ETİK
KÜLTÜR & SANAT
Fotovoltaik Santraller Yazı Dizisi-20
.png)
Fotovoltaik Santraller Yazı Dizisi-20
Tercüme: Alper Çelebi
Ek B: Diğer yenilenebilir enerji kaynakları
B.1 Giriş
Yenilenebilir enerjiler, kendilerine has karakterleri nedeniyle yeniden elde edilebilen ve bir “insan” zaman ölçeğinde “tükenebilir” olmayan ve de kullanılması gelecek nesiller için doğal kaynakları tehlikeye atmayan kaynaklardan üretilen enerji formlarıdır.
Dolayısıyla güneş, deniz, yeryüzünün ısısı genellikle “yenilenebilir enerji” kaynakları, yani günümüzdeki kullanımı
gelecekteki kullanılabilirliğini tehlikeye atmayan kaynaklar olarak kabul edilir; bunun aksine, “yenilenebilir olmayan” kaynaklar, hem etkili tüketime göre daha yüksek uzun oluşum dönemlerine sahip olmalarından hem de bir insan zaman ölçeğinde tükenebilir olan rezervlerde bulunduklarından gelecek için kısıtlılardır.
Eğer “yenilenebilir enerji”nin tam tanımı yukarıda bahsedilen ise, eş anlamlı olarak “sürdürülebilir enerji” ve “alternatif enerji kaynakları” gibi ifadeler de sıklıkla kullanılır. Yine de, bazı küçük farklılıklar vardır; nitekim sürdürülebilir enerji, sürdürülebilir kalkınma sağlayarak enerji kullanımı verimliliği hususunu da içeren bir enerji üretim ve kullanım yöntemidir. Alternatif enerji kaynakları ise, hidrokarbon harici kaynaklardan yani fosil olmayan
malzemelerden oluşan tüm kaynaklara denir.
O nedenle, “yenilenebilir” enerji grubuna bir veya daha fazla kaynağın dâhil edilmesi konusunda farklı çevrelerde
farklı görüşler bulunduğundan, yenilenebilir enerji kaynaklarının tamamını kapsayan net bir tanımlama yoktur.
B.2 Rüzgar gücü
Rüzgar enerjisi, rüzgarın kinetik enerjisinin diğer enerji formlarına, ağırlıklı olarak elektrik enerjisine dönüşümünün bir ürünüdür.
Bu tip dönüştürme için uygun cihazlar aerojenaretörler veya rüzgar türbinleri olarak adlandırılır. Bir rüzgar türbini 3-5 m/sn minimum rüzgar hızı (devreye sokma) gerektirir ve 12-14 m/s rüzgar hızında isim levhası kapasitesi sunar.
Yüksek hızlarda, jeneratör güvenlik nedenleriyle fren sistemi tarafından engellenir.
Engelleme, rotoru yavaşlatan gerçek frenlerle veya stop ettirme olayına dayanan yöntemlerle kanatları rüzgardan
“saklayarak” yapılabilir.
Ayrıca rüzgar yönünü ayarlayarak güç çıkışını sabit tutan değişken aşamalı rüzgar türbinleri de vardır.
Rüzgar hızı değişken olduğundan rüzgar türbininin dakikada devir sayısı (RPM) da değişkendir; ancak, şebeke frekansının sabit olması gerektiğinden, enerjinin şebekeye verildiği gerilim ve frekansın kontrolü için rotorlar invertere bağlanır.
Rüzgar jeneratörü kinematiği, düşük sürtüşmeler ve düşük aşırı ısınma ile karakterize edilir; dolayısıyla soğutmasistemine (yağ ve su) ihtiyaç olmaması, bakım maliyetinde kayda değer bir düşüş sağlar.
Çevresel etki, bu santrallerin kurulumu için her zaman önemli bir caydırıcı olmuştur. Nitekim, çoğu durumda, en rüzgarlı yerler dağların zirveleri ve yamaçlarıdır; buralardaki rüzgar santralleri, her zaman tolere edilmeyen bir manzara etkisiyle çok büyük uzaklıklardan görülebilir.
Yüksek ölçekli üretim düşünüldüğünde oldukça önemli olan diğer bir problem de üretilen elektrik enerjisinin
sürekliliğidir.
