceleme, araştırma yöntemleri ile sosyal bilimler alanındaki olayların inceleme yöntemleri birbirinden çok farklıdır.

Sosyal olayların meydana gelmesindeki bu farklı özellikler nedeniyle sosyal bilimlerde zaman içinde değişen ve gelişen alt bölümler meydana gelmektedir.

Kamu maliyesi anlaşıldığı üzere kamusal faaliyetlerin veya devlet hizmetlerinin daha ziyade mali yönüyle ilgilenmekle beraber, bu faaliyetlerin oluşumunda ortaya çıkan diğer sosyal olaylarla da yakından ilgilidir.

3 – Sosyal Bilimlerde ve Maliye İlminde Metod

İlmi gelişmede bilimsel faaliyetlerin çok önemli bir rolü vardır. Faaliyet, belli bir sistem ve metod içinde ele alınmalıdır. Bu ; bütün bilimsel faaliyetler için ortak bir özelliktir.

1 – Fen Bilimleri ve Sosyal Bilimlerde Metod

a ) Fen Bilimlerinde Metod

Fen bilimleri veya tabii bilimler esas itibariyle gözlem ve deneye dayanmaktadır.

Ezeli olarak yaratılmış ve sebep–sonuç münasebetine bağlanmış olan, varlıkların veya nesnelerin meydana gelmesine ilişkin kanun, usul ve prensipler ciddi, disiplinli, sabırlı ve devamlı gözlem ve deneylerle ortaya çıkarılmakta ve böylece her geçen gün yeni bir kanun bulunup ortaya çıkarılmaktadır. Ortaya çıkardığı sonuçlar itibariyle bu faaliyetler “bilim ve teknoloji”yi bünyesinde bir arada bulundurmaktadır.

b ) Sosyal Bilimlerde Metod

Sosyal bilimlerdeki ilmi araştırmalarda da gözlem ve deneyin büyük bir önemi bulunmakla beraber; bu olaylarda olayın meydana gelmesi insanların düşünce, hareket ve davranışlarını büyük ölçüde bağlı bulunduğundan, bu alandaki ilmi araştırmaların güvenilir ve sağlıklı olarak yürütülmesi için bir taraftan olayla ilgili kişilerin en geniş ölçüde düşünce, davranış ve hareketlerini tespite yönelik faaliyetlerde bulunmaya; bir taraftan da olayın çıktığı zaman, yer ve konjonktür gibi faktörleri değerlendirmeye ihtiyaç vardır.

Sosyal olayların ele aldığı konular ve bu olayları inceleyen insanın temel özellikleri, sosyal bilimlerde gerçekçi, kapsamlı, doğru ve tatminkar bir inceleme için kişilerin subjektif, keyfi ve ideolojik yaklaşımlarının mümkün olduğu ölçüde önlenmesini gerekli kılmaktadır.

Ayrıca sosyal bilimlerde olaylarla ilgili ilmi kanun, teori ve prensiplere ulaşmak ve bunların gerçekliğini ispat etmek için çeşitli mantık kurallarına da baş vurulacaktır.

Tabiat ilimlerinde başarı ile uygulanan, muhakemeyi iki gözlem serisi arasına sıkıştıran ve varsayımların geçerli olduğunu deney ile sağlayan bu usulde üçlü bir oluşum izlenmektedir. Bunlar,

Olayların gözlenmesi

Varsayımların kurulması

Varsayımların olaylarla karşılaştırılmasıdır.

c ) Maliye İlminde Metod

Maliye ilmi, mali olayların yapısına ve özelliklerine uygun olarak kompleks (karmaşık) nitelikte bir bilim dalıdır. Sosyal bilimlerin dinamik karakterine uygun olarak günümüze doğru devlet fonksiyonlarında ve buna bağlı olarak mali olaylarda meydana gelen değişmeler, maliye ilminde metod sorununu da etkilemiştir. Maliye ilminin modern metodu, gerçekçi, somut ve çok yönlü karma bir metottur.

C. Maliye İlminin Diğer Sosyal Bilimlerle Münasebeti

Sosyal bilimler içinde yer alan maliye ilmi, esas itibariyle diğer sosyal bilim dalları ile ortak özelliklere sahip ve bu bilim dalları ile sıkı bir ilişki ve etkileşim içinde bulunan bir bilim dalıdır.

1 – Maliye İlminin Ekonomi İlmi İle Olan Münasebeti

Maliye ilmi mahiyeti itibariyle ekonomi ilmi disiplini içinde yer alan gelir-gider hareketleri ve parasal işlemler gibi konuları değişik bir açıdan ele açıp inceleyen bir disiplindir.

Ekonomi ve mali olayların yer ve zaman faktörlerine göre gösterdiği değişikliğin ortaya çıkardığı somut bir sonuç, ülkelerin ekonomik ve mali durumlarını zaman ve yer farkına göre ele alıp incelemek olmuştur. Bunun en belirgin örneği ülkeleri gelişme seviyeleri ve diğer özellikleri ile beraber,”geri kalmış”,”gelişmekte olan” ve “gelişmiş” ülkeler olarak bir sınıflandırmaya tabi tutarak incelemektir.

2 – Maliye İlminin Hukuk İlmi İle Olan Münasebeti

Hukuk ilmi, sosyal münasebetlerin hak ve adil olmasını sağlayacak kanun ve kurallar araştıran disiplindir. Gerçekten, toplumsal bir varlık olan insanın ferdi ve toplumsal münasebetleri, bu münasebetlerin alanına göre bir sosyal olayın meydana gelmesine sebep olmaktadır.

3 – Maliye İlminin Siyaset ve Yönetim Bilimleri İle Olan Münasebetleri

Maliye ilmi genel olarak mali olayları incelemektedir.

Siyaset bir yönüyle bir teşkilatlanma, yönetim, organizasyon ve karar verme biçimidir. Kamusal anlamda ele aldığımızda bu, en üst sosyal organizasyonunu ifade eder.

4 – Maliye İlminin Sosyoloji ve Psikoloji İlmi İle Olan Münasebeti

Maliye ilmi esas itibariyle sosyal bilimler içinde yer aldığına göre, bu ilmin doğal olarak sosyoloji ve sosyal psikoloji ile yakın ve sıkı bir münasebeti olacaktır. Gerçekten maliye ilmi ilgi alanına giren kamusal faaliyetlerle kamu gelirleri, vergileme, borçlanma, parafiskalite, sübvansiyonlar ve sosyal yardımlar gibi konular toplumun değişik sosyal yapılanması ve biçimlenmesi ile doğrudan ve karşılık bir ilişki ifade etmektedir.

5 – Maliye İlminin Diğer Bilimlerle Olan Münasebeti

Maliye ilminin doğrudan ve dolaylı olarak daha pek çok bilim dalı ile ilişkisi vardır.

İşletme ilmi bilindiği gibi kişilerin ekonomik faaliyetlerde bulunmak amacıyla örgütlenmeleri ile ortaya çıkan olayları inceleme konusu yapmaktır.

Muhasebe ilmi de, gelir-gider hareketlerinde ve üretim-tüketim ilişkilerinde ortaya çıkan mali olayları çeşitli açılardan ele alan ve denge esası içinde inceleyen ve kayda geçiren bir bilim ve tekniktir.

D) Maliye İlminin Sınıflandırılması ve Bölümleri

Kamu maliyesi veya maliye ilmi de aynı süreç içinde gelişme göstermiştir.klasik-liberal düşünce içinde devletin rolü, daha ziyade temel sosyal hizmetlere bağlı görüldüğünden, maliye ilmi de ekonomi dışı pür mali olayları inceleyen bir disiplin hüviyetinde ve ekonomi ilmi içinde ele alınan bir disiplin olarak değerlendirilmektedir.

Bu anlayış çerçevesinde maliye teorisi belirli bir süre Fransız geleneklerine uygun olarak;

1.      Maliye ilmi veya kamu maliyesi

2.      Mali iktisat veya maliye ekonomisi ve

3.      Maliye politikası

MALİYE İLMİNİN ANA VE ALT BÖLÜMLERİ

Kamu Maliyesi Teorisi

2.      Devlet Borçları

3.      Bütçe

4.      Maliye Politikası

5.      Maliye Hukuku

6.      Mali iktisat

7.      Vergileme Ekonomisi

8.      Mahalli İdareler ve Maliyesi

9.      Karayolları maliyesi

10.  Parafiskalite

11.  Kamu iktisadi teşebbüsleri

12.  Fonlar

13.  Kamu Kesiminin Sınırları

1 – Kamu Maliyesi Teorisi

Maliye ilgi alanına giren temel konuların belirleyici özellikleri,sınıflandırılması, etki ve sonuçları bu disiplin içinde incelenmektedir. Kamu faaliyetini doğuran kamusal ihtiyaçların özellikleri, kamu kesiminde işleyen süreç, kamusal karar alma gibi konuların incelenmesinden sonra bu disiplin içinde özellikle kamu harcamaları ve kamu gelirleri üzerinde durulmaktadır.

2 – Devlet Borçları (Kamu Kredisi)

Modern iktisadi düşünce çerçevesinde, özellikle gelişmekte olan ülkelerin istikrar içinde yeterli ve sürekli kalkınma temposuna ulaşması için iç ve dış borçlanmaya büyük önem verilmiştir. Böylece, istikrar ve kalkınma ile yeniden yapılanma ve yapısal değişim açısından borçlanmanın belirleyici bir faktör haline gelmesi, bu konunun bağımsız bir disiplin olarak ele alınmasına sebep olmuştur.

3 – Kamu Bütçesi

Devletin genellikle gelecek bir yıl içinde yapacağı hizmetlere izin veren ve bu hizmetlerin ayrıntılı dökümü ile gider ve gelir tür ve kaynaklarını gösteren cetvele “bütçe” adı verilmektedir.

4 – Maliye Politikası (Kamu Politikası)

Çağdaş maliye anlayışı içinde genel olarak maliye ve kamu politikası, onun alt daları içinde de bütçe politikası, vergi politikası, borç yönetimi, borçlanma politikası ve harcama politikası gibi disiplinler oluşturulmuştur.

5 – Maliye Hukuku ve Vergi Hukuku

kamu maliyesine ilişkin olarak ortaya çıkan olaylar da “mali hukuk” veya “maliye hukuku” disiplini içinde incelenmektedir. Mali olayların en önemli kısmını teşkil eden “vergileme” bakımından bu tür bir inceleme ise “vergi hukuku” disiplinini meydana getirmektedir.

6 – Mali İktisat (Maliye Ekonomisi)

kamu faaliyetlerinin veya kamu hizmetlerinin ekonomik yönden değerlendirilmesi ve bilinçli bir kamu politikası tespiti ve uygulaması yönünden de önemlidir.

7 – Vergileme Ekonomisi

Maliye ekonomisi içinde yer alan vergileme ekonomisi, vergileme olayı ile milli ekonomide ve sosyal hedeflerde nasıl bir değişiklik meydana geldiğini veya gelebileceğini inceleme konusu yapmaktadır.

8 – Mahalli İdareler ve Maliyesi

Hizmetin ülke bütünlüğü içinde düzenlenmesinde ülke genelini ilgilendiren organizasyon ve yönetim şekline merkezi idare: yerleşik düzene göre her bir yerleşim biriminin organizasyon ve yönetim şekline mahalli idareler denilmektedir.

9 – Karayolları Maliyesi

Alt yapı yatırımları ve işletme imkanları bakımından ulaştırma sektörü en büyük gelişme karayolu, ulaştırma sektöründe kendini göstermiştir.

Günümüzde bu arayışın sonucu olarak, karayollarında yapım, bakım ve işletme masraflarını karşılamak üzere yolları veya köprüleri kullananlara çeşitli bedel ödetme usulleri geliştirilmiştir. Bu da ayrı bir kamusal mali olay olarak karayolları maliyesini doğurmuştur.

10 – Parafiskalite

Parafiskalite, vergi benzeri geliri ifade etmek üzere kullanılan parafiskal kavramlardan türetilmiş bir sözcüktür. Nüfus artışı, bilim ve teknoloji alanındaki gelişmeler ve hızlı sanayileşme şehirleşme hareketi gibi oluşumlar karşısında ortaya çıkan temel bazı sosyo-ekonomik sorunların özünde Devlet müdahalesi yanında gelişen çeşitli gönüllü sosyal birlik ve örgütlerin mali yapısını, işleyişini ele alıp inceleyen dala “parafiskaite” denilmektedir.

·        Sosyal parafiskal kurumlar

·        Ekonomik ve mali parafiskal kurumlar ve

·        Mesleki parafiskal kurumlar şeklinde üçlü bir ayrıma tabi tutulmaktadır.

11 – Kamu İktisadi Teşebbüsleri

KİT ’lerin bir kısmı öncelikli olarak sosyal amaç için kurulmuşlardır. Bu kuruluşlar milli ekonomide ve sosyal hayat içinde gelir dağılımının bölgesel, sektörel, fonksiyonel ve kişisel bakımlarda iyileştirilmesi amacına öncelik vermekte; kar ve rekabet amacını geri planda tutmaktadırlar.

12 – Fonlar

Devletin ekonomik ve sosyal hayata doğrudan ve dolaylı müdahalesi ile genişleyen faaliyet alanı,kamu giderlerinde devamlı ve büyük bir artışa yol açarken;bu giderlerin sağlıklı kaynaklardan finansmanı imkanda giderek daralmıştır. Böylece, ağır bir finansman sıkıntısına giren devletler çeşitli ek ve alternatif finansman kaynakları arayışına girmişlerdir. Özellikle gelişme yolunda olan ülkelerde vergilemenin sınırına ulaşılması ve borç krizi içine düşülmesi karşısında, yeni finansman kaynakları aranırken, değişik usul ve yöntemler altında çeşitli “fon” kaynakları bulunmuştur.

13 – Kamu Kesiminin Sınırları (Optimal Devlet)

Tarihi seyir içinde değişmelere baktığımızda ana hatları ile değişimi belirleyen iki yaklaşımdan söz edilmektedir. Bunlar;

·        Hukuki Yaklaşım ve

·        Ekonomik Yaklaşımdır.

Ekonomi ilmi içinde ele alınan yaklaşımlar da,

·        Klasik-Liberal Yaklaşım,

·        Neo Klasik Yaklaşım,

·        Kollektivist Yaklaşım,

Şeklinde üçlü bir ayırım içinde ele alınmaktadır.

Devletin ekonomik faaliyetlerinin sınırını belirlemek bakımından da başlıca üç tercih geçerli olmaktadır. Bunlar da,

·        Klasik liberal yaklaşım veya tercih,

·        Siyasi tercih,

·        Ekonomik tercih şeklinde sıralanabilir.

12 Temmuz 2007

Gelişmekte Olan Ülkelerde Teknoloji

GELİŞMEKTE OLAN ÜLKELERDE TEKNOLOJİ

Dr. Yılmaz GÖBENEZ

Marmara Ünv.Öğretim Üyesi

  GİRİŞ

  İnsanlık tarihi üç büyük değişim geçirmiştir. Birinci değişim tarım toplumuyla, ikinci değişim sanayi toplumuyla, üçüncü

  değişim bilgi toplumuyla yaşanmaktadır. İnsanlık tarihi kadar eski olan teknoloji bu söz konusu üç değişim boyunca

  vardı.Bilinen en eski teknolojiler taştan yapılan bıçak, ok ve baltaların yapımıydı. Daha sonra ise taştan metale geçilmiş

  olup taştan yapılan bıçak, ok ve baltaların yerini metalden yapılmış bıçak, ok ve baltalar almıştır. Teknoloji, insanlığın en

  temel ihtiyaçlarını karşılamak için gerekli olmuştur. İnsanlar acil durumlarda ve zaruri ihtiyaçlarını karşılamak için

  teknolojiden yararlanmak durumunda kalmışlardır. Teknoloji belirli amaçlara ulaşmak için organize bilgiyi uygulamasını

  temel alarak fiziksek objeler ve kuramsal formlarla ortaya çıkan bir sistemdir. Teknolojiyi savunanlar, teknolojinin geçmiş

  tarihine bakarak ve geleceğini düşünerek “yüksek yaşam standardı, çok seçenekten özgürce seçim olanakları, daha fazla

  boş zaman ve gelişmiş iletişim sistemleri” gibi yararlardan söz etmektedirler. Teknoloji tarihine baktığımız zaman

  görülecektir ki, insanlar temel ihtiyaçlarını karşılamak için yaratıcılıklarını kullanarak birçok yeni icatlar yapmışlardır.

  Böylece insanlarla makinalar arasında ortak bir yaşam ilişkisi doğmuştur. Ancak kendilerini yeniden üretemeyen,

  geliştiremeyen makineler, daima insanların yaratıcı düşüncesine muhtaç olmuşlardır. Ayrıca teknoloji tarihi bize

  göstermektedir ki, bazen karmaşık teknolojik gelişmelerin aniden ortaya çıkması yaratıcı kabiliyete sahip insanların var

  olmasıyla mümkün olmuştur. Teknolojinin sonuçları hiç kimsenin inkar edemeyeceği kadar açıktır.İnsanların ortaya çıkan

  temel ihtiyaçlarını sağlamak teknolojinin ana hedefidir. Yapılan bir icat teknolojinin gelişmesini sağlamaktan ziyade

  insanların daha refah bir topluma ulaşmasını sağlamak için yapılmış olduğu unutulmamalıdır. Makalenin amacı;

  teknolojik gelişmenin, gelişmekte olan ülkeler üzerindeki etkilerini ortaya koymaktadır.

  TEKNOLOJİ VE BİLİM

  Teknolojideki gelişmeler bilgi toplumuna geçipte, bilimin yardımı ile olmadan gelişmiştir.Bu geçiş döneminde talebin

  yoğun olması nedeniyle söz konusu talebin karşılanması için insan emeğinden tasarruf eden makinaların yapılmasına

  çalışılmıştır. Ancak modern bilimin ortaya çıkmasıyla teknoloji, bilimin hakimiyeti altına girmiştir. Böylece planlı bir

  çalışma neticesinde, üretilen birçok ürün insanlığın hizmetine sunulmuştur. Bilim ve teknoloji arasındaki ilişki zamanla

  değişen sanayi sektörü ve uluslararası alanda kendini gösteren dinamik bir olgudur. Dinamiktir, çünkü teknolojik gelişme

  ekonomik gelişmenin dört misli hızla gelişmektedir. Bu gelişme uluslararası alanda kendini göstermekte olup devamlı bir

  şekilde ekonomik, politik ve sosyal alanlardaki değişmeleri gündeme getirmektedir. Bilimdeki gelişmeler teknolojideki

  ilerlemenin olmazsa olmaz koşulu olmuştur. Ancak teknolojinin bilime olan bağımlılığı tek yönlü bir bağımlılık değildir.

  Bilimdeki ilerlemeler teknolojide gelişmelere bağımlı hale gelmiştir. Aslında bu iki disiplin içten içe ve sürekli birbirini

  dokumakta ve çoğalmaktadır. Şöyle ki bilim teknolojiyi doğurur ve daha çok bilim üretmek için doğurduğu teknolojiyi

  kullanır, sonuçta daha çok bilim daha çok teknoloji üretir. Daha açık bir değişle bilimsel bulgulardan teknoloji aşamasına

  geçiş ya da teknolojik bulguların bilim alanında bir üretim aracı olarak kullanılır hale gelmesi giderek hız kazanmakta,

  aradaki geçiş süresini giderek azaltmaktadır.Öyle ki bazı alanlarda bilimsel uğraşın nedene bitip teknolojik uğraşın

  nedene başladığı kestirilemez hale gelmiştir. Gerek bilim ve teknoloji arasındaki giderek artan karşılıklı etkileşim ve

  bağımlılık, gerekse bu ikilinin bütünleşmeye doğru gidişi nedeniyledir ki, teknoloji üzerindeki bir vurgulama her zaman

  bilim üzerinde de bir vurgulama anlamına gelir, biri diğerini dışlamaz, aksine zorunlu kılar. Bilgi üretebilmek için daha

  önce başkalarınca üretilmiş bilgilerden yararlanmak zorunludur. Aksi halde daha önce harcanan onca emek, zaman ve

  para gereksiz tekrarlar için harcanabilir. Üretilen bilgiye erişim ve onu özümseyerek kullanma becerisi özellikle kaynakları

  kıt, gelişmekte olan ülkeler için büyük önem taşımaktadır. Daha önce üretilmiş bilgi üzerinde çalışmak yalnız kaynak

  israfına değil zaman kaybına da yol açmaktadır. Gelişmiş ülkelerde özellikle II.Dünya Savaşı`ndan sonra gözlenen çarpıcı

  ekonomik atılımın ana kaynağının, bilimsel ve teknolojik bilgi birikimi olduğu gerçeği artık bilinmektedir. Buralarda

  teknolojinin devletle olan ilişkisi çok önemlidir. Çünkü sözünü ettiğimiz teknolojik gelişmede başta eğitim, iletişim, enerji,

  ulaşım gibi ihtiyaçları karşılama yükümlülüğü, devlete ait alt yapı meselesidir. ABD`nin bugünkü teknolojik ilerlemesini

  ve süper güç olmasına II:Dünya Savaşı`ndan önce Avrupa`dan kaçan bilim adamlarının ileri düzeydeki bilgilerini Yeni

  Dünya`nın zengin kaynakları ile birleştirerek yeni teknolojilerin üretilmesinde kullanılıp, kullanılmadığı tartışılan bir

  husustur. Teknolojinin temini için üç temel seçenek bulunmaktadır. Birinci seçenek firmanın kendi içlerinde araştırma

  yaparak ihtiyacı olan teknolojiyi üretmesidir. Bu uzun vadeli bir seçenektir. Ayrıca alt yapısınında sağlanmış olması

  gerekmektedir. Özellikle ilk 5-10 yıl süreli AR-GE yatırımı şarttır. İlk yıllarda bu yatırımın hiçbir getirisi yoktur. Ancak bir

  süre sonra başarı elde edilince yatırımın getirisi yıldan yıla artar. Sağladığı yararlar ise:

  1- Gelecekteki yatırımlar için bilgi birikimi sağlar.

  2- Firma dışından teknoloji temini için teknoloji transferinde firmanın pazarlık gücünü arttırır.

  3- Etkin teknoloji transferi için uzman yetiştirilmesinin sağlar.

  4- AR-GE faaliyetleri sırasında ortaya çıkabilecek yan ürünler ile işletmenin ürün yelpazesini genişletmesine katkıda

  bulunur.

  İkinci seçenek teknoloji transferini gerçekleştirmektir. Birinci seçeneğe göre daha az risklidir. Kârlılık ilk 3-5 yıl içinde

  sağlanabilir. AR-GE yatırımı ile istenilen teknoloji kısa zamanda temin edilir. Ancak transfer edilen teknolojinin firma

  koşullarına uyarlanması ve teknolojinin güncel tutulabilmesi için AR-GE yatırımlarından vazgeçilmemesi gerekir. Ayrıca

  sakıncalar bulunmaktadır.

  Bunlar ise;

  1- Transfer anlaşmalarından gelen kısıtlamalar.

  2- Transfer için belirlenen teknolojilerinin firmaya uygunluk derecesinin saptanmasında karşılaşılan zorluklar.

  3- Teknoloji pazarlarında daha ziyade eski ve terk edilen teknolojilerinin satışa sunulması gelmektedir.

