Enerji dosyaları-2 / Kanatlardaki büyük güç

Alternatif enerjiler konusunda Güneş Enerjisiyle başladığımız makalemizi diğer alternatif enerji konularıyla sürdürüyoruz. Bu enerjiler arasında  geçen defa işlediğimiz Güneş Enerjisiyle birlikte Rüzgar Enerjisi dünya ve özellikle ülkemiz için büyük önem arzediyor. Ülkemizde yaygınlaşmaması için özel  engeller çıkarıldığını işittiğimiz bu enerjiler için büyük bir seferberlik başlatmalıyız. Aksi halde Rusun,Arabın ve Acemin insafına kalmamız gün gibi ortadadır.

.........................  .............................................................................................................................

Rüzgar Enerjisi: Kanatlardaki Büyük Güç

Genellikle otoyol civarındaki yüksek tepelerde gördüğümüz rüzgâr türbinleri rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik, daha sonra da elektrik enerjisine dönüştürme sistemleridir. Bir rüzgâr türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücü dişli kutusu, elektrik-elektronik elemanlar ve pervanelerden oluşur. Bu pervaneler neredeyse sürtünmesiz dönen 100 metre uzunluğunda pürüzsüz kanatlar şeklindedir. Rotor milinin devir hareket hızlandırılarak gövdedeki  jeneratöre aktarılır. Jeneratörde elde edilen elektrik enerjisi aküler  vasıtasıyla depolanır veya enterkonekte sisteme bağlanarak doğrudan alıcılara ulaştırılır. Yatay eksenli türbinlerin hemen hepsi rüzgârı önden alacak şekilde tasarlanır. Kanatların dönme hızı dişli kutusu yardımıyla hızlandırılır ancak hiçbir türbin fırtınalarda zarar görmez. Zira vites gibi görev yapan dişli kutusu rüzgâr hangi hızda eserse essin belli bir devirle dönecektir.

Dünyadaki rüzgâr enerji potansiyeli sanıldığından çok daha fazladır. (2014 tahmini yaklaşık 433 bin megawat) Buna karşılık kurulu güç 370 bin megawat civarındadır. Bu kapasitenin içinde dünya birincisi Çin’dir. Çin’i sırasıyla ABD ve  Almanya takip etmektedir. .Avrupa’da Danimarka enerji ihtiyacının hemen hemen % 40’ını ruzgâr enerjisinden temin etmektedir. Hatta bu oran zaman zaman yüzde 100’e bile ulaşmaktadır.

Türbin teknolojisinde yaşanacak gelişmeler, maliyetin düşürülmesi ve iletim kayıplarının minimuma indirilmesiyle 2020’de dünya enerji talebinin % 12’si rüzgâr türbinlerinin çalışmasıyla elde edilebilecektir.

Hiç şüphesiz bu oran gidecek artacak ve dünya bu temiz, yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynağından yeteri kadar istifade edecektir.

  Hidro-elektrik Enerjisi: Barajlar Kumla Dolana Kadar

 Hidoelektrik Enerji  Santrallerinde ”HES “ doğal ya da suni şekilde, belli bir yükseklik kazandırılmış olan su kütlesi kendisinden daha düşük seviyedeki türbinlere iletilir. Alt seviyedeki türbin çarklarına çok süratli bir şekilde çarpan su kütlesi türbin milini döndürür. Buna bağlı olarak çalışan dinamolar vasıtasıyla elektrik enerjisi üretilir. Elde edilen bu enerji nakil hatları vasıtasıyla tüketim yerlerine(şehirler, fabrikalar) iletilmektedir.

Hidroelektrik enerjisi temiz bir enerji çeşidi olmakla birlikte yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı değildir. Bir defa bu enerjinin ana kaynağı olan tatlı su rezervleri gittikçe azalmakta ve sonunda enerji üretiminden ziyade içme suyu kaynağı olarak kullanılmaktadır. Öte yandan hidroelektrik santrallerinin ana modülü olan barajların belli bir ömrü vardır. On yıllar içinde akarsuyun getirdiği alüvyonlarla dolan barajlar elektrik üretemez bir hale geleceklerdir. Ayrıca küresel ısınma geriye döndürülmedikçe barajlara gelen su miktarı da giderek azalma gösterecektir.