Nitekim güneşe benzer olarak ve diğer geleneksel güç kaynaklarının aksine, rüzgar, homojen ve sürekli bir şekilde güç sağlamaz ve özellikle üretilen enerjinin yük gereksinimlerine uyarlanabileceği şekilde kontrol edilemez. Ayrıca, bazı ülkelerde hava trafiğinin kontrolü için görevlendirilen yetkililer, rüzgar kulelerinin yüksek RCS’leri (Radar Kesitleri) nedeniyle yankıları kolayca ortadan kaldıramayan radarlara parazit yaptıklarından, yeni
rüzgar santralleri ile ilgili çekincelerini dile getirmişlerdir (1). Tüm bu sınırlamalara rağmen, birçok Avrupa ülkesinde,kolay kurulumları ve düşük bakımları nedeniyle ve de sadece anakaradan değil ayrıca açık denizdeki off-shore santrallerden yararlanabilme imkanları sayesinde rüzgar parklarının yayılması artmaktadır.
(1) Radar kesiti (RCS), radar dalgaları bir hedefe ışınladığında, sadece belirli bir miktarı geri yansıtıldığı için bir nesnenin bir radarla ne kadar algılanabilir olduğunu gösteren bir ölçümdür. Yüzey düzlem kesişimi arasındaki açılar gibi birkaç farklı faktör, elektromanyetik enerjinin ne kadarının kaynağa geri döndüğünü belirler. Örneğin bir hayalet uçak (saptanmamak üzere tasarlanmış), yüksek RCS’ye sahip bir yolcu uçakları aksine ona düşük RCS
kazandıran tasarım özelliklerine sahiptir.
B.3 Biokütle enerji kaynağı
Enerji üretimi amacıyla kullanılabilir biyokütle, doğrudan yakıt olarak kullanılabilen veya daha uygun ve geniş kullanım için sıvı ya da gaz yakıtlara dönüştürülebilen tüm canlı materyallerden oluşur. Biokütle terimi, orman kalıntılarından ahşap dönüşüm endüstrisi atıklarına veya zooteknik çiftliklerin artıklarına, heterojen malzemeleri içerir.
Genel olarak, fotosentez reaksiyonlardan elde edilen tüm organik malzemeler biokütle olarak tanımlanabilir. İtalya’da, biokütleler enerji talebinin %2.5’ini karşılar. Yanma sırasında salınan CO2, büyüme sürecinde ağaçların emdiği CO2’ye denk olduğundan atmosfere verilen karbondioksit miktarı neredeyse sıfır olarak kabul edilir.
Biokütleler, farklı boyutlardaki termik üretim santrallerinde kullanılabilir; boyutlar tamamen bölgenin karakteristiklerine ve bu yakıtın komşu bölgelerdeki bulunabilirliğine bağlıdır.
B.4 Jeotermal güç
Jeotermal güç, yeryüzünün en iç bölgesi olan toprak altındaki ısı kaynaklarını kullanan bir enerji formudur. Genellikle jeotermal olayların olduğu bölgelerle bağlantılıdır (İtalya’da Tuscany, Latium, Sardunya, Sicilya ve Veneto, Emilia Romagna ve de Lombardy’deki diğer bölgeler “sıcak alanlar” olarak ifade edilebilir); burada yüzeye yakın kayalıklara yayılan ısı, buhar türbinleriyle elektrik üretmek veya konutsal ve endüstriyel uygulamalarda ısıtma için kullanılabilir(2).
(2) İtalya’da günümüzde jeotermal güçten yararlanma sadece Tuscany ve Lazio’nun yüksekyerleriyle sınırlıdır; 2004’te toplam 681 MW toplam kapasiteye ve ulusal elektrik üretiminin%1.55’ine denk gelen 5.4 milyar kWh bir üretime sahiptir.
Ayrıca, topraktaki gizli enerjiden yararlanmayı sağlayan teknolojiler (jeotermal sensörlü ısı pompaları) mevcuttur: bu durumda, düşük sıcaklıklı jeotermal enerji söz konusudur. Bu pompalar, tüm yıl boyunca toprağın nispeten sabit sıcaklığından yararlanan elektrikli ısıtma (ve soğutma) sistemleri olup tüm dünyada geniş bir bina yelpazesinde kendine bir kullanım alanı bulabilir. Jeotermal sensörler, içinde termal olarak iletken sıvının aktığı dikey (veya yatay) olarak topraklanmış ısı eşanjörleridir (veya tüpleri). Kış boyunca, enerji topraktan eve aktarılarak ortam ısıtılırken, yaz boyunca çevreden alınan ısı toprağa aktarılarak sistem ters çevrilir.