  Bu dezavantaj maddeerinin bazılarının ortadan kaldırılmasında devlet politikalarının rolü önemsenecek boyutlardadır.

  Üçüncü seçenek ise bilinen teknolojilerin kullanımının yani hangi eknolojik seviyede isek onu biraz modernize edilerek

  kullanmaktır. Bu ise en az AR-GE yatırımı gerektiren en az riskli seçenektir. Yatırım en kısa zamanda kârlılığa geçer.

  Yatırımların zaman ve para ihtiyacı önceden belirlenebilir. Ancak bu tür yatırımlar firmalara yatırım üstünlüğü getirmez.

  En kısa sürede demode ve edki hale gelir. Bu üç seçenekten bir tanesini veya karmasını uygulamak en avantajlı

  durumdan bilimin, teknoloji üzerindeki etkisi her sanayi dalına göre farklılık arzeder. Sanayileşen ülkelerde bilim, büyük

  ölçüde teknolojinin emrine girmiştir.

TEKNOLOJİ VE YATIRIM

Yatırım gelişmeyi ve büyümeyi sağlamanın en iyi yoludur. Yatırımlarda yeni teknolojilerin uygun olanını seçip, uygulamak daha yaygın bir görüştür. Aksi taktirde eski teknolojileri yatırımlarda kullanmak gelişme ve büyümeyi sağlamaz. Yeni teknolojilerin ortaya çıkması piyasaların canlanmasını ve toplumun beklentilerinin gerçekleşmesini sağlar.

Sermaya birikimi ile teknolojik gelişme arasında karşılıklı etkileşim vardır. Yatırım yapılmasını sağlayacak sermaye birçok avantajlarıda beraberinde getiren teknolojilere yönelir.

Sermaye, iktisadi büyümenin temel kaynağıdır. Sermaye, aynı zamanda teknolojik gelişmeninde temel taşını oluşturur. Birbiri içine girmiş bu iki olgu, ülkelerin gelişmesini ve büyümesini sağlar. Sermaye teknolojik gelişmenin itici gücüdür. Yüksek düzeyde sermaye birikimi olan ülkelerin teknolojilerindeki gelişme daha hızlıdır.

Gelişmekte olan ülkelerde ise sermaye birikimi az olduğundan teknolojik gelişmenin hızı da yavaş olur. Bu durumlarda ise devletlere büyük görevler düşmektedir. Devletler sermayenin yönlendirlmesinde ve verdiği teşviklerle teknolojik gelişmeyi sağlarlar. Teknolojik gelişmenin sermayedeki büyümeden bağımsız olmadığını devletlerin bilmesi ve ona göre hareket etmesi gerekir.

Teknolojinin gelişmesinin sağlanması fiziksel yatırımlara ihtiyaç gösterir. Böylece istihdam artar, toplumun ihtiyaçları daha kaliteli ve ucuz olarak sağlanır. Refah düzeyi artan toplumda sermaye birikimide artar. Böylece bir döngü meydana gelir ki bu devletleri az gelişmişlik düzeyinden gelişmiş ülkeler düzeyine çıkarır.

Teknolojik gelişme neticesinde otomasyon hızla gelişmiştir. Otomasyon alanında büyüme binlerce farklı özellikte otomatikleştirilmiş makinenin ortaya çıkmasına ve gelişmesine neden olmuştur. Birbirine bağlı çalışan makinalar, sayısal kontrollü makinalar, robotlar, otomatik kalite kontrol denetimini yapan sistemler, otomatik tanıma sistemleri ve otomatik proses kontrolü yapan sistemler bu konuda başı çeken ve dikkate değer olanlarıdır.

Gelişmiş ülkeler teknolojik gelişme neticesinde otomasyon alanında yapmış olduğu bu sistemleri pazarlamak için gelişmekte olan ülkeleri seçerler.

Ancak gelişmekte olan ülkeler ileri teknoloji kullanılan alanlara yatırım yaparak ileri teknoloji içeren ürünleri imal edip bilahare de ihraç etmek amacını gütmelidirler.

Gelişmekte olan ülkelerdeki pazar potansiyellerini hesaplamak ve tahmin etmek oldukça zor bir iştir. Bu ülkelerde ileri teknolojiye sahip olan sektörler ile geleneksel sektörler beraberce yaşamaktadırlar. İleri teknolojiye sahip olan sektörler bu ülkelerde pazarını geliştirmesi oldukça zor olacaktır. Örneğin; Hint pazarındaki bir otoritenin gözlemine göre “Bir Hint köylüsü birçok ürün olmadan iyi bir hayat yaşayabilir. Diş macunu, el ve banyo sabunu, kahve gibi şeyler şehirli ve yarı şehirli hintli için gereklidir ama Hint köylüsünün fazla parası olmadığından sadece çok gerekli olan şeylerin alımına gidecektir.” Yani yeterli miktarda parası olmadığından gerekli olduğu halde, ona göre ikinci dereceden ihtiyaç olan ürünlerinin alımından vazgeçecektir. Bu nedenle ithalat ağırlıklı ekonomilerde ileri teknolojiye sahip olan sektörlerin pazar payını geliştirmesi oldukça zordur. Bu durumda uzun dönem içinde pazar payını arttıracak pazarlama stratejileri ve planlamalarında önemli kararlar almak mecburiyetinde kalırlar. İşletmelerin önemle üzerinde durması gereken bir hususta, öncelikli olarak hangi ürünü hangi teknoloji ile üreteceği konusudur. Bu konuda işletmeler her zaman yanlış girişimde bulunabilirler. Üretilecek yeni ürünün özelliklerinin ve fonksiyonunun ne olacağının belirlenmesinde ne kara çalışma ve zaman gerekeceği değil, ürünün pazar potansiyelinin (umulan ortalama satış) ne olacağının bilinmesi, öncelikle bilinmesi gereken bir husustur. Büyük riskli projeleri takip etmek ve neticesinde yeni pazarlar yaratıp satış ile kârların büyük olmasını sağlamak işletmeler için büyük bir ödüldür. Bunu için teknoloji öyle seçilmelidir ki sözü edilen ödül gerçekleşsin. Aksi taktirde halen bazı kamu kuruluşlarında tespit edildiği gibi birçok yeni teknolojiler çürümeye mahkum edilmiş bir köşeye atılarak paslanmaya yüz tutmuş ve hurda olarak işlem yapılmayı bekler durumda kalmış olduğu görülmektedir.Bu nedenle teknoloji öyle seçilmeli ki bu ürünün performarsını arttırmalı, müşteri ihtiyaçları doğrultusunda teknik olanaklar, masraf ve şirket olanakları doğrultusunda gerçekleştirilmelidir. Teknik fizibilite uzmanlar tarafından dikkatli ve titiz çalışma neticesinde hazırlanmalıdır. Burada teknolojilerin karşılaştırılması, birleştirilmesi ve uyum içinde çalıştırılabilmesini sağlayacak şekilde hazırlanacak fizibilite ile transfer edilecek teknoloji işletmeye yarar sağlamalıdır.Türkiyede tüm önemli teknolojiler 1930 yıllarından başlayarak, devlet eliyle yapılan yatırımlarla transfer edilmiştir. 1980-92 yılları arasında 707 lisans anlaşmasıyla gelen teknolojilerin önemli bir kısmının %88`i imalat sektörlerine aittir. (OECD, Türkiye 59,60).  Böylece Türkiye, uçak montajından oto üretimine, kamyon ve çamaşır makinası tasarımından yeni inşaat tekniklerine değin pekçok teknolojik yeniliği üretim alanında gerçekleştirmiş, bir sanayi malları ihracatçısı konumuna ulaşmış, ileri teknolojiler üretme aşamasına gelmiş bulunmaktadır. 

  Dünya ekonomisi I.Dünya Savaşı öncesinden

  başlayarak uyumlu büyümenin gereğine

  inanmıştır.Bu husustaki çalışmalardan kesin

  sonuçlar alınamamıştır. ABD, japonya gibi

  teknolojik açıdan ileri düzeyde olan ülkelere

  baktığımız vakit, bunların kendi tempolarını,

  ritimlerini diğer ülkelere zorla kabul

  ettirdiklerini ve hatta birçok endüstri

  dallarında onları darboğazlara sokmakta

  olduklarını görmekteyiz. Bu yeni teknolojileri

  güçlü şekilde kullana ülkeler, bilgi, kültür ve

  gelişme modelini tüm ülkelere empoze

  etmektedir. Bu durumdan kurtulmak için

  yapılacak en önemli iş, ileri teknoloji

  kullanılan alanlara yatırım yapmak ve

  sonucunda ileri teknoloji içeren bu ürünleri

  ihraç etmektir. Bu Türkiye`nin de ana amacı

  olmalıdır. TÜBİTAK, TTGV ve TÜSİAD

  tarafından düzenlenen 1. Teknoloji

  Kongresi`nde teknoloji önderi uluslararası

  firmaların konuyla ilgili yetkililerinin de

  katılımıyla teknolojiyle sanayii ve toplumsal

  gelişme arasındaki ilişkiler tartışıldı. Birleşmiş

  Milletler Sinai Geliştirme Örgütü UNIDO`nun

  1997 Küresel Sanayii Gelişme Raporu`nda yer

  alan 1990-1994 yıllarına ait imalat sanayii

  yatırımlarında ileri teknoloji kullanılan

  alanların aldığı paylar ile düşük teknoloji

  yatırımlarının paylarına ilişkin verilerine bir

  göz atalım. 

Tabloların tetkikinde görüleceği üzere Türkiye`de, düşük (eski) teknoloji kullanılan alanlara yapılan yatırımların toplam imalat sanayi yatırımlarındaki  payı %69, orta düzeyde teknoloji kullanılan alanlara yapılan yatırımların %23`ler civarında kaldığı görülmektedir.

Ayrıca Türkiye`nin ihracatında ileri teknoloji içeren ürünlerin payı %8 dolaylarında kalırken bu paydan 

Singapur %70

Malezya %67

İrlanda %63

Güney Kore %42

Tayland %36

Meksika %35

İsrail %28 aldığı görülmektedir.

Türkiyenin ileri teknoloji kullana alanlara yatırım yapması zamanının gelip geçmekte olduğu yukarıda açıklanan bilgilerden anlaşılmaktadır.

TEKNOLOJİ VE İŞLETME

Teknolojiye ilişkin kararlar işletmeler düzeyinde yatırım projelerinin hazırlanması ve değerlendirilmesi aşamalarında alınır. Teknoloji, işletmeleri amaçlarına ulaştırabilecek araçların en önemlilerinden biridir. Bu nedenle işletmeler yatırım planlaması aşamsında gerek duydukları üretim bilgisi düzeyine, diğer bir ifade ile teknolojiye ilişkin kararları en etkin biçimde, doğru ve yerinde almak zorundadırlar. Teknolojinin transfer edilmesi ve transfer edilen teknolojinin ülke koşullarına uyarlanması önemli bir husustur. Elinizde birçok alternatif bulunabilir. Burada en önemli sorun mevcut alternatiflerin tam ve doğru olarak bilinmesidir. Teknoloji seçimi kararı çok çeşitli yol ve yöntemlerle ele alınabilir. Ancak bilimsel yöntemlerle alınan kararlar işletmeyi amacına daha kısa yoldan ulaştırır. Bilimsel yöntemlerle alınacak kararlarda, ulaşılmak istenen amacın ve bu amaca ulaştıracak alternatifleri karşılaştırmak ölçümlenecek kriterlerin  önceden açık olarak belirlenmesi gerekir. Karar alma sürecinin etkinliği ve kararın akılcılığı amaçlanan sonucu en iyi biçimde veya en üst düzeyde gerçekleştiren alternatifin seçimi ile sağlanır. Alternatif teknolojilerin ve üretim sistemlerinin gerçekçi ve akılcı bir değerlendirilmesi, üstünlük ve sakıncaların doğru ölçülmesi önceden belirlenen amaçlar ve bağlı amaç kriterleri ile sağlanabilir. Üretim yapan imalatçı işletmeler, teknolojik gelişmeye ayak uydurmak mecburiyetindedir. Aksi taktirde piyasadan silinip yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kalırlar. Gelişmekte olan ülkelerde, teknolojik gelişmenin, AR-GE harcamaları ile olan ilişkisi teknolojik gelişmeyi özümseme ve uygulama yönündedir. Ve bu ülkelerde küçük, orta ve büyük işletmelerin katkısı ve bakış açıları farklı olmak zorundadır. Küçük işletmelerin yetersiz mali kaynakları, gelişmiş, yetenekli insan gücü azlığı, bilgiyi belirlemede, sağlamada ve kullanmada yetersiz kalma teknolojik gelişmeyi gerçekleştirmede güçlükler ortaya çıkarmaktadır. Büyük işletmeler ise, küçük işletmelerde belirtilen bu güçlüklerden uzak kalırlar. Ancak büyük işletmelerde bürokrasi, esnek olmayan iç ilişkiler, hızlı karar verememe gibi bazı sakıncalar bulunmaktadır. Büyük işletmeler AR-GE için harcanacak parayı  en az düzeye indirebilirler. Küçük işletmeler teknolojik gelişmeyi yaratabilmek için üniversite ya da kamu araştırma kurumlarından istifade ederler. Böylece teknolojik gelişmeden faydalanmaya çalışırlar. Ancak gerek büyük gerekse küçük işletmelerde teknolojinin gelişmesi ülkenin gelişmişlik düzeyi, toplumsal yapısı, ülkenin coğrafi yapısı, piyasaların genel durumu, siyasal istikrar gibi faktörlerin etkisi altındadır.  Bu faktörlerin ülkeden ülkeye farklılıklar göstermiş olması nedeniyle ülkeler arasında teknolojik gelişmenin yerleşmesi açısından farklılıklar görülmesi olağandır. Burada belirtmemiz gereken önemli bir hususta teknoloji gelişimi ile AR-GE arasındaki ilişkinin özel olarak incelenmesidir. Teknolojik gelişme sonunda, pazar ihtiyaçlarının karşılanmasında ihtiyaç olan ürünlere yönelik AR-GE çalışmalarını yöneltmek başarıya ulaşmanın anahtarıdır. Eğer bir şirket iyi çalışmayan teknolojileri seçer, üretimi zor olan, pazara girmesi geciken ve planlanan hedefi yerine getiremeyen bir ürüne zaman harcarsa, rakipleri bu fırsatı değerlendirerek pazarı ele geçirebilirler. Bu nedenle şirketler seçilecek teknolojilerde çok dikkatli davramalıdırlar. İşletmeler piyasada lider veya takip eden olmaya karar vermelidir. Her iki yaklaşımda da başarılı olabilirler fakat her biri farklı bir stratejik duruş gerektirir. Bu nedenle, birçok firma teknolojik liderliğe yönelik bir hedef ortaya koyar. Gelecek yüzyılda başarılı olabilmek için işletmeler uyum ve esnekliğe ihtiyaç duyacaklardır. İşletmeler rekaber edebilen tamamen kontrol edilebilir ürün ve pazar değişikliklerine ihtiyaç duyacaklardır. Hatta iş aktivitelerinde kullanacakları teknoloji çeşitlerini düşünmeye ihtiyaç duyacaklardır. Gelişmekte olan ülkelerde işletmeler, muhtelif kanallardan transfer ettikleri yeni teknolojileri uygulamaya koymakta zorlanmaktadırlar. Yeni bir teknoloji transfer edildikten sonra onu uygulayabilecek kişilerin eğitimi ve bu teknolojinin kullanılabilecek hale getirilmesi belirli bir zaman almaktadır. Gelişmekte olan ülkelerde bu zaman oldukça fazladır. Örneğin Türkiye`ye transfer edilen teknolojiler genelde ileri teknolojiler olmamalarına rağmen, bu teknolojilerin tam anlamıyla uygulanabilmesi için geçen sürenin 6 aydan fazla olduğu bilinmektedir.

Hem gelişmiş ülkeler, hemde gelişmekte olan ülkeler, açık Pazar Ekonomisi`nde artan rekabet koşullarında yaşayabilmek için yeni teknoloji alımı ve kullanımının ne kadar önemli olduğunu çok iyi bilmektedir. Ancak, yeni teknoloji alımını engelleyen veya yavaşlatan bir takım unsurlar olduğu da unutulmamalıdır. Bunlar “semaye, bilgi yetersizliği, belirsiz pazar koşulları, AR-GE`deki kısıtlar, çalışanların tepkisi, mevcut teknolojinin durumu” gibi unsurlardır. Bu hususta ABD ile Türkiye gibi biri gelişmiş ötekisi gelişmekte olan iki ülkeyi karşılaştıralım.

Engelleyen Unsurlar

Amerika%

Türkiye%

Sermaye

20

29

Bilgi Yetersizliği

27

Belirsiz Pazar Koşulları

29

23

AR-GE`de Kısıtlar

15

19

Çalışanların Tepkisi

10

Mevcut Teknoloji

24

Burada üzerinde durulması gereken bir husus işletmelerin teknolojilerini yenilemek için yaptığı girişimlerdir. Tüm ülkelere büyük ve önemli teknolojiler devlet eliyle transfer edilmiştir. Sonradan devlet ile özel sektör beraberce transfer gerçekleştirmeye çalışmışlardır. Firma içi teknoloji üretiminin giderek daha pahalı, aşırı ölçekli ve daha ileri uzmanlık isteyen alanlara kaymış olmasından teknoloji ortaklıkları gündeme gelmiştir. AR-GE yönetimi, tekniklerin zaman içinde gelişmesi, firmaların teknoloji ortaklıkları yapmalarına imkan veren bir etkendir. Genelde, teknoloji ortaklıklarının tipleri ve aşamaları bir ürün devresi temasındaki karakteristiklere uymaktadır.

TEKNOLOJİ VE SANAYİ 

Teknolojik gelişmeler bir işletmenin üretim gücü ile ve pazar konumunu çeşitli şekillerde etkiler. En başta teknolojik gelişmeler işletmenin ürün ya da hizmetlerinin pazar kullanımını ve önemini etkileyerek satış artışı hızlandırabilir ya da yavaşlatabilir. Teknolojik gelişmeler ikinci olarak, bir işletmenin kullandığı üretim proseslerinin üretkenliğini ve maliyet verimliliğini etkileyebilir. Bu da firmanın maliyet rekabet gücünü etkiler. Teknolojinin maliyet üzerindeki etkisi, hem üretimde hem de sabit giderlerde söz konusudur. Üçüncü olarak da teknolojik gelişmeler işletmenin kullandığı satış ve dağıtım sistemlerinin üretkenliğini ve maliyetini etkiler. Son olarak da teknoloji ile gelişmeler bir işletmenin personel becerilerinin (yeteneklerinin) bileşimini önemli derecede arttırabilir. Bu sözünü ettiğimiz hususlar bir işletmenin rekabet gücünü etkiler. Buraya kadar sözünü ettiğimiz işletmeler sanayi işletmeleridir. Yani sanayi sektörüdür. Hizmet sektörü diye bilinen diğer sektörlerde de teknolojinin gelişmesi, birçok avantajlar sağlayacaktır. Ancak sanayi sektöründe etkisi daha geniş ve etkin olacaktır. Ayrıca, teknolojinin gelişmesinden en çok yararlanan da sanayi kesimi olmaktadır. İleri teknolojiler uluslararası rekabet gücünü kazandırdığı ülkelerde ayrıca ileri teknolojileri uygulayan işletmeler üretim maliyetini düşürdüğü için satış fiyatını da düşürür. Bunun neticesinde satış miktarı ve kârı artar. Düşük fiyatlarda rekabet edemeyen işletmeler eninde sonunda kapanmaya mahkum olacaklardır. Yenilik yapan işletme piyasalarda tekelci konuma geçebilir.Bu tekel konumuna geçen işletme kâr elde edebilmek için ürün fiyatını düşürerek bu iş kolunda birçok işletmenin kapanmasına yol açabilir. Böyle durumlarda devlet gerekli tedbirleri almak mecburiyetindedir. Teknoloji gelişmesinin işletme ve sektör üzerinde etkilerini dikkatli olarak incelemek gerekir. Bu incelemede hızla değişen teknolojiye uyum sağlama yeteneği yeni teknolojiler üretmek ve bu teknolojileri hızlı ve yaygın bir biçimde üretime uygulamaktır. Teknoloji üretme yeteneği olmayan ülkelerde ise teknolojinin çeşitli yollarla transfer edilerek üretime uygulanması önem kazanmaktadır. Bu durumda sanayi stratejilerinin makro ve mikro düzeyde tartışılması gerekir. Sanayi stratejilerinin değerlendirilmesine makro yaklaşımlar, sektörel düzeyde sanayi stratejilerine göre öncelik kazanmaktadırlar ve yaşamsal niteliktedirler. Bu anlamda makro düzeyde sanayi stratejilerinin üç önemli unsuru söz konusudur. Bunlar teknoloji üretmeye ve ileri teknolojilerin hızla yayılmasını sağlayarak üretime yayılmasına yardımcı olacak temel unsurları içermektedir. Bu unsurlar istikrarlı makro ekonomik ortamı, eğitim sistemi ve teknolojinin hızla yaymasını kolaylaştıracak kuramsal süreçlerdir. İstikrarlı Makro ekonomide ortamın istikrarlı olması neticesinde girişimciler yatırımlarını ertelemeyeceklerdir ve üretken olmayan spekülatif yatırımlara kaçamayacaklardır. İstikrarlı makro ekonomik ortam iki özellik taşır. Birinci özellik fiyat artışlarının düşük seviyede yani enflasyonun düşük olmasıdır. İkinci özellik ise hükümetlerin inandırıcı olan politikalarını kararlı bir şekilde uygulamaya devam edebilmesidir. Eğitim Sisteminin ise teknoloji üreten yaratıcı insan yetiştirmeyi ve yeni teknolojilerin hızla üretime uygulanmasını sağlayacak nitelikli insanların eğitimini verecek şekilde oluşmasını sağlamalıyız. Bugğn gelişmiş ülkelerde dahi eğitim sistemlerinin yetersizliği, nasıl iyileştirileceği konusunda yoğun tartışmalar yapılmaktadır. Teknolojinin yayılmasını kolaylaştıran kuramsal süreçler ayrı bir önem taşımaktadır. Bilhassa Türkiye`de bu kuramsal yapının kurulması, finansal sistemin reformundan, rekabetin korunması konusunda yapılacak düzenlemeler ile vergi reformunun yaşama geçirilmesine kadar birçok alan kapsamaktadır. Ayrıca Türk sanayisinin, ileri teknolojileri, üretime uygulamaya zorlayacak toplumsal baskıların olmayışı, Türkiye`deki işletmelerin dış ve iç koruma duvarları arkasında saklanarak ileri teknolojileri, üretime uygulama gereksinimini ve zorlamasını duymamalar, hızla değişen bir dünyaya ayak uyduramamasının başka nedenleri arasındadır. Hızla değişen dünyamızda, yeni gelişmelerin doğal sonucu olarak sık sık değişiklikler meydana gelmektedir. Bu değişiklikler de; sosyal ekonomik çevre ile işletmelerin stratejilerinde, yapısında ve yönetiminde çok yaygın etkileri olan değişikliklere yol açmaktadır. 

Bu durum karşısında işletmeler karmaşıklık ve belirsizlikler altında faaliyetlerini yerine getirmek zorunda kalmaktadırlar. Ancak şu bir gerçektir ki teknolojinin değişmesi de ekonomiyi yeni bir büyüme dalgasına doğru götürmektedir. 