Öte yandan gerek baraj şeklinde ve gerekse suyun belli bir yüksekliğe yönlendirilip dev borularla aşağıdaki santrale iletilmesiyle çalışan Hes’ler doğal çevreyi alabildiğine tahrip etmekte, suyun kendi yatağında doğal akış şeklinin bozulmasıyla bizatihi tabiatın kendisi de büyük zarar görmektedir. Bu olgunun birçok örneği Doğu Karadeniz’de yapılan Hes’lerde görülmüş ve yöre halkının büyük tepkisini çekmiştir. Bu bölgemizde yüksek tepelerde büyük bir “Res “ yani rüzgâr enerji santrali potansiyeli mevcut iken çevreye zarar veren Hes’lerde ısrar edilmesi gerçekten anlaşılmazdır.

Ancak bunun yanında barajların taşkınları önlemek ve kurak zamanlarda kullanılacak su rezervi olması gibi yararlarını da göz ardı edemeyiz. Tüm bu nedenlerle hidro elektrik enerjisinin 21.Yüzyılın gelecek vaadeden enerji kaynaklarından biri olması mümkün değildir.

Jeotermal Ererji : Yerin İçindeki Güç

 Son zamanlarda gelecek için ümit vadeden temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarından biri de jeoermal enerjidir. Yer kabuğu altında yüzeye sızmaya çalışan mağma ile temas eden suyun kaynama derecesine kadar ısınması ve çok daha yüksek ısılarda buhar haline gelmesiyle elde edilir. Bu bölgelerde yer kabuğu içinde sondajla yerleştirilen borular yardımıyla yüzeye çıkarılan sıcak su ya da buhar; jeotermal enerji santrallerine (JES) iletilerek elektrik üretmek amacıyla türbin jeneratörünü çalıştırmak için kullanılır. Sıcak sular da boru hatlarıyla konutlara dağıtılarak kalorifer sistemine gönderilir. Jeotermal enerji yönünden zengin olan bazı ülkelerde bir yandan megavatlarla ölçülen elektrik enerjisi bu yolla elde edilmekte, yüzbinlerce konut da ısıtılmaktadır. Mesela İzlanda'da enerji ihtiyacının tamamı bu yolla elde edilmektedir.

Ancak jeotermal enerji üretimi dünyanın yıllık enerji ihtiyacı ile karşılaştırıldığında son derece sınırlı kalır. Ancak teknolojinin gelişmesiyle yeryüzünün derinliklerinde hareket halinde bulunan mağmanın kontröllü bir şekilde jeotermal enerji santrallerine kadar  çıkarılması ve burada su ile temas ettirildiğinde ortaya çıkacak muazzam ölçüdeki buhar gücüyle adeta bir nükleer santral ölçüsünde elektrik üretilmesi mümkün olabilecektir.

 Nükleer Enerji (Fizyon Enerjisi): Modası Geçti ama..

Atomun nükleer santrallerde kontrollü bir şekilde parçalanmasıyla elde edilen çok yüksek derecedeki ısının su ile temas ettirilmesiyle açığa çıkan müthiş buhar gücünün türbinlere iletilmesi ve hızla dönen türbinin kinetik enerjisi ile jeneratörlerde elektrik üretilmesine dayanır.

Bu sistemin çalışma şekli şöyledir:

1- Reaktörde fisyon sonucu çok yüksek miktarda ısı enerjisi ortaya çıkar ve birinci devre suyunu ısıtır.

2- Birinci devredeki yüksek basınçlı ve enerjili su ikinci devredeki suyu ısıtır.

3- Oluşan yüksek basınçlı buhar türbin jeneratörünü çalıştırarak elektrik üretir.

4- Türbindeki kullanılmış buhar, soğuk üçüncü devre suyu tarafından yoğunlaştırılarak tekrar buharlaştırıcıya gönderilir. Sistem bu döngü içinde çalışmaya devam eder.