B.5 Gelgit gücü ve dalga hareketi
Denizin sağladığı yüksek enerji rezervi, farklı şekillerde yararlanmak üzere uygundur (yeryüzünün %70’inden fazlasını denizler oluşturup ortalama 4000 m derinliğe sahiplerdir). Nitekim, termik gradyana (iki nokta arasındaki
sıcaklık farkı) bağlı ısıya ek olarak, denizde akıntı, dalga ve gelgitler nedeniyle kinetik enerji de mevcuttur.
Met ve cezir arasında geniş bir aralık olduğunda, bir gelgit akıntısı enerji santralinin inşasını öngörmek mümkündür; Kanada kıyılarında veya Manş kıyı şeridi üzerinde, met ve cezir arasındaki yükseklik (veya baş) farkı 8.15m’ye ulaşır; bunun aksine, Akdeniz’de gelgit aralığı genellikle 50 cm’yi aşmaz. Bir gelgit santralinde, su içinde hız kazandığı bir boru dizisi boyunca geçerek birkaç kilometre karelik bir havzada içeri ve dışarı akar ve jeneratörlere bağlı bazı türbinlere güç sağlar (alternatörler).
Cezir sırasında, su havzadan derin denize akar ve böylece türbine güç verir; deniz seviyesi yükselmeye başladığında ve gelgit yeterince yüksek olduğunda, deniz suyunun havzaya akması sağlanır ve türbin tekrar güçlendirilir.
Bu sistemin bir özelliği de türbinlerin tersine çevrilebilmesidir; böylece gelgit alçaldığında ve yükseldiğinde çalışabilir (Şekil B.1).
.png)
Genel olarak, elektrik üretmek için gelgitten yararlanmak küçük etkilidir; şimdiye kadar bu tipte iki kurulum inşa edilmiştir: en önemlisi Brittany’deki (Fransa) Rance Nehri’nin denize döküldüğü yerdedir ve toplam 240 MW güç
kapasitesi vardır. Diğeri ise Rusya’dadır.
Denizdeki dalgalar, rüzgardan alınan enerjinin deposudur. Dalga ne kadar uzun olursa, o kadar enerji depolanabilir.Denizin genişliği ve tek bir dalgada bulunan enerji göz önüne alındığında, kullanılabilecek büyük bir yenilenebilir enerji rezervi vardır.
ABD kıyılarının açıklarında, dalga hareketinin (rüzgar olmadan ve küçük bir dağılım ile yüzlerce kilometre yolculuk eden) içerdiği enerjinin ortalama toplam miktarı, 60m su derinliğinde (Enerji yaklaşık 200m’de dağılmaya başlar ve 20 m derinlikte üçte biri olur) yaklaşık 2.100 terawatt saat (TWh/yıl) (2100×10¹² Wh) olarak hesaplanmıştır.
Gelgit enerjisinin üretimi, halihazırda olağanüstü bir ilgi uyandıran bir gerçekliktir. Portekiz, Birleşik Krallık, Danimarka, Kanada, ABD, Avustralya, Yeni Zelanda vs. gibi ülkelerde, sadece bu konuyla ilgili onlarca şirket ve araştırma enstitüsü bulunmaktadır. Bu kaynak kullanıldığında KWh başına maliyet, rüzgar gücü üretimininkine yakındır. Test aşamasında teknolojiler ve kullanılan teknolojiler birbirinden farklıdır ve çeşitlidir: yuvarlanmamış ve sarılmış bir kablo vasıtasıyla demirlenmiş yüzen cihazlar, piezoelektrik pedler, su ile doldurulup boşaltılan kesonlar, çeşitli yüzer sistemler ve kıyıda hem de deniz yüzeyindeki sabit sistemler.
İlk kurulumlar yüksek çevresel etkiye sahip sabit yapılardı. İlk yüzer proje, 1978’de birçok ülkenin (Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık, İrlanda, Kanada ve Japonya) güç üretimi 2MWh olan bir gemi inşasına başladığı Kaimei projesidir. Diğer bir benzer proje Japon Mighty Whale’dir. İtalyan projesi Sea Breath de bu aileye dâhildir.
Bundan sonraki yazımızda "Mini-hidroelektrik güç, Solar termik güç" anlatılacaktır.
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
