Enerjinin Geleceği “Yenilenebilir Enerji”

Geçmişte ve gelecekte her zaman ihtiyaç duyduğumuz ve şimdi ise temel ihtiyacımızmış gibi kullandığımız telefonlar nasıl çalışır? Hemen akıllara tabi ki batarya ile gelir. İşin biraz daha özüne inersek aslında bataryalar elektrik depolayan cihazlardır. Peki bu elektriği nasıl ve nereden sağlıyoruz? Gelecekte bataryalarımızı doldurmak için enerji bulabilecek miyiz? Bunları hiç düşündünüz mü?

Enerji, fiziksel anlamda iş yapabilme yeteneğine denir. Elektrik enerjisi ise hayatımızın her alanında karşımıza çıkan bir enerji türüdür. Kullandığımız elektrikli aletlerin sayısı artıkça elektrik enerjisine olan ihtiyacımızda artmaktadır. Bunu aşağıda gösterilen yıllara göre elektrik tüketim grafiğinde de çok net bir şekilde görmekteyiz.

Şekil 1. Kişi Başına Elektrik Tüketiminin Değişimi

Tükettiğimiz enerjiyi yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynakları ile üretiyoruz. Yenilenebilir enerji kaynakları fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltmak ve sürdürülebilir bir enerji sağlamak için kullanılmaktadır. Günümüzde %80 oranında fosil yakıtlardan elektrik üretimi yapılmaktadır [1]. Bu oran çevreyi olumsuz etkilemektedir. Fosil yakıt bağımlılığından bir nebze kurtulmak ve çevreye verilen zararı azaltabilmek için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek gün geçtikçe şart olmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının bir kısmı doğanın bize sunduğu bazen ise afetlere neden olan hava olaylarıdır. Bu enerji kaynakları aşağıda sıralanmıştır:

• Güneş Enerjisi

• Rüzgâr Enerjisi

• Hidrolik Enerji

• Biyokütle Enerjisi

• Jeotermal Enerji

• Hidrojen Enerjisi

• Dalga Enerjisi

1-Güneş Enerjisi
Güneş, güneş sisteminde bulunan tüm evrenler için ve dünyamız için önemli bir ısı ve ışık kaynağıdır. 1839 yılında Becquerel elektrotlar arasındaki gerilimin elektrolit üzerine düşen ışığa bağlı olarak gerçekleştiğini ve fotovoltaik olayını bulmuştur. 1954 yılında güneş pillerinin elektriksel güç sistemi olarak kullanılmasına yönelik çalışmalar başlamış ve 1973 yılında yaşanan petrol krizi ile çalışmalara hız kazandırmaya başlanmıştır [2]. Güneş pilleri, üzerine düşen fotonlar sayesinde elektrik enerjisi üretmektedir. Şimdilik verimleri düşük olsa dahi ilerleyen zamanlarda artacağı ve gelişen teknoloji ile ilerleme kaydedeceği vazgeçilmez bir gerçektir.

Şekil 2. Güneş Enerjisi Çalışma Sistemi

Birçok ülkede özellikle Almanya’ da güneş enerjisinden yüksek oranda yararlanılmaktadır. Ülkemizde yaz aylarında su ısıtma veya kış aylarında ev ısıtma sistemleri için güneş enerji sistemleri kullanılmaktadır. Şu an ise yaklaşık 20 yıl önce ülkemizin tanıştığı güneş pilleri popüler hale gelmiştir. Bu piller sayesinde güneşten elektrik üreterek temiz enerji elde edebilmekteyiz. Güneş enerji tarlaları ve çatı güneş enerji sistemleri gün geçtikçe yaygın hale gelmektedir.

2.Rüzgâr Enerjisi
Rüzgâr neden oluşur hiç düşündünüz mü? Rüzgâr, bölgesel sıcaklıkların değişimi ile meydana gelir. Soğuk olan havada moleküller daha yavaş hareket
eder, sıcak olan havada ise daha hızlıdır. Isınan hava yükselir ve ısınan havanın bulunduğu bölgede alçak basınç oluşur.