Ekonomideki büyümenin ana ölçüsü, ülkedeki “Gayri Safi Milli Hasıla” nın artışı olarak ortaya çıkmaktadır. GSMH içindeki tarım, sanayi ve hizmetler ana sektörlerin payları o ülke ekonomisi için çok şeyler ifade etmektedir. GSMH içinde tarımın payı büyükse, o ülke ekonomisi tarım ülkesi, sanayinin payı büyükse, sanayi ülkesi olarak tanımlanmaktadır.

Ekonominin belirli bir yıl içinde nasıl değişim gösterdiğini büyüme oranları ile anlarız. Büyüme ile kazanırız. Yeni yatırımlar artar, şirket kuruluşları hızlanır, iş bulanların sayısı artar, tüketim artar, yabancı sermaye girişi canlanır. Türkiye`de her %1`lik bir büyüme 100.000 kişiye yeni iş olanağı sağladığı yapılan bir araştırmadan tespit edilmiştir. 

Ekonomik Büyüme

Ortalama Yıllık Artış

GSYİH

1990-1995

Sanayi

1990-1995

Hindistan

Pakistan

Türkiye

Yunanistan

Hollanda

Fransa

ABD

Japonya

4.6

4.6

3.2

1.1

1.8

2.6

1.0

5.1

5.7

4.2

-0.8

0.4

-1.0

1.2

0.0

Büyüme ile kazanılanları gelişmekte olan bütün ülkeler istemektedirler. Böylece toplumları refah seviyesine ulaşmış olacaklardır. Bunu sağlayabilmek için de, gelişmekte olan ülkeler, sahip olduğu teknolojileri, gelişmiş ülkelerin sahip oldukları teknolojiler seviyesine çıkarmak mecburiyetindedirler. Teknolojinin gelişmesi neticesinde ekonomi büyük ölçüde etkilenecektir, çünkü teknolojinin gelişmesi mal ve hizmetlerin üretiminin artışını getirecek, o da GSMH`lerin artışı ve neticesinde de büyüme hızı artacaktır. Teknolojinin gelişmesi ile büyüme arasında yakın bir ilişki bulunduğu anlaşılmaktadır. Gelişmekte olan ülkeler ile gelişmiş ülkeleri büyüme ve üretim yönünden karşılaştıralım.

Üretim

GSYİH dağılımı (yüzde)

GSYİH milyon dolar 1995

Sanayi katma değeri 1995

İmalat S. katma değeri 1995

Hindistan

Pakistan

Türkiye

Yunanistan

Hollanda

Fransa

ABD

Japonya

324.082

60.649

164.789

90.550

995.900

1.536.089

6.952.620

5.108.540

29

24

31

36

27

27

26

38

19

17

21

21

18

18

18

24

İmalat sanayi genellikle sanayi sektörlerin en dinamik bölümü olduğundan ayrı gösterilmiştir.

SONUÇ  

Gelişmekte olan ülkelerdeki ekonomik büyüme gelişmiş ülkelere nazaran daha büyüktür. “Çünkü gelişmekte olan ülkelerin toplumları gelişmşi ülke toplumlarının faydalandıkları tüm imkanlardan yararlanmak istemeleri ve yeniliklere aç olmaları ile yeniliklerin getirdiği nimetlerden faydalanmak istemeleri onların en doğal hakkıdır.” Teknolojik gelişmeden yararlanmanın ülkeden ülkeye farklılık gösterebileceğini belirtmiştik. Burada devlete büyük görevler düşmektedir.Devlet, alt yapı yatırımları, teşvikleri, toplumu yönlendirme ve eğitim ve öğretim gibi alt yapı hizmetlerine eğilmelidir. Yapılan etkili çalışmaların sonucunda gelişmekte olan ülkeler teknolojik gelişmeye az veya çok kavuşmuş olacaklardır. Ekonomik büyüme oranlarının gelişmekte olan ülkelerde büyük olması normaldir. Çünkü bu ülkelerdeki doyumsuzluk büyük boyutlardadır. “Gelişmiş ülkelerde” en büyük neden işletmelerin kâr elde etme ile pazardan pay kapma istekleri bulunmaktadır. Ayrıca gelişmiş ülkelerde teknolojinin getirdikleri neticesinde üretim miktarı fazlalaşmakta, kalite ve ucuz ürünlerin yanı sıra ürün çeşitliliği de eklenince bazı mamüller eskimeden yeni cazip, değişik fonksiyonlu yeni ürünler piyasayı kaplamaktadır.Bu da GSYIH`lerin dağılımını gösteren üretim tablosunun incelenmesinde ortaya çıkmaktadır. Ülkemizin de başta devlet desteği ile gelişmiş ülkeler seviyesine çıkması ve Türk toplumunun da , gelişmiş ülkeler toplumlarının teknolojik gelişmelerden yararlandığı gibi yararlanmasını istemek en tabii hakkı olduğu kanısındayım. Türkiye`de yatırımlarının planlaması yapılırken ileri teknoloji kullanan alanlara yatırımların yapılması gereklidir. Tabii bunun için de istikrarlı makro ekonomik ortamı sağlamak, eğitim reformunu yapmak ve teknolojinin yayılmasını kolaylaştıracak kararları almak mecburiyeti de bulunmaktadır. (Bu milli makro sanayi stratejilerini tespit etme gereğini ortaya çıkarır.) Devletin üzerinde durması gereken konu, ileri teknoloji alanlarında sanayi kesimiyle işbirliği içinde olmayı sağlamaktır. Öncelikle üzerine düşen alt yapı hizmetlerini (ulaşım, iletişim, enerji vs.) yapmak birinci görevi olmalıdır. Sanayi kesiminin teknolojik gelişmeyi sağlayacak alanlara yapılacak yatırımlarla teknolojik gelişmenin devamını sağlayacak, olmazsa olmaz koşulu olan AR-GE yatırımlarına destek olmak ve hatta yönlendirici bir rol oynamak, devletin ve hükümetlerin ana görevi olmalıdır.

KAYNAKÇA

1. Gönen E.Habletmitolu $.; Teknoloji ve Elik. Standart-yıl 37, Sayı 439, Temmuz 1998, s.78

2. Erol İ. İktisadi Gelişme Açısından Bilim ve Teknoloji, Egevizyon Sayı 11 Aralık 1996, s.22

3.Göker Aykut H.; Serbest Pazar Ekonomisi Ülkelerinde Sanayileşme Teknolojiye Yetişme Politikaları ve Devletin Rolü TMMOB Yayın No. 152, Ankara 1993, s.97-98

4. Gürdal Oya; Endüstri, Enformasyon, Kalkınma Etkileşimi, 93 Sanayi Kongresi Bildiriler Kitabı Cilt 1 TMMOB Yayın No. 160 , Ankara 1993, s.60-63

5. Yetiş Nuket; Teknolojik Gelişme, Teknoloji Sanayi Paneli ISO-KOSGEB İstanbul 1993, s.27

6.Bulutay Tuncer, Teknoloji ve İstihdam DİE Yayın No. 2101 Ankara 1993, s. 48

7. Butcher R; Nodern Management Techniques 3.Baskı Sohn Wiley and Sons Inc. New York USA 1991, s. 180

8. Cateora P.R; International Marketing  7. Baskı IRVIN Boston USA 1990, s.311

9. Wilson C.C., Kennedy M.E., Trammell CS; Sperior Product Development; Managing The Process for Innovative Products. Blackwell Ltd. Massachusetts USA 1996 s.19

10. Türkcan Ergun; Bilim ve Teknik Sayı 358 Eylül 1997 Ankara 1997 s.88

11. The Ekonomist 4 Ocak 1997, s.71

12. Özdaş Nimet; İleri Teknolojilerin Önemi ve Türkiyenin Teknoloji Savaşındaki Yeri, TÜBİTAK Bülteni C. 6 sayı 6, 1998, s.15

13. Milliyet Gazetesi, 3.5.1998 tarih

14. Barutçıgil İ.G. Üretim Sistemi ve Yönetimi Teknikleri Uludağ Üniversitesi s.94

15. Bulutay Tuncer; Teknoloji ve İstihdam DİE Yayın No. 2101 Ankara 988, s.47-53

16. Iansiti M.West J; Turning Great Research into Great Products, Harward Business Review Mayıs-Haziran, s.69

17. Pearce J.A., Robinson R.B.; Stratejik Management IRWIN Boston USA 1991, s.222

18. Kroenke D.M.; Management Information Systems 2. Baskı, McGraw-Hill Watsonville 1992, s.558

19. Alp No; Alp B; Teknoloji Transferinde Karşılaşılan Güçlükler, MM. Makine Magazin Sayı 9 Ocak 1997 s.51

20. Türkcan Ergün; Bilim ve Teknik Eylül 1997, Sayı 358, Ankara 1997, s.86

21. Crego E.T. Schiffrin P.D. Gun, R.A. Kaus J.C; İş Planlaması Çeviren Vedat Üner Rota Yayınları 1.Baskı 1993, s.77-78

22. Çapoğlu Gökhan; Türkiye İçin Bir Değerlendirme, Makina ve Metal Teknolojisi Dergisi Ocak 1994, s.33

23. Özgen H. Türk Murat; Bilgi Toplumunda Yeni Bir Yönetim Felsefesi; Bilgiye Dayalı Organizasyonlar Verimlilik Dergisi, MPM Yayını Sayı 1998/2, Ankara 1998, s.145

24. Capital Ocak 1994-Sayı 1, s.63

25. DİE Türkiye İstatistik Yıllığı 

12 Temmuz 2007

Bilim Adamının Array Gücü

BİLİM ADAMININ GÜCÜ

Bilim, insanın çevresindeki olaylara ve cisimlere merak ve ilgisinden doğan, insanlık kadar eski ve insan gibi kendisini sürekli yenileyen bilgi edinerek, düzenli bilgiler oluşturma isteğidir. Burada ister istemez aklımıza bir bilgi edinme isteğinin ne işe yaradığı sorusu geliyor. Bu sorunun cevabında da bilimin ve bilim adamının devletler için önemi ortaya çıkıyor.

Günümüz dünyasına baktığımızda önden gelen, gelişmiş toplumların hepsinin eğitim ve öğretime gereken önemi verdiğini, bilimi öğretme işinde kaliteyi en yüksek noktada tutmayı hedeflediklerini gözlemliyoruz. Bu gayretleri sonucunda da ülkelerine araştırmayı seven, vatana hizmet sevdasıyla dolu bilim adamları yetiştirdiklerini görüyoruz. Bu insanlar da vatanları için gece gündüz çalışarak ülkelerine en yüksek teknolojiyi hediye ediyorlar.

II. Dünya Savaşı başlamadan birkaç yıl önce Nazi Kuvvetleri, Albert Einsten adında bir bilim adamını, sadece Yahudi olduğu için Almanya’dan ayrılmaya zorladılar. Einstein da İsviçre vatandaşlığına girdi ve Amerika’da yaşamaya başladı. Bilim adamı olduğu için Amerika Birleşik Devletleri tarafından desteklenen bu Alman bilim adamı atom bombasının icadında büyük rol oynamıştır. Atom bombasının insanlık için tehlikesi tartışılır fakat ilk kez Amerika Birleşik Devletleri tarafından kullanılan atom bombası, Amerikalıların II. Dünya Savaşı’ndan galip ayrılmasını sağladı. Almanlar tarafından kendi ülkesinden kovulan bilim adamı, Almanların rakibi olan Amerikalıların savaşı kazanmasında bir hayli etkili olmuştur.

Bir devletin mevcudiyetini sürdürebilmesi ve gelişebilmesinde bilim adamlarının önemi tartışmasız çok büyüktür. Bu yüzden ülkemizde bilim adamları desteklenmeli ve böyle vatan sevdalısı insanların yetişebilmesi için uygun ortamlar hazırlanmalıdır.

12 Temmuz 2007

Bilim Adamlığı, Bilim Tarihi Ve Bilgi Toplumu

BİLİM ADAMLIĞI, BİLİM TARİHİ VE BİLGİ TOPLUMU

(Elektrik Mühendisleri Odasında Verilmiş Olan Konferans)

 Sayın  izleyiciler, Değerli Meslektaşlarım,

 Sizlerle birlikte olduğum için sevinçliyim, mutluyum; bana bu fırsatı verdikleri için, odamız yetkililerine teşekkürlerimi sunuyorum.

     Konuşmamda bilim adamlığından, bilim tarihinden ve bilgi toplumundan bahsedeceğim.

 Bildiğiniz gibi insanlık, Bilgi Çağı denen yeni bir çağa adımını attı. Tabii, ülkeden ülkeye bunun derecesi çok farklı. Bilinen şu ki çağı yakalayamayan toplumlar çağ dışı kalmanın ötesinde bağımsızlıklarından da önemli ölçüde kaybedecekler, dolaylı yoldan da olsa çagı yakalayanların boyundurluğu altına gireceklerdir. İşte bu çağın yakalanmasında bilim adamlarına, onların yetiştireceği araştırıcı ve mühendislere çok büyük görevler düşmektedir. Bu nedenle, Bilgi Çağından bahsederken bilim adamlığı ve araştırma etkinliklerinden de bahsetmek gerekmektedir. Bilim tarihinden bahsetme nedenim de bilgi çağının anlaşılmasını kolaylaştırma amacına yöneliktir.

 Bildiğimiz gibi, 17 Kasım 1995 Cuma günü, Alvin Toffler Çırağan Sarayında Bilği Çağı ile ilgili bir konferans verdi. Günlerce, gazeteler ve televizyonlar bu konuşmadan ve Bilgi Çağından bahsetti; görebildiğim tüm yazıları okudum, haberleri izledim; fakat bu çağın ne olduğu, Türkiye’nin bu çağı yakalama potansiyelinin ne olduğu hakkında doyurucu bir yazı veya habere rastlamadım. Ali Rıza Kardüz’ün, yan etkilerle ilgili bir yazısı ilgi çekici idi: “İnsanlar çorba olmak istemiyor, salata olmak istiyor” diyor. Zira çorbanın içinde herşey eriyip gidiyor, sonuç lezzetli de olsa! Oysa salatada kimlikler korunuyor! Bilgi Çağında salataya doğru kayma olacakmış. Olabilir, bu bir dolaylı sonuçtur. İşin aslı nedir?

 Ben bunu yıllardır derslerimde ve yaptığım konuşmalarda söylüyorum. En çok yararlandığım kaynaklar Toffler’in kitapları.

 7 Kasım 1994 Pazartesi günü, yani 13 ay önce, yapılan Elektrik-Elektronik Fakültesi 60’ıncı yıl töreni açılış konuşmamda önemli bir kısım bu konuya ayrılmıştır. Bu konuşma, teşekkürle belirtiyorum, Kaynak Elektrik Dergisinin 94/5 sayısında yayınlandı ve ara başlıklardan biri “Bilgi Çağı ” dır. İsterdim ki hem bu yazıyı hem de 1 yıl sonra medyadaki anlatımları karşılaştırıp izlenimlerinizi belirtesiniz.

 Konuşmamın son kısmında tekrar Bilgi Çağına dönmek üzere şimdi işe başından başlamak istiyorum.

 Günümüzde bir ülkenin gücü, sahip olduğu yetişmiş insan sayısı ile ölçülmektedir; sahip olduğu doğal kaynaklarla ve silahlarla değil. İnsan yetiştiren kurumlar öğretim kurumları, onların da en önemlisi üst öğretim kurumları yani üniversiteler. Öte yandan araştırmalar göstermiştir ki bir birimin kaliteli mezun vermesinin nerede ise gerek ve yeter koşulu güçlü bir öğretici kadroya sahipolmasıdır.

 Türkiye’deki durum nedir?

 Ülkede 57 üniversite var; bunlardaki öğrenci sayısı, Açık Öğretim hariç, 800.000 kadar. Toplam öğretim üyesi sayısı ise 14.000. Buna göre öğretim üyesi başına öğrenci sayısı: 57; olması gereken ise 15-20. Demek oluyor ki dünya standartlarında bir yüksek öğretim vermek için bu sayı en az 2 katına çıkarılmalıdır. Acaba çok sayıda genci Yüksek Öğretime  gönderiyoruz da  o yüzden mi hoca sayısı az kalıyor? Hayır tam tersi. Bir ülkede 18-21 yaş arasındaki 100 gençten kaçı bir Yüksek Öğretim Kurumuna kayıtlı ise ona Yüksek Öğretimde Okullaşma Oranı denir. Bu sayı bizde açık öğretim hariç % 15; Açık Öğretim dahil edilirse % 20; Japonya’da % 36, G.Korede % 37, A.B.D. % 59.

 Derler ki, Bilgi Çağına girebilmek için bu sayı % 30’dan az olmamalı. O halde öğrenci sayısı da 2 misline çıkarılmalı. Burada bir parantez  açıp şunu söylemek istiyorum. Bilgi Çağına girmek için 100 kişiye düşen telefon hattı sayısının da en az 30 olması gerektiği söyleniyor; bizde çok büyük bir atılım sonucu % 20 civarında, çok ilginç bir sey: Milli gelir ile bu sayı arasında çok büyük bir ilişki var. Yani milli geliri arttırmadan telefon yoğunluğunu  arttıramıyorsunuz.

  Türkiye’de Neden Yeterli Sayıda Bilim Adamı Yok ?

 Bilim adamı olma yeteneğine sahip yeterli kişi mi yok? Hayır, yeterli sayıda yetenekli genç var, fakat onların çoğu bilim adamı olmak istemiyor.

 Çok sayıda lise son sınıf öğrencilerine bu konuda seminer verdim; anketler yaptım. Tipik cevap: Bilim Adamı Olmak İstediğimde Beni Cesaretlendiren Olmadı. Ülkemizde bilimin önemini inkar eden yok. Fakat hem yöneticiler hem halk öncelikler sıralamasında bilimi, olması gereken yerin epey altına koyuyor. Bu konuşmanın asıl amacı kamuoyuna mesaj vermek; bilim ve teknolojinin hakettiği yere getirilmesine katkıda bulunmak.

 Önce bilim adamı adaylarına mesajım: Başarılı Bir Bilim Adamı Olabilecekseniz Mutlaka Olun.

Diğerlerine mesajım: Böyle Kimseleri Teşvik Edin. Neden? Bunun nedenlerini aşağıda açıklayacağım.

 Önce bir temelleme:

Kişisel Amaç ve Ulusal Amaç Nedir?

 Bir insanın amacı mutlu olmaktır:  Uzun ve sağlıklı bir ömür sürmek, kendisi ile barışık olmak, yaşama sevinci ile dolu olmaktır. Güzelliklerin farkında olmak; ıslık çalmak, şarkı söyleyebilmektir; o zaman birlikte olduğumuz insanları da yaşama sevincimize ortak ederiz. Diyebirsiniz ki basit bir insan da mutlu olabilir. Bunun için öğrenim gerekli mi? Cevap:Evet. Bilgili bir insanın mutlu olma şansı daha yüksektir. Bilgili olmak mutluluk için önemli bir avantaj sağlar. Öğretimin birinci amacı  da insanları bilgilendirmektir. Öğretimin öteki önemli amacı ise insanları yeteneklerinin limitine götürmektir.

 Genel olarak bir kişi bir işi iyi yapabileceğine inanır ve o işi yapmazsa mutluluğundan kaybeder. Tiyatroya yeteneğim var, hevesim var, ama başka tarafa, daha az yeteneğim olan tarafa yöneliyorum; mutluluğumdan kaybederim.

 Ulusal amaç ise kişisel amaçla ilişkilidir: Bağımsızlığı sürdürerek, bireylerin mutluluğunu mekanda ve zamanda yaygınlaştırmak.

Konuşmamın bundan  sonraki kısmı, bu temel üzerine oturtulmuştur.

    Bilim Adamlığının Çekici ve Zahmetli Yanları 

 Konuyu işlerken kendi hayatımdan örnekler vereceğim; bu benim için biraz zor olacak ama hem birbirimizi tanımamıza yardımcı olacak hem de ilk elden bilgi vermiş olacağım.

 Türkiye’nin gerçeklerini yansıtmak açısından kısaca çocukluğumdan söz edeceğim.

 Gönen’in 225 nüfuslu, 40 haneli  bir köyünde 1935 yılında doğdum. Köyde 1960’lara kadar okul yoktu. Ayrıca, elektrik yok, telefon yok. 9 yaşına kadar ağabeyim Recep Dervişoğlu’ndan latin harfleri ile okuma yazma, köy imamından da Kur-an’ı okumayı öğrendim. 9 yaşında Gönen’de 3’üncü sınıftan okula başladım. İlkokulu bitirdikten sonra parasız yatılı sınavını kazanarak öğrenimimi sürdürdüm. O zamanlar parasız yatılı kurumu  gerçekten hayati rol oynuyordu. Turgut Özal, S.Demirel ve daha çok sayıda ünlü bu kurum sayesinde çıkış yapmıştır. Bunu çok iyi bilen değerli hemşerilerim İrfan Solmazer, 1960’dan sonra parasız yatılı kontenjanında çok büyük artışlar yaptırmıştır.

 Şunu takdirle belirtmeliyim ki  Ülkemizin en ücra köşelerindeki gelen yetenekli kişiler, hiç bir engelle karşılaşmadan en üst mevkilere yükselmiştir, yükselmektedir. Bu Türkiye’nin çok değerli ve az rastlanır bir özelliğidir.

 1959’da İTÜ Elektrik Fakültesinden Y.Müh.olarak mezun oldum; aynı yıl asistan olarak göreve başladım. Böylece çok sevdiğim akademik hayata adım atmış oldum.

 1962 yılında İllinois Üniversitesine gidip 1964 Ağustos’unda doktoramı tamamladım.

 Doktora hocam, konusunda dünyaca ünlü Sundaram Seshu idi. 30 yıla yakın bir süre önce trafik kazasında öldü; fakat yayınları sayesinde bugün hala anılıyor. Bu, bilim adamı olmanın  önemli bir avantajıdır.

 A.B.D.’de 300 kadar üniversitede Mühendislik öğretimi verilir; İllinois Üniversitesi ilk 4 arasında; dünyanın her yanından çok iddalı öğrenciler oraya Lisans Üstü öğrenimi için gelirler. Bu ortamda yıllarca kalmış olmak insanın kendisini geliştirmesi için bulunmaz bir fırsattır.

 Doktorayı 2 sene gibi, oranın ölçülerine göre, kısa bir sürede tamamladım; İngilizceye ek olarak Fransızca ve Almancadan da sınavlara girdim. Seshu’nun teklifi üzerine, 6 ay doktora sonrası araştırıcı olarak çalıştım. Araştırma konum, Durum Denklemleri ile Devre Analizi ve Sentezi idi. Bu konu 1957’de Bashkow tarafından ortaya atıldı. Yaptığım araştırmalar bu konudaki temel araştırmalar arasında yer aldı; hala onlara referans veriliyor; “Citation Index” deki atıf sayısı da 100’ün üzerinde.

 6 aylık sürede elde ettiğim sonuçlardan yararlanarak Cornell Üniversitesindeki bir ekip CORNAP diye oldukça isim yapmış olan bir paket program geliştirdi. Kitaplarda, bu programın dayandığı temelin benim bir araştırmam olduğu yazılmaktadır.