Nükleer santrallerin kalbi reaktördür. Burada zenginleştirilmiş uranyum ( U235) yakıt çubukları kullanılır. Reaktör devrede iken bu çubuklarda meydana gelen çekirdek parçalanması (fisyon) çok güvenli bir şekilde sürdürülmelidir. Aynı zamanda kesintisiz bir su döngüsü ile de soğutulmak zorundadırlar. Bu da düzenli çalışması hayati bir önem taşıyan karmaşık bir pompalama sistemi yerine getirilir. Bu sistemin çalışmaması halinde yakıt çubukları soğutulamaz ve reaktör aynen ocak üzerindeki boş çaydanlık gibi yanarak erimeye başlar. Çok tehlikeli olan ve “Çin Sendromu” olarak adlandırılan bu vahim durum eğer giderilmezse reaktörün havaya uçmasına ve çok yüksek miktarda bir radyasyonun açığa çıkmasına yol açar. İşte Çernobil’de olanlar tam da bu şekildeydi.

Bu nedenle dünya enerji ihtiyacının % 17’sini karşılamasına rağmen (Fransa’da bu oran % 70’dir)  rağmen nükleer santrallere kuşkuyla yaklaşılmaktadır. Şimdilik alternatifsiz olmaları nedeniyle tamamen kapatılmaları mümkün olmasa da giderek yerlerini temiz enerji türlerine ve gelecek için ümid vaadeden yeni enerjilere bırakacaklardır.

Nükleer enerjinin handikaplarından biri de oluşan nükleer atıkların depolanması sorunudur. Çünkü bu atıklar yüksek oranda radyasyon yaydıklarından yerin yedi kat dibine gömülseler de tehlike saçmaya devam ederler. O kadar ki Birleşik Devletler tarafından Grönland’da yer altına gömülen nükleer atıklar buzların erimesiyle büyük bir risk haline geleceklerdir.

 Hidrojen Enerjisi: Temiz Ama Zor Bir Enerji

Hidrojen evrende en fazla bulunan gazdır. Aslında hepsi dev gaz küreleri olan yıldızlar ağırlıklı olarak hidrojen gazından oluşmuşlardır. Yıldızlar milyonlarca yıldır hiç eksilmeyen enerjilerini hidrojen atomunun helyuma dönüşmesiyle elde ederler.

Hidrojen doğada saf halde bulunmaz. Su ( H2O) ve Metan ( CH4) gibi bileşikler içinde bulunur. Denizler de hesaba katıldığında nihayetsiz gibi görünen sudan bol miktarda hidrojen elde edilebileceği akla yakın görünse de elektrik harcanarak elektroliz yoluyla hidrojen elde edilmesi çok pahalı bir yöntemdir. Bu nedenle elektroliz yoluyla elde edilen hidrojen sınai amaçlarla (Gübre, margarin yağ ve petrol rafineri sanayilerinde) kullanılmaktadır. Ulaşımda da bir ölçüde (  Uzay araçlarında sıvı yakıt ve kimi nakil araçlarında yakıt hücrelerinde ) kullanılmakla birlikte bu alanda daha kat edilecek çok yol bulunmaktadır.

İlk defa 1974 yılında ABD’de yapılan bir uluslararası enerji konferansında ortaya atılan hidrojen enerjisi bilinen en temiz enerji türlerinden biridir. Çünkü kullanıldığında geriye atık olarak ne kül, ne duman, ne de radyasyon değil sadece su bırakmaktadır.. Ayrıca yukarıda değinildiği gibi elektroliz yoluyla hidrojen elde edilmesi veya yakıt hücreleri yoluyla nakil araçlarında kullanılması bu yöntemlerin çok pahalı olası nedeniyle şimdilik ekonomik değildir.

Ancak gelecekte bu problemin çözülmesi hem elektroliz hem de yakıt hücrelerinin ekonomik hale gelmesiyle hidrojen başlıca enerji kaynağı olacaktır.