                                                                              Şekil 3. Isınan Hava Yükselir

Soğuk bölgede moleküller ağır oldukları için çökerler ve yüksek basınç alanı oluştururlar. Rüzgâr ise yüksek basınçlı havanın alçak basınçlı bölgeye doğru yaptığı hava hareketidir [3].

Şekil 4. Rüzgâr Oluşumu

Oluşan bu rüzgarlar uzunluğu 68 metreyi bulan minimum 5 m/s hızla dönmeye başlayan rüzgâr türbinlerine çarparak elektrik üretmeye başlar. Bu devasa sistemin 25 m/s hıza ulaşması üst limittir. 25 m/s hızı aşan sistem parçalanır ve çok büyük kazalara neden olur. Kaza konularına ayrı bir yazıda detaylı değinilecektir.
Bu türbinlerin verimi %20-30 arasında değişmektedir. Güneş enerji sistemlerine oranda daha verimlidirler. En büyük dezavantajı istenilen yere rüzgâr türbini kurulamamasıdır. Bunun nedeni her yer rüzgâr almaz 🙂

3- Hidrolik Enerji
Suyun potansiyel ve kinetik enerjisini kullanarak elektrik enerjisi üretimine hidrolik enerji denir. Belirli bir yükseltiden bırakılan suyun potansiyel enerjisi türbine çarparak kinetik enerjiye dönüşür. Bu sayede elektrik enerjisi üretilmiş
olur. Hidrolik enerji için yapılan barajlar balıkçılık, ulaşım, tarım gibi alanlara da fayda sağlamaktadır.

Şekil 5. Hidrolik Enerji Santrali

4- Biyokütle Enerjisi
İnsanların, hayvanların ve bitkilerin atıklarına biyokütle denir. Bu atıklar yakılarak elektrik enerjisi üretilmektedir. Bu sistemler için büyük kalorifer kazanları gibi kazanlar kullanılmaktadır. Sadece kazanla bitmeyip reküparatör, ekonomizer gibi yakılan atıklardan daha verimli enerji elde etmek için sıralı sistemler kullanılmaktadır. Doğaya daha az zarar vermek için bazı santrallerde ıslak filtre sistemi de yer almaktadır. Dünyada atıklar bitmeyeceği için bu enerji türü her daim yenilebilir enerji kaynağı olmaya devam edecektir.

Şekil 6. Biyokütle ile Elektrik Üretimi

5-Jeotermal Enerji
Jeotermal, yer ısısı anlamına gelmektedir. Kar, yağmur suları gibi sular magmaya yakın olan yerlerde ısınıp yeryüzüne buhar ve sıcak su olarak geri dönmektedir. Bu buhar ve sıcak suların enerjisi ile türbinlerden elektrik enerjisi üretilmektedir. Jeotermal enerji, ev ve iş yeri ısıtmalarında, hastaların fizik tedavi uygulamalarında yoğun bir şekilde kullanılmaktadır.

6-Hidrojen Enerjisi
Günümüzde çok yaygın olmasa da gelecekte elektrik, ısı ve yakıt pili olarak karşımıza çıkacak bir enerji çeşididir. Özellikle PEM (Proton Değişimli Membran) yakıt hücreleri gün geçtikçe çalışmaları artan ve geleceğin alternatif bataryası olarak görülen bir teknolojidir.

7- Dalga Enerjisi
Denizlerin yüzeyinde rüzgârın etkisi ile dalgalar oluşmaktadır. Oluşan bu dalgalar türbinlere çarparak elektrik enerjisi üretir. Üretilen bu enerji ısı, ışık ve su arıtma sistemlerinde kullanılmaktadır.

Bir sonraki yazıda görüşmek üzere… Evde Kalın, Sağlıcakla Kalın.

 ÖMER ÇETİN

[1] https://elektriksepeti.com/tuketici-sozlugu/yenilenebilir-enerji
[2] https://web.itu.edu.tr/~kaymak/PV.html
[3] https://yelkenokulu.com/meteoroloji-bilgileri/ruzgar-nedir-nasil-eser/

Ahmet Gündoğmuş