 Araştırma işi çok önemli ve çok heyecan verici bir iştir. Aylarca gece gündüz kafa yorduktan sonra gerçekleştirdiğiniz bir yeniliğin, elde ettiğimiz sonuçların, buluşların verdiği haz hiçbirşeyle ölçülemez.

 Araştırmanın çok önemli bir yan ürünü, araştırıcı bir kafa yapısı geliştirme aracı olmasıdır. Araştırıcı kafalar, diğer kimseleri de aynı şekilde etkiler. Dolayısıyla, bir ülkede kalıpçı değil de araştırıcı kafa yapısının yaygınlaşması için ülkede yeterli sayıda araştırıcının olması gerekir.

 Araştırıcıların birbirlerini yayınlarından tanımaları ve günün birinde karşılaşmaları da  çok ilgi çekicidir. Bu şekilde hayli deneyimim oldu; fakat birtanesini hiç unutmuyorum.

 Bir kongrede tebliğ sunmak üzere Yugoslavya’nın (O zaman Yugoslavya vardı) Herseg Novi şehrine gitmiştim. Hava alanından şehre gitmek için bir kaç kişi aynı taksiye bindik. Yolculardan biri ünlü bir Rus bilim adamı Anatoli Petrenko idi. Türkiye’den olduğumu öğrenince “Ahmet Dervişoğlu’nu tanırmısınız ” diye sordu. Sorduğu kişinin ben olmama çok sevindi ve Rusça yazılmış kitabını bana imzalayarak verdi. Kitaptaki referanslardan ikisi benim yayınlarımdı. Hatırladığım kadarıyla, daha sonra kitap İngilizceye de çevrildi.

 Benzer durumlara bilim dünyasında sık sık rastlanır; bu da bilim adamlığının heyecan verici yanlarından biridir.

 1965 yılında ders vermeye başladım. O zaman henüz Öğretim Üyesi değildim. Sınıftaki öğrencilerle çok iyi diyaloğum vardı; hala da öyle. mezun olan öğrencilerim çok iyi yerlere gelmektedirler; eksik olmasınlar bana daima yakın ilgi göstermekte ve başarılarında benim de katkım olduğunu ifade etmektedirler. Bunun verdiği hazzı ve mutluluğu anlatabilmek imkansız.

 Benim merhum kayınpederim, eski Rize Belediye Başkanı Ekrem Orhon, İnşaat Yüksek Mühendisi idi. Anadolu’nun her bucağında eserleri vardı ve bunun insana çok büyük mutluluk verdiğini söylerdi. Biraz da biz teorisyenlerin bu hazzı tadamayacağımızı ima ederdi. Oysa bir kişinin gelişmesine katkıda bulunın çok daha önemli ve doyurucu olduğu kanısındayım. Bu da  bilim adamı olmanın diğer önemli bir avantajı.

 Bana en çok mutluluk veren şeylerden biri büyük zekalarla, üstün yetenekli kişilerle karşı karşıya gelmek, etkileşim içinde olmaktır. Bilim adamları bu konuda çok büyük şansa sahiptirler. Görev yapmakta olduğum İ.T.Ü. ve 20 yıldır ders vermekte olduğum B.Ü. bu konuda müstesna kurumlardır. Öğrencileri ile de öğretim elemanları ile de etkileşim içinde olmak büyük mutluluktur. Öte yandan  kongreler ve yayınlar aracılığı ile tüm dünyadaki parlak zekalarla etkileşim içinde olunabilmektedir.                       Bunların dışında 2 üniversiteyi ayrıca zikretmek isterim. Doktora öğrenimi için ve doktora sonrası araştırıcı olarak 3 yıl İllinois Üniversitesinde bulundum. Ayrıca 1973 -1974 yılları ile 1980-1982 yılları arasında 3 yıl Berkeley’deki California Üniversitesinde  bulundum; dersler verdim, araştırmalar yaptım.

 Bu iki üniversite,  öğrencileri, öğretim elemanları, misafir hocaları, kitaplıkları, kültürel etkinlikleri ile gerçekten dünyanın müstesna etkileşim ve gelişim ortamlarını oluşturmaktadır. Altı yıl bu ortamlarda yaşamış olmanın sağladığı kazanç maddiyatla ölçülemez. Bu altı yılın üç yılında eşim ve çocuklarım da benimle beraberdi. Onlar da aynı derecede bu ortamlardan yararlandılar. Bunlar, bilim adamı olmanın, ilk nazarda göze görünmeyen avantajlarıdır.

 Bilim adamı iseniz, düzenli bir hayatınız olmak zorunda. Devamlı araştırma yapacaksınız; yeni bilgiler üreteceksiniz, öğreneceksiniz ve öğreteceksiniz. Yani  en üst düzeyde bir zihinsel çaba, zihinsel egzersiz içinde olacaksınız.

 Sahip olduğunuz araştırıcı kafa yapısı hayatın her safhası ile ilgili konularda sağlıklı karar vermede yardımcı olacaktır.

 Aynı derecede önemli bir avantaj daha var;  muhtemelen ömür boyu zihin berrak kalacaktır. Yani zihinen genç kalınacaktır. “Sağlam Kafa Sağlam Vücutta Bulunur” diyor büyük Atatürk. Doğru, fakat eğer kafamız sağlam, zihnimiz berrak, aklı kendine rehber edinmiş bir kimse iseniz o zaman sağlığınızı koruma şansınız çok yüksektir. Kathy KEATON, “Uzun Ömür ” başlıklı kitabında “Beyni sürekli kullanmak yaşlılığı geçiktirir ” demektedir.

 İşte, bilim adamı olmanın bazı önemli avantajları bunlar. Peki zahmetleri  yok mu? Var. Bunlar, maddi gelirin yapılan işe göre az olması, ömürboyu bir öğrenci gibi çalışma, davranışlarında daha dikkatli olma ve düzenli bir yaşam sürme zorunluluğu şeklinde sıralanabilir.

 Eğer bir kimsenin bilim adamı olmaya yeteneği ve isteği varsa, zahmet olarak sıralanan şeyler önemli değilse o zaman tereddütsüz bilim adamı olmalıdır.

 Ben ve arkadaşlarım şöyle diyoruz: Bizler bilim adamı olarak mutluyuz, yetenkli gençlerin  de  akademik hayata  atılmalarını tavsiye ediyoruz.

 Şimdi de biraz bilimdeki gelişmelerin tarihi seyrinden bahsetmek istiyorum.

    Bilim Tarihine Kısa Bir Bakış

 İnsanoğlu tabiat sahnesine birkaç milyon yıl kadar önce çıkmış. Fakat bilim tarihi incelenirken M.Ö.4000 lerden başlanıyor. Ondan önceki milyonlarca yılda kayda değer bir şey yok.

 F.S.Taylor, Bilim Tarihi adlı kitabında, Bilim Tarihini 3 çağda inceliyor.

1- M.Ö.4000 ila M.Ö.600 arasındaki 3400 yıllık periyot. Buna “El Becerisi Peryodu” diyor. Bu çağda bilim yok, sadece alet yapımı var. Ufak tefek bilim kırıntıları da var. Sümerler M.Ö.2500 yıllarında p sayısını bulmuş: p=3,1. M.Ö.1800’lerde Babiller genelleme yapmadan bazı sonuçlar elde etmiş: Üçgen alanı ile ilgili formül vermek yerine verilen bir üçgenin alanını bulmak gibi.

2- M.Ö.600-M.S.1600 arasındaki 2200 yıllık periyot. Buna “Period of Greek Sciences” “Yunan Bilimi Peryodu” deniyor. Bundan önceki çağa Karanlık  Çağ da deniyor. Karanlık Çağda insanoğlu evrende olup bitenlerin açıklamalarını tanrılarla, büyülerle, sihirle yapmaya çalıştı. Güneş tutulması, yıldırım, yağmur, mevsimler, hastalıklar böyle açıklanıyordu.

 M.Ö.600’den itibaren, insanoğlu evreni tanımak için kafa yormaya başladı; böylece insanoğlu karanlıklardan aydınlığa çıktı, Ne yazık ki hala karanlıkta yaşayanlar da  az değil.

 M.Ö.384-322 yılları arasında yaşamış olan Aristo Lyceum’u kurdu; iyi bir biyog ve filozof idi, önemli adamlar yetiştirdi ve katkılar yaptı. Fakat insanları 18 asır boyunca yanıltan iddialar ileri sürdü. Düşen bir cismin hızının, ağırlığı ile orantılı olduğunu, 10 tonluk taşın, 1 tonluk taşa göre 10 kez hızlı düşeceğini ileri sürdü. Ayrıca ivme kavramını bilmiyordu. Hızın da sürtünme ile ters orantılı olacağını, dolayısıyla boşluktaki hızın sonsuz olacağını ileri sürdü.

 Yunanlılar, soyut açıdan çok sayıda kavramı ortaya attı; fakat gözlem ve deneye dayalı uygulamalar açısından son derece zayıftılar. Russel şöyle diyor: “Aristo kadınlarda, erkeklerden daha az diş olduğuu söylüyordu; oysa gözleme gereken saygıyı duysalardı böylesine basit bir yanılgıya düşmezdi”.

 Anadolu’da Millet’li Thales (M.Ö. 6.asır) Güneş tutulmasını İyonlulara ayına gününe kadar bildirdi.

 Heredot: “Lidyalılarla Medler arası savaş 5 yıl sürdü. 6.yılda tam şiddetli savaş anında gündüz  geceye dönüştü; savaşı bırakıp barış sözleşmesi imzaladılar” diyor  (kitap 1, klio 74).

 Halikarnas Balıkçısı (C.Ş.Kabaağaç) bu olayı şöyle yorumluyor:

 “Bu günün birdenbire geceye dönüşmesi değil; yaşamlarını karanlık içinde geçiren sayısız kuşaklarla, tarih öncesinin milyonlarca yılı boyunca süren gecenin, insan kafasının şafak sökmesiyle birden bire güne dönüşmesiydi!” (*)

TÜRKİYE’NİN DÜŞÜNCE GÜNDEMİ

Mustafa Taşar

TÜRKİYE VE 21. YÜZYIL

BİLGİ TOPLUMU

Bilgi çağı toplumunu da doğal olarak “Bilgi Toplumu” olarak adlandırılmaktadır. Bu toplumun her bir bireyi, yeni çağın sermayesi olan bilginin oluşumuna katkıda bulunacak ve bu bilgiyi de kullanacaktır. Dolayısıyla yeni düzende girdi olarak alınan en önemli faktör, insan faktörüdür. Artık insana yapılacak yatırımlar ön plana çıkmaktadır. Artık toplum, yeni teknolojik gelişmelerle ve bilginin önem kazanmasıyla sanayi toplumunun ötesine taşınmaktadır.

Bilgi toplumu, geçmiş dönemlerle kıyaslanmayacak kadar farklı bir yapılanma gerektirmektedir. Çünkü bilgi, nitelikli ve eğitimli kişiler tarafından üretilmekte, ancak bu üretim kapasitesine sahip olanlar ayakta kalabilmektedir. Çünkü bilgi, paylaşılabilmekte ve bölünebilmektedir. Yeni iletişim teknolojileri sayesinde de anında ulaşılabilmektedir. Bilginin bu özellikleri insanlara daha çok seçenek sunmakta ve daha özgür davranmasına imkan sağlamaktadır. Dolayısıyla toplumdaki yapılanmada geçmişten kalan hiyerarşik düzen ortadan kalkmakta, eşitlik ve katılımcılık sağlanmaktadır. Böylelikle gerçek demokrasi ortamı kendiliğinden oluşmaktadır.

Ve tam demokrasiyi sağlama yolunda, artık karşısında kayıtsız kalınamayacak olan bu değişim gerçeği, tüm gelişmiş ülkeleri yeni politikalara ve yeni stratejilere doğru yönlendirmektedir. Teknoloji devrimini ve sağladığı imkanları kullanarak ülkelerinin ve toplumlarının popülaritelerini artırmışlardır. Bunun getirilerini de anladıktan sonra bilgi teknolojilerini üretmekle kalmayıp, bu yapısal değişimi tüm topluma yaymak için gerekli bütün çalışmaları da başlatmışlardır. Bilginin üretilmesi ve kolay ulaşılabilmesi yolunda tüm yatırımları gerçekleştirmişlerdir. Başta Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya olmak üzere Avrupa Birliği ülkeleri bilgi toplumu olma yolunda hiçbir şeyi esirgemeden çalışmalar yapmışlar ve çok ileri düzeye ulaşmışlardır.

Bunun sonucunda ortak amaçları doğrultusunda bir araya gelen gönüllü grupların oluşturduğu örgütlü toplumu yani bilgi toplumunu sağlamışlardır. Ve aynı zamanda “bürokratik demokrasiyi” “katılımcı demokrasiye” dönüştürmeyi başarmışlardır.

Bilgi toplumunun yol açtığı katılımcı demokrasinin yaygınlaşmasıyla, çeşitlilik, uzlaşma ve hoşgörü ortamı sağlanmış, toplumun politik kaygıları ortadan kalkmaya başlamıştır.

Küreselleşme; teknolojik devrimin sağladığı en büyük kavramdır. Küreselleşme, kolay iletişimin ve haberleşmenin ortaya çıkardığı kaynaşmadır. Dolayısıyla, teknolojik devrimini tamamlamış, yani bilgi toplumu olma yolunda büyük adımlar atmış olan toplumlar, küreselleşmeyi kullanarak kendi kültürlerini tanıtmışlar, yaymışlar ve diğer toplumların kültürleri ile kaynaştırmışlardır.

Dünya çapında yeni bir etkileşim oluşturan bilgi teknolojileri, her alanda olduğu gibi kültürel anlamda da rekabeti belirleyici bir etken konumuna gelmiştir. Kültürel bazda küresel verimlilik ve rekabet, yine bilgi ve iletişim teknolojilerine ihtiyaç duymaktadır.

Artık toplumun her bir bireyinin, kavramları sorgulamaya yönelik gelişimi ve bundan kaynaklanan toplumsal ve kültürel değişim, hiçbir devirde bugünkü kadar hızlı ve dikkat çekici olmamıştır.

Küreselleşme; yerel değerlerin korunarak geliştirilmesi ve küresel değerlerle bütünleşmesine yönelik yeni evrensel değerler oluşturmaktadır. Bu oluşumda yerini alamayan kültürler ne yazık ki büyük sorunlarla karşılaşacaklardır. Türkiye gibi gelişmekte olan ülkeler, bunun sıkıntısını yaşamaktadırlar.

 << GERİ

İÇİNDEKİLER

İLERİ >>

EKONOMİ  /  B.Akın

BİLGİ EKONOMİSİ

Dr. H.Bahadır Akın

2000 Yılına Doğru Bilgi Toplumu Üzerine

Genel Bir Değerlendirme

ve Bilgi Ekonomisinin Özellikleri

Miladi ikinci bin yılın dönemecinde tüm dünyada etkisi gittikçe artan bir dönüşüm kendini bir çok şekilde hissettirmektedir. Bazı gelecek bilimciler ve düşünürler içinde bulunduğumuz ortamı tanımlayabilmek için Bilgi Çağı, Sanayi Sonrası Toplum, Kapitalist Ötesi Toplum, Enformasyon Toplumu vs. ifadelere başvurmakta, yaşanan dönüşümü teknik ve beşeri açılardan inceleyerek geleceğe dönük trendleri belirlemeye çalışmaktadırlar.

İçinde bulunduğumuz yüzyılın ikinci yarısında bilgisayar ve iletişim teknolojilerinin geliştirilip bütünleştirilmesi ile sonuçlarının kestirilmesi çok güç etkiler doğuran bir dönem başlamıştır. Ekonomik, sosyal, siyasal ve kültürel hemen her alanda hüküm süren bu dönüşümden en fazla etkilenen kesim kuşkusuz iş dünyası olmuştur. Bu çalışmada, süregelen değişim ve dönüşüm değişik açılardan ele alınarak bilgi toplumu ve bilgi ekonomisi incelenmeye çalışılacaktır.

Yeni Dalga: Bilgi Çağı ve Bilgi Toplumu

Sanayi sonrası toplumun özellikleri kırk yıla yakın bir zamandır her görüşten düşünür ve araştırmacının ilgi alanında yer almaktadır. Bilgi çağı ve bilgi toplumu ile ilgili çözümlemelerde genellikle tarihsel süreç içinde belli özellikler taşıyan dönemleri dalgalar halinde isimlendirmeden yararlanılmıştır. Bu bağlamda, Kontradiev’in iktisadi genişleme, stagnasyon ve tekrar genişlemeye dayalı Uzun Dalga kuramı bazı araştırmacılar tarafından kullanılmıştır. Kontradiev’in Uzun Dalga kuramı sanayi devriminden günümüze kadar olan dönem dikkate alınarak incelendiğinde, her biri yaklaşık 50 yıldan oluşan dört dalga bulunduğu görülecektir. Bunlar, 1770-1830 yılları arasındaki “Erken Mekanizasyon”, 1830-1880 yılları arasındaki “Buhar Gücü/ Demiryolları”, 1880-1940 yılları arasındaki “Elektrik ve Ağır Sanayi” ve 1940-1980 yılları arasındaki “Kitle Üretimi” dönemleridir. Günümüzde ise, yeni bir paradigma olarak “Beşinci Dalga” hüküm sürmektedir. Yani, daha esnek üretim modelleri ve dağınık talep türleri kitle üretimi döneminden çok daha farklı özelliklere sahiptir. Katı örgüt yapıları ve klasik işbölümü yeni döneme uygun düşmemektedir. Buna göre, “Beşinci Dalga” 1980’lerde mikroelektronik alanındaki gelişmelerle yükselmeye başlamış, biyoteknoloji, yeni malzemeler ve uzay araştırmaları öne çıkmıştır. Bu dönemin geleceği ise bilişim ve iletişim teknolojilerinde yatmaktadır.

Bu açıklamalardan anlaşıldığı gibi,Uzun Dalga kuramı, daha ziyade sanayi devriminin incelenmesinde ve geleceğe dönük tahminlerde kullanılmıştır. Farklı şekilde tüm tarihsel süreci dikkate alarak analiz yapan Barry Jones ve Alvin Toffler gibi düşünürler toplumları tarım, sanayi ve sanayi sonrası şeklinde daha genel olarak sınıflandırmaktadırlar. Günümüzde bilgi toplumu ya da sanayi toplumuyla ilgili olarak dalga kuramından yararlanan ve öngörüleri büyük yankılar uyandıran gelecek bilimci Alvin Toffler’dir. Bilgi toplumunun analizinde bir ölçüde kabul görmüş bu kuramdan yararlanılacaktır.

Ünlü gelecek bilimci Alvin Toffler, tarih boyunca görülen önemli dönüm noktalarından bahsederken, ana hatlarıyla iki önemli dönüşümün gerçekleştiğini ve üçüncü dönemin fiilen yaşanmakta olduğunu belirtmektedir. Bu yaklaşıma göre, toplumsal gelişmenin ilk dönüm noktası tarımın ortaya çıkması, ikincisi ise sanayi devrimidir. Bunları tarihin belli bir anında olup bitmiş iki ayrı olay olarak değil, belirli hıza sahip değişiklik dalgaları olarak görmek daha doğrudur.

İlk değişiklik dalgasından önce insanların çoğu küçük göçebe topluluklar halinde yaşamakta ve avlanma, meyve toplama, hayvancılık gibi faaliyetlerle geçinmekteydiler. On bin yıl kadar önce, Tarım devrimi başlamış ve yavaş yavaş tüm yeryüzüne yayılarak köyleri, ekili toprakları ve yeni bir yaşama biçimini oluşturmuştur.

17.yüzyılın sonlarından itibaren ise, birinci dalga hızını henüz kaybetmemişken Avrupa’da ikinci büyük değişiklikler dalgasına yol açan Sanayi Devrimi başlamıştır. Sanayileşme adı verilen bu süreç ülkeden ülkeye, kıtadan kıtaya çok daha çabuk yayılmıştır. Böylece, farklı hızlara sahip iki büyük değişiklik süreci aynı anda dünyayı kuşatmaya devam etmiştir. Birinci dalga, birkaç küçük topluluk dışında hemen hemen durulmuştur. Son iki yüzyıldır Avrupa, Kuzey Amerika ve dünyanın birkaç yerinde daha hayatta köklü değişiklikler yapan ikinci dalga yayılmaya devam etmektedir. Bir çok tarım ülkesi süratle çelik üretme tesisleri, otomobil fabrikası, dokuma fabrikaları, demiryolları kurma çabası içindedirler. Dünyanın bir çok yerinde ikinci dalganın gücü devam etmektedir.

Sanayi Devriminin etkileri sürerken, çok daha başka ve önemli bir süreç ortaya çıkmış ve yayılmaya başlamıştır. Özellikle İkinci Dünya Savaşı sonrasındaki yıllarda sanayileşme dalgası en üst noktasına vardığında, tam olarak ne olduğu anlaşılamayan, ancak her şeyi etkisi altına alan bir Üçüncü Dalga başlamıştır. Üçüncü Dalga, 1950’li yılların ortalarında ABD’de güç toplamaya başlamış, daha sonra farklı hızlarda diğer sanayileşmiş ülkelerin bir çoğuna ulaşmıştır. Bugün, ileri teknoloji ülkeleri, üçüncü dalga ile İkinci dalganın gereksizleşmiş, kabuk bağlamış ekonomileri ve kurumları arasındaki çarpışmanın etkisi altında mücadelelerini sürdürmektedirler.

Peter Drucker, İkinci Dünya Savaşından hemen sonra ortaya çıkmaya başlayan bu gelişme sonucu oluşan toplumu Kapitalist Ötesi Toplum olarak adlandırmaktadır. Buna göre, yeni toplumun temel ekonomik kaynağı, yani iktisatçıların deyimiyle üretim araçları sermaye, emek ya da doğal kaynaklar değil bilgidir ve bilgi olacaktır.

İkinci Dalga ile Üçüncü Dalga ekonomileri arasındaki farklar çeşitli dinamikler göz önüne alındığında aşağıdaki tablodaki gibi ifade edilebilir:

Tablo-1. İkinci ve Üçüncü Dalga Ekonomilerinin Karşılaştırmalı Analizi

DİNAMİKLER

İKİNCİ DALGA

ÜÇÜNCÜ DALGA

Üretim Unsurları

Toprak,emek, sermaye

Özellikle bilgi ( veri, imaj, kültür, ideoloji, değer)

Varlıklar

Maddi varlıklara dayalı

Maddi olmayan varlıklara dayalı

Üretim ve Ürün Yapısı

Seri üretim, kitle üretimi

Esnek teknoloji, ürün esnekliği sonucunda bireyselleşme

Emek Yapısı

Fiziksel (kol gücü) emeği ile tekrarlanan, mekanik emek, tam zamanlı çalışma, fabrikada çalışma

Bilgi işçiliği ile yaratıcı emek, yarı zamanlı çalışma, evden çalışma

Yenilik

Seyrek

Sürekli

Ölçek

Büyük ölçek (Ölçek ekonomisi)

Küçük ölçek, uygun ölçek

Organizasyon

Dikey, bürokratik, sert, uzun vadeli

Değişim mühendisliği: faaliyet bazlı, ağ örgütler, esnek, anti bürokratik

Altyapı

Önem nakliyede. Otobanlar, yollar, köprüler, liman tesisleri

Önem iletişimde. Ağlara dayalı elektronik sistemler

Hız

Vakit nakittir kuralı ile sıralı ve adım adım mühendislik

Eşanlı mühendislik ile gerçek zamana yaklaşım

Sosyopolitik yapıyla ekonomik

yapının ilişkileri

Evdışı iş, büyük ve güçlü devlet, dev kentler, aşırı kentleşme, ekonomik çatışmaların önemliliği, çoğunluk egemenliği, yapay

demokrasi, dolaylı demokrasi

Ev içi iş, küçük ve etkin devlet, kent dışına çıkma ve yayılma, sosyopolitik düzenlemelerin önemliliği, azınlığın önemsenmesi, koalisyonlar, doğrudan demokrasi

Kaynak: İ.Melih Baş, “Dalgalarla Gelen Gelecek Kurgubilimci Guru: Alvin Tofler”,

AD Business Notebook, Mart 1998,s.28

1960’lı yıllardan itibaren bazı sosyal bilimciler ABD ve Japonya gibi ileri düzeyde sanayileşmiş ülkelerde toplumun temel niteliklerinde köklü değişim eğilimi gözlemlemişlerdir. Bir çok yönden sanayi toplumundan farklılık gösteren bu yeni toplumu tanımlayabilmek için İkinci Dünya Savaşı sonrasında yaygın olarak kullanılan Sanayi Toplumu yerine çok sayıda kavram ortaya atılmıştır. Söz konusu dönem, farklı sosyal bilimciler tarafından “Postmodern Dönem”, “Sanayi Sonrası Toplum”, “Bilgi Toplumu”, “Kapitalist Ötesi Toplum”, “Teknokratik Çağ” veya “Bilişim Toplumu” gibi oldukça fazla isimle anılmıştır. Bu kavramlardan Daniel Bell tarafından 1970’lerde gelmekte olan toplumu tanımlamak için kullanılan “Sanayi Sonrası Toplum” ve Japon araştırmacılar ve özellikle Y.Masuda tarafından kullanılan “Enformasyon Toplumu” yeni oluşan toplumun tanımlanmasında son zamanlarda daha fazla kabul görmüştür. Kavramların çeşitliliğine karşın, içeriklerinin daha çok ayrıntıya dönük olması, özde bu yaklaşımların büyük benzerliklere sahip olduklarını göstermektedir. Son yıllarda ise, özellikle bilişim ve iletişim teknolojilerindeki çarpıcı ilerlemeler ve süratli yayılma eğilimi sonucunda günümüz ekonomisi “dijital ekonomi” olarak adlandırılmıştır.

1941 yılında yapılan bir ekonomik analizde, herhangi bir ekonominin üç ana bileşenden oluştuğu ifade edilmiştir. Buna göre birincil sektör tarım, ikincil sektör imalat ve sanayi, üçüncül sektör ise hizmetlerdir. Bir ekonomi, bu üç sektörün farklı oranlarda bileşiminden oluşmaktadır. Eğer bir ülke sanayileşiyorsa, işgücünün büyük bölümünün imalatla ilgili yerlerde istihdamı söz konusudur. Verimlilikteki sektörel farklılıklar sebebiyle milli gelir artacağından hizmet ve bilgi ihtiyacı da yükselecektir. Buradan hareketle, bir çok Avrupalı teorisyen bir toplumun sanayi yapısının dönüşümünde bilim ve teknolojinin önemli bir rol oynadığını vurgulamışlardır. Buna göre üstün nitelikli çalışan sınıf ile bilim ve teknoloji arasında önemli bir bütünleşme söz konusudur.

Sanayi sonrası toplum üzerine çalışmalarıyla tanınan D.Bell ve Alain Touraine, gelişmiş ülkelerde artık sanayi toplumunun yer almadığını düşünmektedirler. Bell’e göre, sanayi sonrası toplum, profesyoneller, mühendisler, teknisyenler ve bilim adamlarının oluşturduğu hakim bir sınıf eşliğinde teorik bilginin merkezileşmesi ve ekonomide hizmetlerin payının artması ile tanımlanmaktadır. Touraine ise yeni bürokratik ve uzman sınıfların ortaya çıkması, bilgi ve organizasyona dayalı yeni iş trendleri ve boş zaman faaliyetleri ile tanımlanan programlı bir toplumdan söz etmektedir.

Detaydaki farklılıklarına rağmen bu tanımlar hızlı bir sosyoekonomik dönüşüm sürecinin yaşandığını ortaya koymaktadır. Bu süreç, daha önceki tarım ve sanayi toplumlarından çok farklı özelliklere sahip bilgi toplumunun ortaya çıkmasıdır. Bilgi toplumu, işgücünün önemli bölümünün bilişimle ilgili işlerde çalıştığı ve ekonomide en etkili faktörün bilginin kullanılması ve uygulanması olduğu toplumdur. Bir toplum içinde söz konusu her üç toplum farklı ölçülerde bulunabilir. Ancak, gelişmişlik düzeyi arttıkça toplumların yüzdeleri de belirgin ölçülerde değişmektedir. Mesela, 1980 yılında ABD’de işgücünün sadece yüzde 3’ü tarım kesiminde çalışırken, yüzde 76’sı hizmet ve bilişim faaliyetleriyle meşguldü. Yine, yeni kurulan işlerin yüzde 80’den fazlası bilişim ve hizmet sektörüyle ilgilidir. Bir çok Batı Avrupa ülkesi, Kanada ve Japonya ABD gibi bilgi toplumu trendini izlemektedirler.

Bilgi toplumu sosyoekonomik gelişme için bir çok değişikliğe neden olmaktadır:

1. Mal üretiminden hizmet üretimine değişim. Profesyonel, teknik, eğitim, sağlık ve

fast-food gibi hizmet sektörlerindeki hızlı artış.

2. İş niteliklerinin ve karakterlerinin değişimi.

3. İşgücünde teknik eleman ve profesyonellerin, yani bilgi sınıfının artması

4. Yüksek teknolojilere doğru teknolojik değişim. Mikroelektronik ve yarı iletkenler aracılığıyla bilginin toplanıp yönetilmesine yarayan küçük ve yetenekli makinaların

yayılması.

5. Yeni bilişim teknolojilerinin yayılması ve bilgisayarların gelişmesine paralel olarak uzak noktalarla koordinasyon amacıyla telekomünikasyonun ileri ölçülerde kullanılması. Bilgi Çağının başlangıcı, genel olarak İkinci Dünya Savaşı sonrasındaki yıllarda gösterilmektedir. Bu konuda kesin bir tarih vermek mümkün olmamakla birlikte, 1957 yılında ABD’de ilk defa beyaz yakalı işçilerin sayısının mavi yakalıları geçmiş olması bazı yazarlarca bu tarihin bilgi çağı başlangıcı olarak kabulüne neden olmuştur. Söz konusu bilgi toplumunu belirleyen temel karakteristikleri şu şekilde sıralamak mümkündür:

1.Ekonomik Yapıdaki dönüşüm: Bilgi toplumundaki en büyük özellik mal üretiminden hizmet üretimine doğru bir kaymanın görülmesidir. Aslında hizmet sektörü zaten tüm ekonomilerde her zaman mevcuttur, ancak sanayi toplumunda hizmetlerin niteliği daha yerel ve mal üretimine yardımcı konumdadır. Sanayi sonrası toplumda ise eğitim, sağlık, sosyal hizmetler gibi insani hizmetler ve bilgisayar, sistem analizi, bilimsel AR-GE gibi mesleki hizmetler yoğunluk kazanmaktadır. Bilgi toplumunun oluşmasında belli sektörlerin yükselişi önemli rol oynamıştır. Bunlar:

1. Televizyon yapımcıları, yayıncılar vb. bilgi sağlayan kişi ve kurumlar,

2. Telefon ve kablolu yayın gibi elektronik bilgi iletişim kurumları

3. Mikroelektronik sanayi, yani televizyon, bilgisayar ve telefon gibi elektronik bilgilerin

insanlara iletilmesine imkan sağlayacak platformların üreticileri

4. Bilgilerin toplanması, saklanması, iletilmesi ve kullanılması amacıyla yazılım geliştiren

sektörler.

2.Yükselen Yeni Sınıflar: Yeni toplumda insanların çalıştıkları yer değil aynı zamanda yaptıkları işlerin türü de değişmektedir. Sanayi toplumunda yarı vasıflı işçiler çalışan sınıf içinde en kalabalık grubu oluşturmaktaydılar. Bilgi toplumunda ise, teknik ve profesyonel sınıf, yani P.Drucker tarafından “bilgi işçisi” olarak nitelenen bilim adamları, teknisyenler, mühendisler, öğretmenler sayıca artmış ve toplumun kalbi konumuna yerleşmişlerdir. Buna bağlı olarak toplumda gücün yapısı da değişecektir. Tarım toplumunda toprak sahipleri, sanayi toplumunda ise sermaye sahibi işverenler gücü ellerinde bulundurmaktaydılar. Oluşan yeni toplumda ise güç bilgi sınıfına ait olacaktır.

3.Bilginin Artan Rolü: Sanayi toplumu, malların üretimi için makine ve insanların koordinasyonuna dayanmaktaydı. Yeni toplum ise bilgi etrafında örgütlenmektedir. Sanayi uygarlığının öncü isimlerinden Bacon’ın yüzyıllar önce söylediği gibi “bilgi güçtür”, ancak, bilgi toplumunda bilgi aynı zamanda toplumun temel eksenini de oluşturmaktadır. Buna göre, tarım toplumunda toprak ve işgücü, sanayi toplumunda sermaye merkezi bir öneme sahip iken, bilgi toplumunda bilgi stratejik bir kaynak haline gelmiştir. Çünkü, yeni toplumda teorik bilgiyi piyasada yeni ürün ve hizmetlere başarılı şekilde dönüştürenler ile eğitim ve AR-GE harcamalarına en çok yatırım yapan işletmeler ve toplumlar başarılı olacaktır. Eğer bir toplum bilgiyi üretir hale gelemezse, büyük harcamalarla ürettiği mal ve hizmetler kısa sürede demode olma riskiyle karşı karşıya kalacaktır.

4.Bilişim Teknolojisi. Sanayi toplumunun ortaya çıkmasında en önemli etkenin buhar makinası, elektrik, içten yanmalı motor gibi enerji teknolojilerinin bulunmasıdır. Bilişim teknolojilerinin ortaya çıkıp hızla gelişmesi de benzer bir etkiyi yeni toplumda oluşturmuştur. İletişim ve bilgisayar teknolojileri daha yetenekli işgücüne gereksinim doğurduğundan ve ulusal verimliliği arttırma ve rekabetçi üstünlük elde etme yolunda daha yüksek değerlere sahip ürünler ortaya koyma yeteneğine sahip olduklarından iktisadi gelişme açısından en fazla önem verilmesi gereken alan bilişim teknolojileri olarak görülmektedir. Nitekim, ünlü strateji uzmanı Michael E.Porter günümüzde bir işletmenin yönetilmesinde en temel faktör olarak bilişim teknolojisine işaret etmektedir. Zaten, bilgi toplumu kavramı da yeni teknolojilerin sebep olduğu iktisadi ve sosyal değişimler anlamına gelmektedir.

Bilgi Çağında işletmeler işlerini görebilmek için büyük ölçüde bilişim teknolojisine muhtaçtırlar. Yani bilgi toplumunda bilgisayar kullanımı son derece yaygındır. Bilgi Çağında, bir çok mal ve hizmet bilişim teknolojisiyle iç içe geçmiş durumdadır. Mesela, Lexus marka bir otomobil, klasik otomobil tanımının ötesindedir. Bilişim teknolojisi ile bütünleşen bu otomobilde gelişmiş yol bulma ve navigasyon sistemleri ile elektronik kameralar gibi yenilikler mevcuttur. Bunun yanında havayolu rezervasyon sistemleri gibi hizmet alanları da artık bilişim teknolojisi olmaksızın düşünülememektedir.

Geçen yüzyılda etkisini gösteren Sanayi Devriminin arkasındaki itici güç üretim ve nakliye ekonomisindeki gelişmelerdi. Bilişim teknolojileri bu süreçleri önemli ölçüde etkilemekle birlikte, günümüzde gerçekleşmekte olan devrimin sürükleyici gücü üretimdeki değişim değil koordinasyondaki değişimdir. Günümüzde örgütlerde herhangi bir işle uğraşan herkes sürekli olarak birbiriyle iletişim içinde olma zorunluluğundadır. Bu tür yoğun bilişim temelli işlerde bilişim teknolojileri asıl önemlerini göstermekte, klasik hesap yapan makine anlamındaki bilgisayar yerine birbirlerine bağlanmış koordinasyon amaçlı sistemler ağırlık kazanmaktadırlar. Koordinasyon teknolojilerindeki ilerlemeler, bir çok sektörde Sanayi Devrimi öncesindeki küçük işletmeler dönemine dönüş anlamı taşıyabilecektir. Sanayi toplumunda işletmeler kitle üretimi ve taşımacılık teknolojilerinden avantaj sağlamak için örgütlenirken, bilgi toplumunda işletmeler hem kendi içlerinde hem de dış çevreleriyle entegrasyon amaçlı koordinasyon teknolojilerine göre yeniden yapılanmaktadırlar.

Bilgi Toplumu Üzerine Çeşitli Düşünceler

Sanayi toplumu ve sanayi sonrası toplum üzerine yapılan tartışmaların oldukça eski bir tarihi vardır. Bu tartışmaların çalışmanın konusuyla ilgili olan bölümüne kısmen değinilmesinde yarar bulunmaktadır.

Günümüzde bilgi toplumu kavramı tartışılırken hemen hemen tüm kaynaklarda atıfta bulunulan bir eser George Orwell’in meşhur 1984 isimli kitabıdır. Bunun yanında Aldous Huxley’in “Cesur Yeni Dünya” ve Yevgeni Zamyatin’in “Biz” adlı kitapları da 50-60 yıl önce geleceğe dönük tahminleri içermeleri açısından değerlendirilmeye alınmaktadır.Yine, konuyu daha mizahi bir yönden ele alan Stanislaw Lem “Gelecekbilim Kongresi” adlı kitabında yeni toplum ve geleceği ile ilgili konulara değinmiştir.

Erich Fromm, George Orwell’in meşhur kitabına yazdığı sonsözde şunları belirtmektedir:1984 ve Biz, Cesur Yeni Dünya’dan daha fazla ortak noktaya sahiptir. Her iki eserde insanın kişiliğinden uzaklaştırıldığı tamamen bürokratikleşmiş bir toplum ele alınmaktadır. Bu toplumlarda yer yer fiziki baskıya da varan ideolojik ve psikolojik bir yönlendirme söz konusudur. Huxley’in çalışmasında ise insanın bir tür makinaya dönüştürülmeye çalışılması ele alınır. Genel kabule göre, Zamyatin ve Orwell’in örnekleri daha ziyade Stalinist ve Nazist diktatörlükleri, Huxley’in Cesur Yeni Dünyası ise sanayileşen Batı dünyasındaki gelişmelerin sonucunu temsil etmektedir. Zamyatin, Biz’de insanların insan doğası gereği olan taleplerini yok etmek için uygulanan beyin operasyonlarından bahsederken, Cesur Yeni Dünya’da çeşitli ilaçlar ve yapay biyolojik seçim yöntemleri uygulanmaktadır. Orwell ise 1984’te sınırsız baskı ve beyin yıkamayı öne çıkarır.

Söz konusu kitaplara yapılan atıfların çokluğu, bilgi toplumuna yönelik iyimser tahminlerin yanında aslında hiç de küçümsenmemesi gereken bazı endişelerin de bulunduğunu ortaya koymaktadır. Kitle iletişim araçları ve teknoloji aracılığıyla yönlendirme olgusu, özellikle bilgi çağının temelini oluşturan bilişim teknolojileri göz önüne alındığında çeşitli düşünürler tarafından ihtiyatla karşılanmıştır. Orwell, devletin her şeyi denetim altında tuttuğu, en küçük bir aykırılığa ve bireyselliğe izin vermediği, resmi ideolojinin bütün tarih ve dili kendine göre kurguladığı bir toplum ütopyasından bahseder. Romanda, insanları sürekli gözetleyip baskı ve denetim altında tutan “Ağabey” adında bir merkezi güç bulunmaktadır.

Bu romanın günümüze yansıması, bilgisayarlar aracılığıyla toplumu daha sıkı bir denetim altına almak isteyenler olabileceği endişesidir. Nitekim, bilişim teknolojilerinin ve bilginin dev çokuluslu işletmeler gibi kurumların kârlarını arttırmada ve bireyler üzerinde daha sıkı bir kontrol sağlamada kullanılacağı endişesine sahip olanlar bulunmaktadır. Bilişim teknolojisindeki gelişmeler özerk, özgün ve farklı kültürel oluşumlara imkan vermemekte, aksine dünya çapında egemen, başat ve tek bir kültürün oluşumuna katkıda bulunmaktadır. Bunun tipik örnekleri, dünyanın hemen her ülkesinde görülebilecek olan televizyon ve video setleri, standartlaştırılmış film ve programlar ile evrensel bir dil kullanan bilgisayarlardır. Bilişim teknolojileri, kültür hizmetlerinin niteliğini tanımlayan ve üreten tekelleşmiş –tek merkezden yönlendirilen- bir kültür ve eğlence pazarının doğmasına yol açmaktadır. Bu olgu, insanların özgün kültürel çevreleriyle bağlantılarını sağlayan ve kültürel gelişmelerin özünü teşkil eden mekanizmaların hızla yok olması anlamına gelmektedir. Bu görüşe göre, bilgi toplumu “efsanesi” bilişim devrimini başlatan ve yönetenlerin çıkarlarına hizmet etmektedir. Söz konusu kesimler yönetici elit, askerler ve uluslar arası endüstri kuruluşlarındaki toplumun en güçlü kesimleridir. Geniş kitleler için bilişim teknolojilerinin ve bilgi toplumunun önemli bir vaadi bulunmamaktadır. Bu insanlar bilgi toplumunda “bilgisayar kontrollü kaybedenler” olarak kalmaya devam edeceklerdir.

Bu tür kötümser yaklaşımlar yanında, çok daha yaygın olarak bilgi çağıyla ilgili oldukça iyimser, ütopik görüşler de bulunmaktadır. Geleceğin toplumu işlerini evden halledeceğinden dolayı kirlilik ve trafik önemli ölçüde azalacaktır. Bilgisayarlar insanları rutin işlerden kurtaracak ve daha yaratıcı hareket etmelerini sağlayacaktır. Bireylerin kolaylıkla bol miktardaki bilgiye ulaşabilmesi katılımcı demokrasinin yayılmasına neden olacak, daha uygun bir piyasa koşulu oluşturacaktır. Böylece bireyler toplum ve ulusal gruplar arasında uyum kurulacaktır.

İki grup arasındaki önemli farklılığa rağmen, günümüzdeki gelişmeler bu konuda net bir fikir ileri sürülmesini güçleştirmektedir. Ancak, fiili durum, bilgi çağının değişik düzeylerde olmak koşuluyla bir çok alanda hüküm sürdüğünü göstermektedir. Özellikle küresel ağların yaygınlaşması hem bireylere hem de kurumlara çok büyük fırsatlar sunmaktadır. Bugün, dünyayı saran iletişim ağları sayesinde neredeyse hiçbir bilginin saklanması mümkün değildir. Bireyler ve kurumlar arası etkileşim günden güne hızla artmaktadır. Kurumlarda bilgi saklama yerine mümkün olduğunca açık davranarak doğrudan karşı gruplarla iletişim kurma olgusu yaygınlaşacaktır.

Elbette, yukarıda sözü edilen endişelerin tamamen yersiz olduğu iddia edilemez, ancak, artık son derece yaygınlaşmış ve vazgeçilmez bir hal almış olan bilişim teknolojilerinin ve özellikle internet gibi iletişim ağlarının fiili gerçeklikler olduğu ortadadır. Bilinçli olarak yapılacak düzenlemeler bilişim ve iletişim ağlarının sebep olabileceği olumsuz durumları en aza çekebilecektir. Kaldı ki, bu konuda en fazla eleştiri getiren karşıt görüş sahibi düşünürler dahi, yeni teknolojilerin getirdiklerine gözlerini kapayamamaktadırlar.

Meşhur İktisatçı Lester Thurow, Orwell ve Huxley’de olduğu gibi modern haberleşme teknolojilerinin düşünce üzerinde bir baskı uygulamaya yol açacağı endişelerinin tam tersinin gerçekleştiğini vurgulamaktadır. Modern elektronik teknolojileri radikal bir bireyciliği özendirirken, ulusal liderler kitle kültürünü kontrol edeceğine, kitle kültürü ulusal liderleri kontrol etmektedir. Elektronik medya değerleri değiştirirken, değerler de toplumun doğasını değiştirmektedirler. Kablolu köyde, dünya kaçınılmaz bir şekilde temsili demokrasiler yerine daha doğrudan bir biçimde yönetilecektir.

Bu kısa tartışmadan sonra, bilgi çağında geçerli olan ekonomi üzerinde durulacaktır.

Bilgi Ekonomisi ve Özellikleri

Bilgi toplumunun içinde bulunduğu ekonomik koşullar günümüzde bilgi ekonomisi adıyla anılmaktadır. Emek yoğun işlerin düşük gelir grubundaki ülkelere kaydırılmasıyla sanayileşmiş ülkelerde emek yoğun işlerden ürünlere know-how ve yaratıcılık temeline dayalı değer ekleyen bilgi yoğun faaliyetlere geçmişlerdir. Bunun sonucunda oluşan, bilgi ve iletişim tabanlı bilgi ekonomisi şu karakteristik özelliklere sahiptir:

1.Sürekli hızlanan teknolojik gelişmeler

2.Artan bilişim ve bilgi yoğun faaliyetler

3.Kısalan pazara girme ve ürün/hizmet hayat dönüşüm süreleri

4.Pazarların küreselleşmesi

5.Sanayi kolları arasındaki farkların belirsizleşmesi

Buna göre, bilişim teknolojisi arz ve talep spiralinin doğurduğu hızla artan teknolojik ilerlemeler bilgi ve bilişim yoğun işlerin çoğalmasına, pazara girme sürecinin kısalmasına, ürün ve hizmet hayat dönüşüm sürelerinin azalmasına neden olacaktır. İşletmeler bilişim teknolojileri aracılığıyla rakiplerinden farklılaşabilecekleri fırsatlar yakalama şansına sahip olacaklardır.

Bugün Batı dünyasında bilişim sanayileri refahın ana kaynağı haline gelmiş durumdadır. Günden güne, yoğun rekabet ortamında başarılı olmak için bilişim teknolojilerini adapte eden işletmeler in sayısı hızla artmaktadır. Örgütler bir bütün olarak başarı için bilişime bel bağlamaktadırlar. 1997 yılı itibariyle İngiltere’de dijital bilgi ve iletişim teknolojileri piyasası değerinin 48 Milyar Sterlin düzeyinde olduğu sanılmaktadır.

Bilgi ekonomisinde, işletmeler sürekli devam eden bir verimlilik arttırma, çevresel talebe tepki verebilme, örgütsel değişimi gerçekleştirme mücadelesi içinde olacaklardır. Bilgi ekonomisinde kuruluşların en önemli kaynakları klasik üretim faktörleri değil beyin gücü olacaktır. Bilginin yaratılması ve paylaşılması görünmeyen faaliyetlerdir. Bu sebeple insanlar zorlanarak ya da onlara talimatlar verilerek bilgi yönetilemez. Bilgi ekonomisinde başarı ancak çalışanların istekli katılımlarının sağlanmasıyla mümkündür. Bu şekilde insanlar güven ve katılım ortamında yaratıcı güçlerini kullanacak, bilgilerini diğerleriyle paylaşacak ve dinamik bir örgüt ortaya çıkacaktır.

Öte yandan, küreselleşen pazarlarda artan rekabet ortamında işletmeler giderek artan ölçülerde know-how’ın bulunduğu yerlerde ürün geliştirme, en ucuz yerlerden malzeme ve hammadde satın alma, dağıtım ve işgücü maliyetinin düşük olduğu yerlerde üretim yapma ve ürünleri uluslararası arenada satabilme çabasına girmektedirler. Yine, küresel işletmeler çok büyük yatırımlara ihtiyaç duydukları için dev boyutlarda olsalar da,aynı zamanda yerel piyasalara hızla cevap verebilecek ölçüde küçülmek zorundadırlar.

“Dijital Ekonomi” veya “Tekonomi” olarak adlandırılan yeni ekonominin özellikleri Don Tapscott tarafından 12 madde halinde sıralanmaktadır:

1.Yeni ekonomi bilgi ekonomisidir.

Bilişim teknolojileri bir ekonominin bilgi temelli olmasına imkan sağlamaktadır. Bilgi ekonomisinde bilginin yaratılması hem bilgi işçilerine hem de bilgi tüketicilerine yani insanlara aittir. Mal ve hizmetlerin içeriği müşteri fikirleri tarafından belirlenirken, bilişim teknolojisi mal ve hizmetlerin bir parçası haline gelecektir. Bilgi ekonomisinde kuruluşların en önemli kaynakları klasik üretim faktörleri değil beyin gücü olacaktır. Mesela, bilgi çağının işletmelerinden olan Microsoft ele alındığında, maddi kaynaklarının (arazi, bina , stoklar, hammadde vs.) neredeyse yok denecek kadar az olduğu ancak, kayda değer tek varlığının işletme içindeki elemanlar olduğu görülecektir. Burada, sermayenin önemsiz olduğu söylenmemektedir. Ancak, unutulmaması gerekir ki, 15 yıl önce kayda değer bir sermayesi olmayan Microsoft’un bugün piyasa değeri General Motors ve IBM’den daha fazladır. Yeni ekonomide sermaye ancak bilginin bir fonksiyonu haline gelmiştir.

Günümüz iş dünyasında kesin olan tek şey “hiçbir şeyin kesin olmadığıdır.” Belirsizliklerle dolu iş dünyasında rekabet avantajı kazanmanın temel anahtarı bilgidir. Bugün zirvede bulunan işletmelerin bilgiye yaklaşımları onların başarıları hakkında önemli ipuçları vermektedir. Honda, Canon gibi Uzakdoğu’nun dev işletmeleri yeni pazarlar oluşturma, yeni ürünler ve teknoloji geliştirme gibi alanlarda bilgiyi kullanmaktan öte, “bilgi yaratma” sayesinde lider konumlarını sürdürmektedirler. Bilgiyi yaratmak, varolan bilgiyi yorumlamaktan daha öte bir anlayıştır. Varolan bilgiyi yorumlamak teknik bir boyut iken, bilgiyi yaratmak için hayal gücü, sezgi ve içgüdüden yararlanmak gerekmektedir. Bilgi yaratan işletmede bilgiyi keşfetme ve yenilik yapma görevi belli bir departmana değil, yaşayan bir organizma olarak görülen tüm işletmeye aittir. Yeni bilginin kaynağı ise bireydir. Bilgi yaratan işletmenin temel yaklaşımı, bireysel bilgiyi örgütün tümüne mal edebilecek bir sistem geliştirmektir.

2.Yeni Ekonomi Dijital Bir Ekonomidir.

Yeni ekonomide bilgiler tamamen 1 ve 0’dan oluşan veri formlarında işlenmekte ve her tür bilgi, ses, yazı, görüntü, hareketli obje vs. bilgisayar ağları tarafından iletilmektedir. Dolayısıyla, büyük miktarlarda bilgi son derece hızlı, ucuz ve güvenilir bir şekilde alıcılarına ulaşmaktadır. Seyahatlerde taşınabilir bilgisayarlar aracılığıyla elektronik posta kullanımı ve postayla mesaj yanısıra video dahil her türlü bilginin iletilebilmesi dijital ekonominin çarpıcı bir örneğidir.

3.Yeni Ekonomide Sanallaşma Önemli Rol Oynamaktadır

Bilginin analogdan dijitale dönüşmesi, fiziki varlıkların sanal hale gelmesine imkan vermektedir. Sanal, ingilizce “virtual” kelimesinin karşılığı olarak bir şeyin gerçeğe çok yakın olması ya da bir şeyin fiilen olması anlamını taşımaktadır. Bir şeyin sanal olabilmesi için başka bir şeyin gücünü ve yeteneğini içermesi gerekmektedir. 1950’lerin sonunda bilim adamları sanal bilgisayar adını verdikleri, birkaç kişinin aynı anda kullanabildiği ancak, kullanıcıların bilgisayarı tek başlarına kullandıkları izlenimini verecek şekilde hızlı makineler geliştirmişlerdir. Bu sırada, sanal terimine, etkileşim ve adapte olabilme anlamları da eklenmiştir. Söz konusu sanallaşma ekonominin metabolizmasını, kurumların türlerini ve aralarındaki ilişkileri, dolayısıyla ekonomik faaliyetin bizzat kendisini değiştirmektedir. Günümüzde bir çok kurumun sanal olanı ortaya çıkmıştır. Mesela, Sanal Piyasa, internette insanların alışveriş yaptığı herhangi bir yer anlamına gelmektedir. Yine, sanal gerçeklik yazılım ve donanımı sayesinde ilaç şirketleri araştırmalarında molekül yapıları ve atomlar arasındaki ilişkileri son derece kolay ve gerçekçi bir şekilde inceleyebilmektedirler.

Sanallaşma bir gerçeklik olarak yükselmekle birlikte, bu konuda bir çok pürüzün henüz aşılamamış olduğu ve yakın gelecekte bir takım sorunların da ortaya çıkacağı gözardı edilmemelidir. Sanallaşma ilk olarak büroların ortadan kalkması olarak kendini göstermiştir. Ancak, yapılan araştırmalar, yüz yüze iletişim ile ağ üzerinden iletişimin bir çok açıdan farklılıklar taşıdığını ve sanal ortamlarda iletişim etkinliğinin istenen ölçüde başarılı olmadığını göstermektedir. Bu nedenle, sanal gerçekliğin bir çok alanda yayılmaya devam edeceği, ancak bunun beraberinde çözüm gerektiren bazı sorunlar bulunduracağı söylenebilir.

4.Yeni ekonomi moleküler bir ekonomidir.

Eski büyük işletme yapıları ayrışmakta ve dinamik birey ve kurumların oluşturduğu ekonomik faaliyet temelli gruplar halinde yeniden teşekkül etmektedir. Örgütün ortadan kalkması, yani kaybolması değil dönüşmesi söz konusudur. Sosyal ve iktisadi hayatın tüm yönlerinde “kitlesel” yerini “moleküler”e bırakmaktadır.

Sanayi ekonomisinde temel iktisadi birim işletmeydi. Komuta ve kontrol hiyerarşisinin kökleri tarım toplumundaki kilise ve orduya ait olmakla birlikte sanayi toplumunda genişletilerek sanayi işletmelerinde yaygın uygulama alanları bulmuşlardır. Bu dönemde, üst düzey yöneticilerin birincil görevi işletmenin hacim olarak büyüklüğünü, hasılatını ve kârlarını arttırmaktı. Bilgi çağında işe şartlar önemli ölçüde değişmiştir. Bilginin işletme içinde etkin bir şekilde iletimine ve işletme dışıyla etkileşim halinde olmasına imkan sağlayan teknolojiler örgütlerde yapısal dönüşümlere neden olmaktadır.

Yeni ekonominin moleküler bir ekonomi olması, fizikten ödünç alınan “molekülerleşme” kavramının kısaca incelenmesiyle net bir şekilde anlaşılabilir. Fizikte, molekül bir maddeyi oluşturan en temel elemanlardan biridir. Molekül, bir cisim parçalandığında hâlâ aynı kimyasal özelliklerini gösterebilen en küçük parçasıdır. Bir madde içindeki moleküller elektrik gücü sayesinde birbirlerine yapışık halde kalabilmektedirler. Katı maddelerde molekülleri bir arada tutan itme ve çekme gücü dengelidir. Moleküllerin madde içinde bir başka yere hareket etme imkanları yoktur. Sıvılarda ise, moleküller yine aralarında bir çekme gücü olmakla birlikte kolayca hareket etme kabiliyetine sahiptirler. Likit kristal adı verilen organik bileşenler hem katı hem de sıvı madde özelliği taşımaktadırlar. Bu maddelerde moleküller gruplar halinde hareket etmektedirler. Herhangi bir çevre koşulu değiştiğinde moleküllerin tepkisi de değişmektedir.

Bu analoji, yeni ekonominin anlaşılmasında yardımcı olabilecektir. Yeni işletmeler de moleküler yapıdadırlar ve birey temeli üzerinde kurulmuşlardır. Bilgi işçisi (molekül insan) kendi başına bir iş birimi olarak faaliyet göstermektedir. Motive olmuş, kendi kendine öğrenebilen girişimci çalışanlar yeni araçlar yardımıyla değer yaratmak üzere bilgi ve yaratıcılıklarını kullanabilecekleri şekilde yetkilendirilmişlerdir. Yine, bu işçilerin oluşturacağı dinamik ekipler likit kristal içindeki hareketli moleküllerin hareketleri gibi serbest ve esnek bir yapıda olacaklardır. Söz konusu ekipler arasındaki ilişkiler ve etkileşim yeni bilişim altyapısı aracılığıyla arttırılabilecektir.

5.Yeni ekonomi bir ağ ekonomisidir.

Yeni ekonomi iletişim ağlarıyla bütünleşen bir ekonomidir. Analog hatlar yerine dijital iletişim ağlarının oluşması ve klasik ana bilgisayar sisteminden web tabanlı sisteme doğru gerçekleşen kayma iş dünyasında önemli dönüşümler neden olmaktadır. İletişim ağlarının band genişliğinin artması veri, metin, ses, görüntü ve video şeklindeki multimedya kaynaklarına kolayca ulaşıma imkan vermekte ve buna bağlı olarak yeni kurumsal yapıların hızla ortaya çıkmasına imkan vermektedir.

Yeni teknoloji iletişim ağları küçük ölçekli işletmelere büyük ölçekli işletmelerin sahip olduğu ölçek ekonomileri ve kaynağa ulaşma gibi ana avantajlara sahip olma imkanı sunmaktadır. Öte yandan, büyük ölçekli işletmelerin belli dezavantajları (katı bürokrasi, hiyerarşik yapı, ve değişim güçlüğü küçük işletmelerde bulunmamaktadır. Büyük ölçekli işletmeler ancak küçük akışkan gruplar halinde örgütlenirlerse çeviklik, özerklik ve esneklik kazanabileceklerdir.

Bilişim teknolojileri ancak kendisi ile mümkün olan bir çok yeni sektörün ortaya çıkmasına neden olmuştur. Mesela, internet ve benzeri iletişim ağları üzerinde elektronik ticaret yapabilmek ancak bilişim teknolojisinin mevcudiyetiyle mümkündür. Nitekim, önümüzdeki 2-3 yıl içerisinde 8 Milyar Dolar civarında gerçekleşeği tahmin edilen elektronik ticaretin yayılması ve belki de gelecekteki ticaretin önemli bir bölümünü oluşturacak olmasının mümkün kılan koşulları bilişim teknolojilerine bağlıdır.

21.Yüzyılın bir gereği olarak bütün ülkeler ulusal bilişim altyapılarını oluşturmak zorundadırlar. Tüm işletmeler de kendi içinde bir bilişim altyapısı kurmalıdırlar. Yeni altyapı ekonomik faaliyetler üzerinde elektrik ölçüsünde önemli bir etkide bulunacaktır. Yeni ekonominin bilişim gücü olmaksızın işlemesi imkansızdır. Nitekim, ABD’de teknoloji politikaları oluşturulurken ilk olarak desteklenecek teknoloji alanı bilişim olarak belirlenmiştir. Bu amaçla, federal fonlardan desteklenecek AR-GE programları; daha güçlü bilgisayarlar, daha hızlı bilgisayar ağları, daha sofistike yazılım geliştirme ve ulusal bilişim otobanını gerçekleştirmeyi kapsamaktadır. Böylece, 19.Yüzyılda demiryollarının oluşturduğu toplumsal ve ekonomik etkiye eşdeğer bir etki ülke çapındaki bilişim otobanıyla sağlanmaya çalışılacaktır.

6.Yeni ekonomide aracılar büyük ölçüde ortadan kalkacaktır.

Üretici ve tüketici arasındaki aracılar dijital iletişim ağları sebebiyle ortadan kalkacaktır. Aracı işletmeler, fonksiyonları ve kişiler yeni değerler yaratamazlarsa ortadan kaybolacaklardır. Özel ve kamu sektöründe bir çok kurum tüketicileriyle ağlar aracılığıyla doğrudan temas kuracaklar ve aracılarını büyük ölçüde elimine edeceklerdir. Mesela, oteller, havayolları gibi kurumlar rezervasyonlar için acentalarla iş yapmak yerine doğrudan müşterilerine ulaşacaklardır. Dolayısıyla, aracı kurumlar gelecekte yok olmak istemiyorlarsa yaratıcı yenilikler düşünmek zorundadırlar.

Nitekim, Intel şirketi başkanı Andy S.Grove, bir açıklamasında “ İnternet işlerin yapılması ve yürütülmesinde ara noktalarda bulunan bir çok kişiyi bir deniz dalgası gibi silip süpürecek. Ben bu kişilerin yerinde olsam şimdiden yaptığım işi internet kullanarak nasıl yapacağımı düşünmeye başlardım” diyerek yukarıdaki yargıyı teyit etmektedir.

7.Yeni ekonominin hakim sektörü üçlü bir oluşumdur

Sanayi ekonomisinde otomotiv anahtar sektör konumundayken, yeni ekonomide hakim ekonomik sektör diğer tüm sektörlerin refah yaratmasına giden yolu teşkil eden bilgisayar, iletişim ve eğlence sanayilerinin bütünleşmesiyle oluşan yeni medya sektörüdür. Bu bütünleşme tüm sektörlerin temeli haline gelmeye başlamaktadır. Yeni medya tüm sanat etkinliklerini, bilim

SONUÇ

Amerika ve diğer ileri teknoloji devletleri, bilgi silahları kullanan, bilgi toplumu olma yolunda ilerlemekteler. Gazete ve televizyonlarda, bilgi silahları ve teknoloji silahları birbirine karıştırılmaktadır.

Başta Amerika olmak üzere, tüm ileri teknoloji devletleri, bilgi savaşının ağır tehdidi altında. Günümüzde en çok onlar, elektronik iletişim ve bilgi alışverişi teknolojilerini kullanmakta. Ayrıca tüm verilerini dijital ortamda saklamakta. Bir saldırgan, bu bilgilere fazla bir maddi güce ya da ekipmana ihtiyaç duymadan ulaşabilir.

Bilgisayar sistemleri aşağıdaki nedenlerden dolayı çok hassas bir durumdadır:

İleri teknoloji ekipmanları dünyanın her yerinde kolaylıkla bulunmaktadır (hem dost hem de düşmanlar için).

Bilgi Savaşı tehlikesi bilinci, yönetici sınıfında çok yerleşmiş değildir.

Pek çok bilgisayar sistemi, davetsiz misafirlere karşı çok yetersiz korunmaktadır.

Saldırganlar çok gelişmiş araçlar kullanarak, istedikleri bilgiye ulaşmaktadırlar.

İnternet saldırıları, fiziksel olarak dünyanın öbür ucunda bulunan bir noktadan rahatlıkla yapılabilir.

Bir sistemi tamamıyla güvenli yapmak mümkün değildir.

Tüzel Bilgi Savaşı, günümüzde sürekli yapılmaktadır. Sadece olayların çok küçük bir kısmı fark edilmekte ya da bilinmektedir. Çoğu olay hiç fark edilmemektedir. Pek çok olay, olumsuz tepkilerden korkulduğu için gizli tutulmaktadır.

Siber Terör Nedir?

Siber Terörün Tarihçesi

Hacker’lar

Cracker’ler

Türkiye’de Yaşanan Hack Olayları

Siber Terör Silahları

Korunma Yolları

Terminoloji

Bilgi Savaşları

Bütün Hakları

sel araştırmaları, eğitimi ve işletmeleri dönüştürmektedir. İnsanların iş yapma, çalışma, eğlenme, yaşama ve düşünme yöntemleri değişmekte, en önemlisi bu yeni sektör tüketim ve üretim faaliyetlerine ilişkin değerler üzerinde büyük bir etki yapmaktadır.

8.Yeni ekonomi yenilik temelli bir ekonomidir.

Yeni ekonominin ilkesi “kendi ürününün modasını kendin geçir” olacaktır. Eğer yeni ve başarılı bir ürün geliştirilmiş ve piyasaya sürülmüşse, hedefin bu ürünün daha gelişmişinin ortaya çıkarılması ve ilk ürünün modasının geçirilmesi olması gerekir. Çünkü, eğer bu ürünü üretici geliştirmezse, bir başkası, muhtemelen rakipler onu modası geçmiş hale getireceklerdir. Mesela, Microsoft firmasında çalışan teknoloji uzmanlarından birine göre, Microsoft Windows 95’i piyasaya sürmekle gene kendi ürünü olan tüm zamanların en çok satan yazılımı MS-DOS’un modasının geçmesine neden olmuştur. Microsoft’un ürün ve standartlarla rekabet içinde belirlediği ilkelerden biri şudur: “Sürekli yeni ürün geliştir ve periyodik olarak eski ürünleri modası geçmiş hale getir”

Yenilik yapma günümüz rekabetinde başarılı olmanın belki de en önemli faktörüdür. Aşağıdaki örnekler bu konuda çarpıcı gerçekler olarak görülmektedir:

1. 1960’ların başında fotoğraf makinası üreticisi Canon, Xerox’un tam bir hakimiyet sağladığı fotokopi makinası piyasasına girdi. 1980’lerin başlarında IBM ve Kodak aynı piyasaya girmek için başarısız bir çaba içindeyken, Canon satış miktarında piyasa lideri olmuştu. 1997 yılı itibariyle de Xerox’un hemen arkasından çok az bir farkla sektör ikincisidir.

2. 1972 yılında yarı iletken üreticisi Texas Instruments hesap makinası piyasasına girmişti. O sıralarda piyasa Hewlett-Packard, Casio, Commodore, Sanyo, Toshiba ve Rockwell arasında paylaşılmış durumdaydı. 5 yıl içinde TI pazarda liderliği eline geçirmişti.

3. 1982 yılında Gannet Inc. 1700 günlük gazetenin bulunduğu kalabalık bir alana yeni bir günlük gazeteyle girdi. 1993 yılı itibariyle, USA Today yaklaşık 5 milyon okuruyla en çok satan gazetelerden biri olmuştur.

Aslında, bu örneklerde görüldüğü şekliyle sanayi liderine yapılan hücumlar büyük ölçüde başarısızlıkla sonuçlanmaktadır. Başarılı olanlar ise, piyasa paylarını önemli miktarlarda arttırmaktadırlar. Yapılan incelemelerde bu işletmelerin başarılarının ardında sanayi kolunda geçerli olan kuralı değiştirmiş olmaları görülmektedir. Başarılı hücumların en temel faktörü ise stratejik yeniliktir. Yine, aynı araştırmalara göre oturmuş bir sektörde lider yapılan hücumun başarılı olmasında radikal teknolojik yeniliğin rolü sanılandan daha düşüktür.

Yenilik yapmanın sağladığı başarıya verilebilecek örneklerden biri de Hewlett-Packard firmasının kişisel kullanım için lazer ve daha sonra ink-jet yazıcıları geliştirmesidir. 1984 yılında HP ilk LazerJet yazıcısını piyasaya çıkardığında daha önce olmayan yeni bir piyasanın oluşmasına sebep olmuştur. HP daha sonra sürekli olarak daha kullanışlı ve daha ucuz yazıları piyasaya sürmeye devam etmiştir. LazerJet bugün evrensel olarak tanınmış bir standart markadır ve HP’de yenilik faaliyeti kesintisiz devam etmektedir.

9.Yeni ekonomide üretici ve tüketici farkı belirsizleşmektedir

Kitle üretiminin yerini büyük miktarlarda müşteri isteklerine göre üretimin almasıyla birlikte, üreticiler bireysel tüketicilerin zevk ve ihtiyaçlarına uygun özel mal ve hizmetler oluşturmak zorunda kalmışlardır. Yeni ekonomide tüketiciler fiilen üretim sürecine katkıda bulunabilmektedirler. Chrysler, özel müşteri siparişine bağlı olan bir arabayı 16 günde imal edebilmektedir. Yeni bilişim teknolojileri müşterilerin üreticiler ile daha fazla etkileşim içinde olmalarına imkan sağlamaktadır.

10.Yeni ekonomi bir hız ekonomisidir.

Dijital veriler üzerine kurulmuş bir ekonomide, işletme başarısı ve iktisadi faaliyetler açısından hız anahtar bir değişkendir. Ürün hayat çevrimleri süratle kısalmaktadır. 1990 yılında otomobillerin kavramdan üretime dönüşmesi 6 yıl almaktaydı. Şu anda bu süre iki yıl düzeyindedir. Hewlett-Packard’ın Bilgisayar Sistemleri Organizasyon yöneticisi şu anda HP’ın gelirlerinin büyük bölümünün bir yıl önce var olmayan ürünlerden elde edildiğini belirtmektedir. Eski ekonomide bir ürünün belirli bir gelir düzeyine ulaşması onyıllar alabilmekteyken, günümüzde tüketici elektroniği alanında tipik hayat çevrim süresi iki ay kadardır.

Bugünün işletmesi çevresel bilişim akımına anında tepki verebilen gerçek zamanlı bir işletmedir. Müşteri siparişleri elektronik yoldan alınmakta ve eş zamanlı olarak işlenmekte ve ilgili fatura ve belgeler elektronik yoldan geri yollanmakta ve veri tabanları sürekli güncellenmektedir.

Elektronik veri değişimi (EDI) işletmenin dış çevresiyle eş zamanlı bilgi alışverişinde bulunmasını sağlayan güçlü bir sistemdir. Ancak, günümüzde web tabanlı etkileşimli ortamlar hızla EDI’nin yerini almaktadır. Web teknolojisi yardımıyla işletmenin müşterileri ve yan sanayisi ile eş zamanlı iletişim kurması extranet olarak adlandırılmaktadır. Extranetlerin EDI’ye göre daha kullanıcı dostu ara birimlere sahip olmaları ve daha fazla sorgulama imkanı vermeleri gelecekte kullanımlarının artacağını göstermektedir.

11.Yeni ekonomi küresel bir ekonomidir

İki kutuplu dünyanın ayrışmasından sonra, iktisadi duvarların önemli ölçüde ortadan kalktığı, dinamik, yeni ve değişken küresel bir çevre ortaya çıkmıştır. Bu durum, yeni ekonominin yükselişiyle ilgilidir. Peter Drucker’ın belirttiği gibi “Bilgi sınır tanımaz”. Artık yerel veya uluslararası bilgi diye bir şey bulunmamaktadır. Bilgi anahtar role sahip olduğuna göre, bireysel örgütler ister ulusal, ister bölgesel isterse yerel alanda faaliyet göstersin sadece bir tek dünya ekonomisi bulunmaktadır.

12.Yeni ekonomi sosyal problemleri beraberinde getirmiştir

Yeni bir ekonominin eşiğinde, güç, güvenlik, eşitlik, kalite, iş hayatı kalitesi ve demokratik sürecin geleceği gibi bir takım sorunları beraberinde getiren yeni bir politik ekonominin başlad

12 Temmuz 2007

Bilim Nedir?

BİLİM NEDİR?

Bilim, evrenin ya da olayların bir bölümünü konu olarak seçen, deneysel yöntemlere ve gerçekliğe dayanarak yasalar çıkarmaya çalışan düzenli bilgi.” “Genel geçerlik ve kesinlik nitelikleri gösteren yöntemli ve dizgesel bilgi.”

“Belli bir konuyu bilme isteğinden yola çıkan, belli bir ereğe yönelen bir bilgi edinme ve yöntemli araştırma süreci.”

Bilim ile uğraşan bir kişinin bu tanımları yeterli bulmayacağını söylemeye gerek yoktur. Bu nedenle, bilimin eksiksiz bir tanımını yapmaya kalkışmak yerine, onu açıklamaya çalışmak daha doğru olacaktır.

İnsan doğaya egemen olmak ister!

Derler ki insanoğlu varoluşundan beri doğayı bilmek, doğaya egemen olmak istemiştir. Bu nedenle, insan varoluşundan beri doğayla savaşmaktadır. Son zamanlarda, bu görüşün tersi ortaya atılmıştır: İnsan doğayla barış içinde yaşama çabası içindedir. Bence bu iki görüş birbirlerine denktir. Bazı politikacıların dediği gibi, sürekli barış için, sürekli savaşa hazır olmak gerekir.

Gök gürlemesi, şimşek çakması, ayın ya da güneşin tutulması, hastalıklar, afetler, vb. doğa olayları bazen onun merakını çekmiş, bazen onu korkutmuştur.

Öte yandan, bu olgu, insanı, doğadan korkusunu yenmeye ve merakını gidermeye zorlamıştır. Korkuyu yenebilmenin ya da merakı gidermenin tek yolunun, onu yapan sebepleri, bilmek ve ona egemen olmak olduğunu, insan, önünde sonunda anlamıştır. Peki, insanoğlunun doğayla giriştiği amansız savaşın tek nedeni bu mudur? Başka bir deyişle, bilimi yaratan güdü, insanoğlunun gereksinimleri midir?

Elbette korku ve merakın yanında başka nedenler de vardır. İnsanın (toplumun) egemen olma isteği, beğenilme isteği, daha rahat yaşama isteği, üstün olma isteği vb. nedenler bilgi üretimini sağlayan başka etmenler arasında sayılabilir. İnsanın korkusu, merakı ve istekleri hiç bitmeden sürüp gidecektir. Öyleyse, insanın doğayla savaşı (barışma çabası) ve dolayısıyla bilgi üretimi de durmaksızın sürecektir.

Bilim neyle uğraşır?

Bilimin asıl uğraşı alanı doğa olaylarıdır. Burada doğa olaylarını en genel kapsamıyla algılıyoruz. Yalnızca fiziksel olguları değil, sosyolojik, psikolojik, ekonomik, kültürel vb. bilgi alanlarının hepsi doğa olaylarıdır. Özetle, insanla ve çevresiyle ilgili olan her olgu bir doğa olayıdır. İnsanoğlu, bu olguları bilmek ve kendi yararına yönlendirmek için varoluşundan beri tükenmez bir tutkuyla ve sabırla uğraşmaktadır.

Başka canlıların yapamadığını varsaydığımız bu işi, insanoğlu aklıyla yapmaktadır.

Bilimin gücü

Bilim, yüzyıllar süren bilimsel bilgi üretme sürecinde kendi niteliğini, geleneklerini ve standartlarını koymuştur. Bu süreçte, çağdaş bilimin dört önemli niteliği oluşmuştur:

Çeşitlilik, süreklilik, yenilik ve ayıklanma.

Şimdi bunları kısaca açıklamaya çalışalım.

Çeşitlilik

Bilimsel çalışma hiç kimsenin tekelinde değildir, hiç kimsenin iznine bağlı değildir. Bilim herkese açıktır. İsteyen her kişi ya da kurum bilimsel çalışma yapabilir. Dil, din, ırk, ülke tanımaz. Böyle olduğu için, ilgilendiği konular çeşitlidir; bu konulara sınır konulamaz. Hatta, bu konular sayılamaz, sınıflandırılamaz.

Süreklilik

Bilimsel bilgi üretme süreci hiçbir zaman durmaz. Krallar, imparatorlar ve hatta dinler yasaklamış olsalar bile, bilgi üretimi hiç durmamıştır; bundan sonra da durmayacaktır.

Bu süreç içinde her gün yeni bilimsel bilgiler, yeni bilim alanları ortaya çıkmaktadır. Dolayısıyla, bilime, herhangi bir anda tekniğin verdiği en iyi imkanlarla gözlenebilen, denenebilen ya da var olan bilgilere dayalı olarak savurma kurallarıyla geçerliği kanıtlanan yeni bilgiler eklenir.

Ayıklanma

Bilimsel bilginin geçerliği ve kesinliği her an, isteyen herkes tarafından denetlenebilir. Bu denetim sürecinde, yanlış olduğu anlaşılan bilgiler kendiliğinden ayıklanır; yerine yenisi konulur.

Bu noktada şu soru akla gelecektir. Sürekli yenilenme ve ayıklanma süreci içinde olan bilimsel bilginin doğruluğu, evrenselliği savunulabilir mi? Bu sorunun yanıtını verebilmek için, bilimsel bilginin nasıl üretildiğine bakmamız gerekecektir. Sanıldığının aksine, bilimsel bilgi üretme yolları çok sayıda değildir; yalnızca iki yöntem vardır. Bu yöntemler başka bir yazının konusu olacaktır.

Bilimi Niteleyen Özellikler

  Bilim kavramını belirtmeye çalışırken bazı özelliklerini göz önünde tutmak gerekir. Bunlar arasında başlıcaları aşağıda sıralanmıştır.

Bilim olgusaldır. Bilimin başta gelen ve onu Mantık, Felsefe ve Matematik gibi diğer düşünme disiplinlerinden ayırt eden özelliği olgusal oluşudur.Bunun kısaca anlamı şudur: Bilimsel önermelerin tümü ya doğrudan, ya da dolayısıyla gözlenebilir olguları dile getirir. Bunların doğru ya da yanlış olması dile getirdikleri olguların veya olgusal ilişkilerin var olup olmamasına bağlıdır. Bilimde hiç bir hipotez veya teori gözlem ya da deney sonuçlarına dayanılarak kanıtlanmadıkça doğru kabul edilemez. Bilim kendiliğinden doğru sayılan, ya da tanım gereğince doğru olan önermelerle uğraşamaz. Bunlar çok kere içi boş bilgi vermeyen, doğru ya da yanlışlığı olgulara değil, kendi anlamlarına bağlı olan önermelerdir. Örneğin: ‘Yeşil nesneler renklidir’; ‘Dört ayaklılar hayvandır’, 2 +2=4 gibi önermeler bu tür önermelerdendir.

Dünyanın yuvarlak olup olmadığını, ‘dünya’ ile ‘yuvarlak’ sözlerinin anlamlarına bakarak saptayamayız; bunun için gözleme başvurmak zorunludur. Bilimsel önermeler bu guruba girer.

Bilim mantıksaldır. Bu özellik iki yönden kendini göstermektedir:

a. Bilim ulaştığı sonuçların her türlü çelişkiden uzak, kendi içinde tutarlı olmasını ister. Birbiriyle çelişen iki önermeyi doğru kabul etmez.

b. Bilim bir hipotez ya da teoriyi doğrulama işleminde mantıksal düşünme ve çıkarsama kurallarından yararlanır. Hipotezlerin veya teorik önermelerin bir özelliği doğrudan test edilmemeleridir. Bir teoriyi doğrulamak için gözlem olgularına baş vurmak gerekir. Ancak bunu yapabilmek için önce teoriden birtakım gözlenebilir sonuçlar (bunlara ön deyiler de diyebiliriz) çıkarmaya ihtiyaç vardır. Bu çıkarsama işlemi ise dedüktif mantığın kurallarına dayanmaksızın başarılamaz.

Bilim objektiftir. Birçok kimseler bilimsel objektifliği mutlak bir anlamda yorumlarlar. Bu doğru değildir. Kuşkusuz bilgin doğruyu arama çabasında kişisel eğilim, istek ve önyargıların etkisinde kalmamaya, olguları olduğu gibi saptamaya çalışacaktır. Ancak unutmamalıdır ki, bilim, sanat, edebiyat, felsefe gibi bir insan uğraşısıdır. Bir hipotezin kurulmasında veya seçiminde bilim adamı ister istemez bazı değer yargılarına, hatta bir ölçüde kişisel duygu ya da, beğenilere yer vermekten kaçınamaz. Bilimde özellikle bula, belli kurallara indirgenebilen bir süreç değildir. Yeni bir Hipotez veya teorinin ortaya konması aklımıza olduğu kadar, hatta belki daha fazla, sezgi ve muhayyelize dayanan, yaratıcı bir oluşumdur. Kaldı ki en basit gözlemlerimizde bile tam ve katıksız bir objektiflik sağlanamaz. İnsanoğlu bir fotoğraf makinesi değildir; bütün algılarımız bazı varsayım ve kavramlar çerçevesinde oluşmaktadır. Günlük yaşamda olduğu gibi bilimde de çevremizde olup biten her şeyi değil, ancak bazı şeyleri algılar veya gözleriz. Yaşama veya araştırma amacımıza göre bir seçmeye gitmek, ancak konumuza ilişkin olgularla ilgilenmek bizim için hem doğal, hem de bir zorunluluktur. Böyle olunca, bilimde objektiflik mutlak değil, sınırlı ve özel anlamda yorumlanmak gerektir. Bu da bilimsel olma iddiası taşıyan her sonuç veya ‘doğrunun’ güvenilir olması, bir iki kişi veya grubun tekelinde değil, kamunun (meslek çevresinin) soruşturmasına açık ve elverişli olacak biçimde dile getirilmesi demektir.

Bilim eleştiricidir. Bilim, ne denli akla uygun görünürse görünsün, her sav ya da teori karşısında, hatta bu sav veya teori yerleşmiş, herkesçe kabul edilmiş olsa bile, eleştirici tutumu elden bırakmaz. Bilim bu tutumunu yalnız bilim dışı görüşlere karşı değil, kendi içinde de sürdürür. Bilimde her teori veya görüş olgular tarafından desteklendiği sürece ‘doğru’ kabul edilir. Yeni bazı olguları açıklama gücünü gösteremeyen, ya da bazı gözlem verilerinin doğrulmadığı bir teori daha önceki statüsüne bakılmaksızın eleştiriye tabi tutulur; ya bilinen tüm olguları kapsayacak biçimde değiştirilir. Ya da buna olanak yoksa bir yana itilir; yerine daha güçlü bir teori konmaya çalışılır.

Bilimin bu kendi kendini eleştirme özelliği ona kendi kendini düzeltme yeteneği vermiştir. Bilimde hiç bir hata veya yanlışa sapma sürekli olamaz. Gözlem verilerinin durmadan artması doğrulama sürecinde süreklilik kazandırmakta, bu da hataların ayıklanmasına, bilgilerimizin giderek daha güvenilir olmasına yol açmaktadır. Kendi kendini eleştirici ve düzeltici bir süreçte dogmalara, değişmez ‘doğrulara elbette yer yoktur.

Bilim genelleyicidir. Bilim tek tek olgularla değil, olgu türleri ile uğraşır. Bu nedenledir ki, sınıflama bilimsel araştırmada ilk adımı oluşturur. ‘Belli koşullar altında su 100 derecede kaynar!, ‘Bakır iletkendir’, ‘Bir gazın hacmi, sıcaklık sabit tutulduğunda, basınçla ters orantılı değişir’ gibi önermeler tek tek olguları dile getirir. Bilimsel önermeler genelleme niteliğinde olup ya bir sınıf olgunun paylaştığı bir özelliği, ya da olgular arasında değişmez bazı ilişkileri dile getirir. Bilim açısından tek bir olgunun kendi başına bir önemi yoktur; o ancak inceleme konusu bir olgu sınıfına üye ise, dolayısıyla bir genellemeyi doğrulama (veya yalanlama) işleminde kanıt görevini görüyorsa önemlidir.

Bilim başka bir bakımdan da geneli arayıcıdır. Yetkili bilim çevresinin denetim ve eleştirisine açık olmayan, kişiye özgü kalan bulgu veya ‘doğrular’ bilimsel nitelikten yoksundur. Bilimin bu kamuya açıklık niteliği, onun belli bir dil ya da ifade vasıtası ile anlatılır olmasına bağlıdır. Kamuya açıklanamayan, kişisel kalan bulgular ne denli önemli olursa olsun, bilimsel türden bilgi sayılamaz. Bilim benzer koşullar altında belli bir yöntemle daima aynı sonuçların elde edilmesi gereğine bağlıdır. Bu gereği karşılanamayan, elde edilen bulgulara ne yoldan ulaşılacağı dile getirilemeyen kişisel başarılar, bizim için şaşırtıcı ya da çok göz kamaştırıcı olabilir, fakat bilimsel olamaz.

Bilim seçicidir. Evrende olup biten olgular çeşit ve sayı yönünden sonsuzdur. Bilimin bunların tümü ile ilgilenmesi hem gereksiz hem de olanaksızdır. Bir olgunun bilime veri niteliği kazanabilmesi için ya inceleme konusu bir probleme ilişkin olması, ya da bir hipotez veya teorinin test edilmesinde kanıt değeri taşıması gerekir. Bu bakımdan bilimsel araştırmaya konu olan olgular, tüm olguların ancak küçük bir parçasını kapsamaktadır. Bilimsel nitelik taşıyan bütün gözlem ve deneyler, ancak belli bir hipotezin ışığında belli olgulara yöneldiğinde etkinlik kazanır. Gelişi güzel yürütülen, olgular arasında seçici olmayan bir gözlem ya da deneyin güvenilir sonuç vermesi şöyle dursun, bir enerji ve zaman kaybından başka bir şey olduğu söylenemez. Bilgin olgu istifi yapan bir koleksiyoncu değildir, o ancak araştırma amacına uyan, cevabını aradığı sorulara ilişkin olguları saptamaya çalışır.

Bilim de bütün diğer girişim ve çabalarımız gibi, açık veya üstü örtük birtakım temel inançlara dayanır. Varsayım denen bu inançlarımız düşünme ve hareketlerimizin temelde yatan gerekçelerini oluşturur. Örneğin, sabahleyin rastladığımız bir kimseye ‘günaydın’ dememiz gibi son derece basit bir davranışın bile dayandığı bir varsayım vardır. Hitap ettiğimiz kişinin Türkçe bildiğini farz etmiş olmalıyız ki, ona başka bir dilde değil Türkçe’de seslenmiş olalım. Bunun gibi çok daha karmaşık bir etkinlik olan bilimsel araştırma da, çok kez ifade edilmeyen, hatta belki bilinç altında bulunan, bazı temel inanç ve varsayımlara dayanmaktadır.

Bunları şöyle sıralayabiliriz:

1.Kendi dışımızda bir olgular dünyasının varlığı,

2.Bu dünyanın bizim için anlaşılabilir olduğu,

3.Bu dünyayı bilme ve anlamanın değerli bir uğraşı oluşturduğu.

1. Varsayım, çevremizde olup bitenlerin hayal ürünü değil, gerçek olduğu; bu gerçek dünyanın algılarımızdan bağımsız, bilgilerimize göre biçimlenmeyen nesnel bir varlığı olduğu görüşünü içermektedir.

2. Varsayım bilgi edinmenin olanak dışı olmadığı, 3.varsayım ise bilginin değerli şey olduğunu söylemektedir. Gerçekten, temelde incelemeye konu bir dünyanın varlığını, bu dünyanın bizim için anlaşılır olduğunu, gene bu dünyayı anlamanın değerli bir uğraşı olduğunu kabul etmemişsek, bilim bir anlama çabası olarak gerekçesini yitirir, anlamsız bir hareket olarak kalır.

Bu temel varsayımlar yanında özellikle Doğa Bilimleri için geçerliği söz götürmez birkaç varsayımı daha belirtebiliriz.

Bilimsel incelemeye konu olan gerçek dünya gelişigüzel değil, olguların düzenli ilişkiler içinde yer aldığı, tutarlı, kapristen uzak bir dünyadır. Örneğin, suyun hangi koşullar altında donduğu, hangi koşullar altında kaynadığı görülse idi böyle bir bekleyiş için olanak kalmazdı. Olguların gelişigüzel yer aldığı kaprisli bir dünyada, olup bitenlerin gerisindeki temel ilişkileri arayan, bunları dile getirip açıklamaya çalışan bilim için de olanak yok demektir.

Her olgu, bizim için saptanabilir olsun olmasın, kendinden önce yer alan başka olgulara bağlı olarak ortaya çıkar. Bunun kısaca anlamı şudur: Nedensiz olgu yoktur ve bu neden doğanın kendi içindedir. Bu varsayımdan hareket eden bilim herhangi bir olgunun açıklanmasını o olgunun ortaya çıkış koşullarına başvurarak yapar. Örneğin, suyun kaynaması için 76 cm baro metrik basınç altında sıcaklığın 100 dereceye çıkmış olması gerekir. Burada suyun kaynaması bir sonuç, belli ölçülerdeki basınç ve ısı ise birer ön koşuldur.

Araştırma Konusu Nasıl Seçilir?

Bir araştırmacı ilk önce araştırmaya başlamadan önce neyi araştırması gerektiğini tespit etmesi gerekmektedir.

Araştırma konusunun kapsamlı olmalıdır.

Kullanılan kavramlar açık ve kesin olarak tanımlanmalıdır

Araştırma konusu, bir ön araştırmayla netleştirilmelidir.

Araştırma konusu bir varsayım geliştirmeye zemin hazırlamalıdır.

Araştırma konusu, mümkün olduğu ölçüde, kişinin uzmanlık alanına giren konularda ve kişinin kendi eğitim ve yeteneklerine en uygun alanlarda yapılmalıdır. Ayrıca araştırma konusu, kaynak bulma yönüyle sıkıntı çekilmeyecek alanlarda seçilmesi araştıran kişiyi o dalda başarılı götüren sebeplerdendir. Kararlaştırılan konu, mümkün olduğu kadar uygulamaya yönelik olmalıdır

Varsayım (Faraziye-Sayıltı) Nedir?

Varsayım yalın bir anlatımla, olayları daha kolay anlamaya yardım ede, fakat henüz doğru ya da yanlış olduğu bilinmeyen geçici bir açıklama, bir bilimsel yasa taslağıdır. Varsayım deneyle kanıtlanmamış fakat kanıtlanabilir derecede doğru olduğu kabul edilen ve hipotezin aksine denenmeyen yargıdır.Kanıtlanmasına gerek görülmeden doğru kabul edildiği için araştırmada sonuçların geçerliliği bu yargının veya yargıların doğruluğuna bağlıdır.

Genellikle üç tür varsayım vardır.

Değerlere, kuramlara, probleme

Kontrol değişkenlerine ve

Araştırma yöntem ve süreçlerine ilişkindir.

Hipotez (Denence-Saptama) Nedir?

Her araştırmacı problemin sebepleri ve çözümü hakkında mevcut bilgilerine ve gözlemlerine dayanan bir ön yargıya sahiptir. Bu araştırmacının hipotezidir. Bir bakıma ilmi araştırma, hipotezin test edilerek doğru olup olmadığını veya doğruluk derecesinin ne ölçüde olduğunu tespit etme işidir.

Bilimsel araştırmalarda hipotez, kuram geliştirmenin ayrılmaz bir parçasıdır. Ancak hipotezlerden yola çıkmak, ulaşılacak sonuçları etkileyecek şekilde araştırtmacıyı sübjektif yaklaşımlara sevk etmemelidir.

12 Temmuz 2007

Su Fantomu Kullanılarak Co-60 Radyoizotop Kaynağı İle Dış Işınlama Şartları

SU FANTOMU KULLANILARAK Co-60 RADYOİZOTOP KAYNAĞI İLE DIŞ IŞINLAMA ŞARTLARI İÇİN FARKLI VÜCUT BÖLGELERİNE İLİŞKİN DOZ TAYİNİ

Canlı organizmalar hem dışarıdan ve hem de içten bünyelerine giren radyoaktif elementlerin ışınlamalarına maruz kalabilmektedirler. Işınlamaya neden olan radyoaktif elementler, doğal radyasyon kaynaklarından kaynaklandığı gibi yapay radyasyon kaynaklarından da ileri gelmektedir.

Bu Yüksek Lisans tezinde, su fantomu kullanılarak dış ışınlama şartlarında endüstriyel ve tıbbi amaçlı yaygın kullanımı olan Co-60 radyoizotopu ile çalışma şartlarında alınabilecek radyasyon dozlarının deneysel olarak tayin edilmesi amaçlanmıştır. Elde edilen deneysel sonuçların teorik hesaplamalarla karşılaştırılması ve sonuçların mukayeseli olarak değerlendirilmesi de bu yüksek lisans tezinin hedefleri arasındadır.

Radyasyonla çalışma şartları için alınabilecek dozların bilinmesi dozimetri çalışmaları açısından önemlidir. Bu şekilde, radyasyon çalışanları için nükleer ve radyolojik güvenlik açısından uygun çalışma şartları deneysel olarak belirlenebilmektedir. Radyasyonla çalışma şartlarının deneysel olarak incelenmesi ve araştırılması için çoğu kez insan eşdeğeri olarak kabul edilen ” fantom ” adı verilen modeller kullanılmaktadır. Ancak insanlar yapısal ve biçimsel olarak bazı farklılıklara sahiptirler. Bunun için genellikle benimsenen yol ” standart insan ” tanımı çerçevesinde fantom kullanılmasıdır ( ICRU 1975 önerisine uygun ).

Radyasyonun tarihsel gelişimine baktığımızda paralel olarak fantom yapısında da , kullanımında da günümüzde de oldukça yaygın olmak üzere çok çeşitli değişimler dolayısıyla gelişmelerin olduğunu görmekteyiz.

Fantomların kullanımı sırasında önemli bir konu da fantom malzemesidir. Ki fantom kullanılarak iyi bir doz değerlendirmesi, fantomda insan yapısı ve dokusuna en iyi benzeşime sahip malzeme kullanılması ile mümkündür. Ayrıca insan dokuları bütünüyle de birbirine benzer değildir.

Bununla birlikte yine de ortalama bir yoğunluktan bahsedilebilir. İnsan vücudunun ortalama yoğunluğu, 1 g/cm3′ün altında fakat 1 g/cm3′e çok yakındır. Bu ise, 1 g/cm3 yoğunluğa sahip elemanların fantom malzemesi olarak kullanılmasının tercih edilmesi sonucunu doğurmuştur. Fantom malzemelerini sıvı fantom malzemeleri ve katı fantom malzemeleri olarak başlıca iki kısma ayırabiliriz. İnsan vücudunun %65′inden fazlasının sudan müteşekkil olması nedeniyle su sıvı fantom malzemeleri içinde en çok kullanımı olan malzeme olmuştur. Katı fantom malzemesi olarak da, insan dokularının organik olması nedeni ile polimer gibi organik yapılar fantomlar da kullanılması tercih edilen malzeme olmuştur.

Bu Yüksek Lisans Tez çalışmasında fantom tiplerini sistematik bir şekilde inceleyebilmek için literatür taramaları sonucunda orijinal olarak fantomların sınıflandırılarak incelenmesi yoluna gidilmiştir.

FANTOMLARIN SINIFLANDIRILMASI

A.GEOMETRİLERİNE GÖRE FANTOMLARIN SINIFLANDIRILMASI

1. Anatomik Fantomlar

a. Rando Fantomlar

b. Torso Fantomlar

2. Kübik Fantomlar

3. Silindirik ve Konik Fantomlar

4. Eliptik Fantomlar

5. Levha Fantomlar

B. MALZEMELERİNE GÖRE FANTOMLAR

Su Fantomları

Solüsyon Fantomlar

Polimer Fantomlar

Briket Fantomlar

Alüminyum Fantomlar

Yumuşak Doku Fantomları

C. CANLI FANTOMLAR

D. FANTOMLARIN POZİSYONLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

Baş Fantomu

Gövde Fantomu

Ayrık Organ veya Vücut Bölgesi Fantomları

Ayakta veya Yatan Fantom

Oturan fantom

E. CİNSİYET, IRK ve YAŞA GÖRE FANTOM SINIFLANDIRILMASI

F. ÖZEL FANTOMLAR

DIŞ IŞINLAMA ŞARTLARI

Teorik hesaplama yöntemleri, amaca uygun olarak ve farklı ışınlama şartları için geliştirilmiştir. Bu nedenle teorik hesaplama yöntemleri iç ışınlama (internal) ve dış ışınlama (external) şartları için iki ana gruba ayrılabilir. İç ışınlama şartları için teorik hesaplama yöntemleri arasında özellikle Marinelli ve MIRD Metodu yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu Yüksek Lisans Tez çalışması dış ışınlama şartları için gerçekleştirildiği için bu yöntemler üzerinde durmayacağız.

DIŞ IŞINLAMA ŞARTLARI İÇİN DOZ HESABI

Dış (external) ışınlama şartları için teorik hesaplamalar kaynak geometrisine göre geliştirilmiştir. Bu Yüksek Lisans Tez çalışmasında kullanılan kaynağın boyutlarının (0,4mm) ” hayli ” küçük olduğu göz önüne alınırsa kabul edilebilir bir yaklaşıklıkla nokta kaynak olarak düşünülebilir. Bu nedende ötürü burada nokta kaynak için teorik hesaplamalara yer verilmiştir.

D0 : Ortamın zayıflatmasının göz önüne alınmadığı haldeki doz şiddeti

? : Özgül gama ışını sabiti

r : Uzaklık

A : Aktivite

D : r mesafedeki doz şiddeti (ortamın zayıflatması göz önüne alınmış

olarak )

A : Aktivite (Ci)

r : Uzaklık (cm)

fi : Spesifik foton emisyonunun frekansı

Ei : Spesifik foton enerjisi (MeV)

µi : Spesifik foton enerjisi için lineer enerji absorbsiyon katsayısı (cm- : r uzaklığında hava tarafından absorblanmayan foton enerjisi kesri

DENEYSEL ÇALIŞMALAR

DENEY FANTOMLARININ TANITILMASI

Bu Yüksek Lisans Tez çalışmasında su fantomu ile çalışması tercih edilmiştir. İnsan vücudunun yaklaşık olarak %65-70′ini suyun oluşturmasından dolayı su insan vücudu için iyi bir simulasyon malzemesidir. Ayrıca insan yoğunluğu su yoğunluğuna yakın olduğundan dozimetrik çalışmalarda çoğu kez su fantomu kullanılması tercih edilmektedir. Bir başka deyişle, bu yüksek lisans tez çalışmasında, insan vücudunu iyi simule etmesi ve ulaşılması nispeten kolay olması nedeniyle su fantomu ile deneysel çalışmalar gerçeklenmiştir.

Bu çalışmada yedi farklı fantom tipi ile çalışma yapılmıştır. Bu fantomlardan şekilde şematik gösterimi mevcut olan F1 olarak kodlanan baş fantomu insan başı modelini yansıtabilecek tarzda seçilmiş olup boyutları için BOMAB fantomu ve çeşitli literatürlerde yer alan baş fantomu boyutları dikkate alınarak belirlenmiştir. Bu baş fantomunun dış cidar malzemesi polimer esaslı olup, iç malzeme olarak doku eşdeğeri bir malzeme olan su seçilmiştir.

Çeşitli radyoizotop uygulamaları sırasında boyun bölgesi ışınlanabileceği gibi, nükleer tıpta teşhis ve tedavi amaçlı olarak tiroid ile ilgili çeşitli dozimetri çalışmaları gerçekleştirilmektedir. Bu ve benzeri çalışmalarda boyun bölgesi önem arz etmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında boyun fantomu ile denemeler gerçekleştirilmiştir.

Radyasyona maruz kalan kişilerin çalışma sırasında en çok ışınlanan vücut bölgelerinden biri kollardır. Yapılan deneysel çalışmalarda F3 olarak kodlanan kol fantomunun dış cidar malzemesi polimer esaslı olup iç malzeme olarak su kullanılmıştır. Ayrıca bu tez çalışmasında kol fantomunun çevresine polimer esaslı bir malzeme çevrilerek şişman kişilere ait kolun durumu da incelenmiştir. Bu fantom da F3Y olarak kodlanmıştır.

Radyasyon çalışanları veya tıpta hastalara yapılan uygulamalarda bacakların da radyasyona maruz kalması söz konusudur. Bu nedenle bu tez çalışmasında bacak fantomu ile de çalışmıştır. Bu çalışmada bacak fantomu iki şekilde oluşturulmuştur. Bunlardan ilki bacağın üst kısmına tekabül eden uyluk fantomu ile bacağın dizden aşağı kısmına karşılık gelen baldır fantomudur. Bacağın baldır kısmı ” F4 ” olarak kodlanmış olup bu fantom boyutlarına ilişkin olarak BOMAB fantomu boyutları dikkate alınarak literatüre uyumlu fantom oluşturulmuştur. F6 olarak kodlanan bacağın uyluk kısmı ise farklı versiyonları ile bu çalışmada kullanılmış diğer bir fantomdur.

Radyasyonun insan vücuduna etkilerinin araştırılmasında farklı yollar izlenebilir. Bunlar arasında gövdenin ayrı bir yeri ve önemi vardır. Çünkü gövde vücutta birçok organ ve sistemi bünyesinde bulundurmaktadır. Bu nedenle dozimetrik çalışmalarda gövde fantomu ile çalışmak çoğu kez tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında esas itibariyle gövde fantomu iki farklı geometride ele alınmıştır. Bunlar; silindir ve dikdörtgen prizması şeklindedir. Ayrıca her iki gövde fantomu için de yağ simulasyonlu çalışma gerçekleştirilmiştir. Silindir biçimli gövde fantomu ” F5 ” olarak, yağ simulasyonlu formu ise ” F5Y ” olarak kodlanmıştır. ” F7 ” fantomu olarak kodlanan dikdörtgen kesitli gövde fantomu ise deneyler esnasında hem ön cephesi (F7D) için ve hem de yan tarafı (F7G) için ayrı ayrı ele alınarak incelenmiştir.

Deneylerde hem endüstri alanında ve hem de nükleer tıp alanında kullanımına sıklıkla rastlanan Co-60 radyoizotopu kullanılmıştır.

Deneylerde NaI (Tl) detektörü ve çok kanallı analizör bir arada kullanılmıştır.

Bu deneysel çalışma sırasında ayrıca iki farklı kolimatör kullanımı söz konusu olmuştur. Bunlar nükleer uygulamalarda kullanımına sıklıkla rastlanan ıraksak kolimatör ile özellikle tıp uygulamalarında kullanımına daha çok rastladığımız yakınsak kolimatördür.

Bu çalışmalar sırasında kalibrasyon işlemi gerekli görüldüğü her safhada tekrarlanmıştır.

DENEY GEOMETRİLERİ

Bu deneysel çalışmada beş farklı deney geometrisinde çalışılmıştır. Bu geometrilerde esas olarak uzaklık faktörü ve ışınların farklı şekillerde kolimasyonları doğrultusunda deney düzenekleri tespit edilmiştir. Deney geometrileri belirlenirken radyasyonla çalışanlar veya medikal uygulamalar için olabilecek ışınlama şartları göz önüne alınmıştır.

A GEOMETRİSİ

Bu deney geometrisinde, kaynak kolimatörsüz olarak fantomdan 10 cm uzağa yerleştirilmiştir. Detektör ise fantoma bitişik olarak yerleştirilmiştir. Ayrıca kaynak-fantom-detektör aynı eksen üzerinde bulunmaktadır.

A geometrisi, radyasyon çalışanlarının çoğu kez maruz kalabilecekleri ışınlama şartını temsil etmektedir. Bir başka ifadeyle, laboratuvarda veya radyasyonla çalışma şartlarında kaynak yerleştirimi veya kolimatörsüz çalışmada oluşabilecek bir ışınlama geometrisidir. Kaynak fantom uzaklığı, radyasyonla çalışmada ortalama ergonomik uyumluluk açısından 10 cm olarak seçilmiştir.

B GEOMETRİSİ

B geometrisinde ıraksak kolimatör (Kolimatör-1) içerisine yerleştirilmiş olan kaynak fantoma bitişik durumda düzenlenmiştir. Detektör, kaynak ve fantomla aynı orta eksene sahip olacak şekilde fantomun diğer tarafına bitişik olarak yerleştirilmiştir.

Radyasyonla çalışmada, radyasyonla çalışan kişinin, kolimatörü taşıması veya yerleştirmesi sırasında olabilecek maksimum yaklaşım göz önüne alınarak oluşturulmuştur. Bu bakımdan, uygulamada karşılaşılabilecek bir ışınlama geometrisidir.

C GEOMETRİSİ

C geometrisinde kaynak ıraksak kolimatör (Kolimatör-1) içine yerleştirilmiş olup, fantom kolimatörden 10,4 cm uzağa konuçlandırılmıştır. Detektör ise, fantomun kaynağa göre aksi tarafında ve kaynak-fantom orta eksenine uyumlu yerleştirilmiştir. Böylelikle, C geometrisinde, kolimatör içindeki mesafe ile beraber, fantom-kaynak mesafesi toplam 22.8 cm olmaktadır.

Bu geometride ışınlama, radyasyon çalışanları için oluşabilmekle beraber, nükleer tıpta ışınlama şartlarında da oluşabilmektedir. Nükleer tıp uygulamaları göz önüne alınarak, kaynak-fantom mesafesi belirlenmiştir ( Cebesoy ,1976 ). Böylelikle, hem radyasyonla çalışma ve hem de nükleer tıp ışınlaması şartına ilişkin bir ışınlama geometrisi ile çalışılmıştır.

D GEOMETRİSİ

D Geometrisi, yakınsak ve ıraksak kolimatör beraberce kullanılarak oluşturulmuştur. Burada, iki kolimatör bitişik olarak yerleştirilerek, kaynaktan yayınlanan ışınların önce ıraksak fantom içinde açısal hüzme elde edilmesi ve daha sonra da yakınsak kolimatör kullanılarak, hüzmenin odaklanması sağlanarak fantom üzerine düşmesi sağlanmıştır. Fantomun kolimatöre bitişik olan kısmının tam karşısına gelecek şekilde, yine kaynak-fantom-detektör orta ekseni aynı olacak şekilde detektör yerleştirilmiştir .

Nükleer tıpta, terapik uygulamalarda organların belli bir bölümünün ışınlanması şartı için bu geometri oluşturulmuştur. Böylelikle, hasta ışınlaması şartlarına yönelik bir geometri seçilmiştir.

E GEOMETRİSİ

E Geometrisi, ıraksak kolimatör ve detektör arasındaki mesafe sabittir. Kaynak ile detektör arasındaki mesafe 57.9 cm olarak ayarlanmıştır. Fantomlar kolimatör ile detektör arasına ortalanarak yerleştirilmiştir.

Bu geometri ile, ışınlamaya maruz kalan kişilerin arkasındaki diğer elemanlara ulaşan dozların tesbiti amaçlanmıştır. Bir başka deyişle, ard arda etkilenme olması halinde, ikincil etkilenmeye maruz kalacak kişi veya elemanlara ulaşan dozun tespit edilebilmesi için bu geometri oluşturulmuştur.

DENEYİN YAPILIŞI

Bu deneysel çalışmada 3 adet gövde fantomu ile kol,uyluk,baldır,boyun ve baş fantomları olmak üzere 8 fantom ile çalışmıştır. Her fantom çalışması, 5 farklı deney geometrisi için tekrarlanmıştır. Ayrıca vücutta yağlanma olabilecek bölgeler için deneyler yağ simulasyonu ile yinelenmiştir. Bu bölgeler ise gövde, uyluk ve kol olarak belirlenmiştir. Dolayısıyla 5 fantom için yağ simulasyonlu deneysel çalışmalar tekrarlanmıştır. Ayrıca fantomsuz hal için de tüm fantom çeşitleri için deneyler tekrar yapılmıştır. Her deney için doğal sayımlar, ayrı ayrı alınmıştır. Deneylerden elde edilen sayımlar doğal sayım değerlerinden çıkarılarak net sayım değerlerine ulaşılmıştır. Böylelikle 400 civarı farklı deney yapılmıştır.

DENEY SONUÇLARI

Deney sonuçlarını ilk olarak her geometri için ve yağ simulasyonu varken ve yokken ele alınışını grafikler üzerinde izleyelim.

İkinci karşılaştırmamız ise yine her geometri için ayrı ayrı olmak üzere yağ simulasyonlu su fantomları ile yağ simulasyonsuz su fantomlarının deney sonuçlarının karşılaştırılması şeklindedir.

TEORİK HESAPLAMA SONUÇLARI İLE DENEY SONUÇLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Farklı fantomlar için dış ışınlama şartlarında yukarıda da bahsettiğimiz hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Teorik hesaplamalarda , ışınlama şartlarımız için hava ortamının zayıflatmasının fantom ortamının zayıflatması yanında ihmal edilebilecek mertebede olduğu kabul edilmiştir. Ayrıca teorik hesaplamada saçılma etkisinin olmadığı düşünülmüştür. Yani teorik hesaplamalar ” iyi geometri ” şartları için yapılmıştır. Teorik hesaplamalarla bulunan doz değerlerinin değerlendirilmesi deneysel sonuçların değerlendirilmesinde olduğu gibi başlangıç değerlerine oranlanarak elde edilmiştir.

TEORİK HESAPLAMA SONUÇLARI İLE DENEY SONUÇLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Teorik hesaplama sonuçları ile deney sonuçlarının karşılaştırılması geometriler için ayrı ayrı incelenmiştir. Bu grafiksel olarak yapılan karşılaştırmalarda yağ simulasyonlu ve yağ simulasyonsuz su fantomlarına ait deney sonuçları aynı grafik içerisinde ayrı ayrı yer almıştır.

Tablo 6.1

Co-60 İçin Teorik Hesaplamalarla Elde Edilen Sonuçlar

FANTOM KODU

FANTOM KALINLIĞI

(cm)

TEORİK HESAPLAMA İLE

ELDE EDİLEN

DOZ ORANLARI

I/Io (D/Do)

F3

8,3

0,7735882

F4

9,39

0,5852016

F2

11

0,4065644

F6

15,5

0,1791982

F1

16,5

0,1535178

F7D

24,5

0,0549332

F7G

29

0,034313

F5

29

0,034313

F3Y

9,3

0,5981764

F6Y

16,5

0,1535178

F7DY

25,5

0,0492286

F7GY

30

0,0311274

F5Y

30

0,0311274

Fantom Kalınlığı

Şekil 6.1 Co-60 Radyoizotopu İçin Teorik Hesaplama Sonuçları

SONUÇLAR VE TARTIŞMA

Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında, su fantomu kullanılarak dış ışınlama şartlarında Co-60 radyoizotopu ile dış ışınlama şartlarında doz tayini hedeflenmiştir. Bir başka deyişle, radyasyon çalışanları veya nükleer tıp uygulamalarında sıkca kullanılan bir radyoizotopla karşılaşılabilecek dış ışınlama şartları için maruz kalınabilecek doz mertebeleri belirlenmeye çalışılmıştır.

Yumuşak doku eşdeğeri çoğu kez tercih edilen bir malzeme olan su, ana fantom malzemesi olarak seçilmiş ve deneyler esas itibariyle su fantomu kullanılarak gerçeklenmiştir. Su fantomu boyutları, literatürde rastlanan boyutlar ve standart insan tanımı göz önüne alınarak belirlenmiştir.

Fantomlar, farklı vücut bölgeleri için seçilmiştir. Seçilen vücut bölgeleri; gövde, baş, boyun, kol, uyluk ve baldır bölgeleridir. Bir başka deyişle, 6 farklı vücut bölgesi için dış ışınlama şartları için çalışılmış olmaktadır.

Fantom biçimi olarak, esas itibariyle, silindirik fantom biçimi seçilmiş ve çalışılmıştır. Bununla beraber, gövde fantomu için, dikdörtgen kesitli fantomla da çalışılmıştır. Böylelikle, literatürde kullanılabileceği önerilen ve sıkca da kullanıldığı görülen biçimsel yönden farklı, iki gövde fantomu ile de çalışılmış olmaktadır. Dikdörtgen kesitli fantom iki boyutu ile deneylerimizde kullanılmıştır. Boyutsal olarak farklı 3 gövde fantomu ile çalışılması ve ayrıca baş, boyun, kol, uyluk ve baldır fantomları ile de çalışılmasıyla, toplam 8 su fantomu ile çalışılmış olmaktadır.

Ayrıca, insanlar arasında farklılıklar olabileceği de düşünülmüştür. İnsanlar arasında çoğu kez karşılaşılan farklılık, yağlanma ile oluşan şişmanlık olabileceği düşünülerek, yağlanmanın simulasyonu ile çalışılması yoluna gidilmiştir. Bu amaçla, literatürde rastlandığı üzere, polimer bir elemanla su fantomlarında yağ simulasyonu ile de çalışılmıştır. İnsanlarda görülen yağlanmanın, her vücut bölgesinde etkin olamayabileceği göz önüne alınarak, insanlarda sıklıkla yağlanmanın

görüldüğü bölgelerde yağ simulasyonu ile deneyler yapılmıştır. Bu bölgeler, gövde, kol, ve uyluktur. gövde fantomu deneyi oluşturulmuş olduğundan, yağ simulasyonlu olarak 5 fantom ile çalışılmıştır.

Deneylerimiz açısından ise 8 su fantomu ve 5 yağ simulasyonlu fantomla çalışılmış olması nedeniyle toplam 13 farklı fantom çalışması yapılmış olmaktadır. Fazla olarak, farklı boyutlardaki silindirik fantomlar ile çalışılmış olduğundan, örneğin; baş fantomu olarak nitelediğimiz fantom aynı zamanda çocuk gövde fantomunu da simule ediyor olmaktadır. Keza, farklı gövde fantomları ile de kadın ve erkek simulasyonu sağlanmıştır denebilir. Böylelikle, deneylerimiz farklı açılardan versiyonel olarak gerçeklenebilmiştir.

Radyasyon çalışanlarının sıkca kullandıkları ve nükleer tıp uygulamalarında da terapik amaçlı kullanılan Co-60 radyoizotopu ile çalışma yapma yoluna gidilmiştir. Co-60 gama radyoizotop kaynağı, yayınladığı gama fotonlarının enerjilerinin yüksek olması nedeni ile radyasyon güvenliği açısından önem arzettiğinden, bu çalışmada özellikle tercih edilmiştir.

Radyasyon çalışanlarının ve nükleer tıp uygulamalarının şartları göz önüne alınarak farklı dış ışınlamaların olabileceği düşünülmüştür. Bu nedenle de, farklı geometrilerle çalışılması yoluna gidilmiştir. Bu amaçla, nispeten sıklıkla rastlanacağı düşünülen 5 farklı dış ışınlama geometrisinde deneyler yapılmıştır.

Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda fantom kalınlığına bağlı olarak azalagiden değişim gösteren grafikler elde edilmiştir. Bu husus, beklentimiz doğrultusunda olup, fantom kalınlığı arttıkça, radyasyon; fantom tarafından daha fazla soğurulmaktadır. Bir başka deyişle, Şekil 5.1 – Şekil 10 incelendiğinde 5 ayrı geometri için farklı fantom kalınlıklarında doz değerleri hakkında fikir sahibi olunabilmektedir.

Ayrıca yağ simulasyonlu su fantomları ile yapılan deneylerle elde edilen grafik karakterleri, yine beklentimiz doğrultusunda yağ simulasyonsuz su fantomu haline benzer karakterde olmuştur. Ancak, yağ simulasyonlu hal için elde edilen grafikler, daima yağ simulasyonsuz hal grafiklerinin altında olmuştur (Şekil 5.11 – Şekil 5.15). Bu durum da beklentimiz doğrultusundadır. Zira, daha kalın objelerde absorbsiyonun daha fazla olacağı açıktır.

Çalışılan geometriler için teorik hesaplama da yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, Şekil 6.1′de grafik olarak verilmiştir. Deney ve teorik hesaplama sonuçlarının mukayeselerinin verildiği Şekil 6.2 – Şekil 6.6′dan de görüldüğü üzere, teorik hesaplama sonuçları, deneysel sonuçlarla uyum içinde olup, teorik hesap sonuçları, deney sonuçlarının altında yer almaktadır.

Bu durum, teorik hesaplamada; saçılma etkisinin göz önüne alınmamasından kaynaklanmaktadır. Deneylerde, detektör; gerçek ışınlama şartlarına yakın olması bakımından, bir başka deyişle, saçılma etkisiyle de oluşan dozun görülebilmesi için kolime edilmemiştir. Bu nedenle de, saçılma etkisinin gözlendiği deney sonuçları, saçılma etkisinin göz önüne alınmadığı teorik hesap sonuçlarının üzerinde olmuştur. Bir başka deyişle, sonuçlar uyumlu ve beklentimiz doğrultusundadır.

Böylece, bu Yüksek Lisans tezi ile farklı vücut bölgeleri için su fantomu kullanılarak hayli yoğun deneysel çalışmalar yapılmış ve teorik hesaplamalarla uyumlu sonuçlara ulaşılabilmiştir. Bir başka deyişle, radyasyon çalışanları ve nükleer tıp uygulamalarında alınabilecek dozların belirlenmesi açısından önemli olabileceği düşünülen bir çalışma gerçeklenmiş olmaktadır.

12 Temmuz 2007

Sonraki Önceki


Kategorilere Göre

Rasgele...


Destekliyoruz arkada - arkadas - partner - partner - arkada - proxy - yemek tarifi - powermta - powermta administrator - Proxy