Yenilenebilir Enerjide İleri Seviye Kavramlar
Sadece küresel iklim değişikliğinin gerçekleşmediği, aynı zamanda insan faaliyetlerinin doğrudan bir sonucu olan bilimsel topluluğun vardığı fikir birliği; küresel ısınmanın etkileri muhtemelen geri döndürülemez düzeyde yıkıma neden olacak. Yakın tarihli BM panelinde, emisyonları azaltmak ve temiz enerji girişimlerini uygulamak için küresel bir çaba olmaksızın, çocuklarımıza olan tehdit ve önümüzdeki on yıllarda bazı zorlu sorunlarla karşı karşıya kalacağı açıkça belirtildi.
Bu amaçla, bilim daima temiz enerji alternatiflerinin verimliliğini ve etkinliğini geliştirmenin yollarını aramaktadır. İşte yakın gelecekte daha çok duymayı umduğumuz bazı ilginç gelişmeler.
lityum iyon pil / güneş paneli ızgaraları
Tesla ve Elon Musk’u duymuşsunuzdur, pek çok diğer son derece zengin insanın, çevreye duyarlı bir farklılık yaratmaya çalıştığını iddia etmek zor. Tesla’nın ünlü elektrikli araçları mütevazı ama kudretli bir hayran kitlesine sahipken, Musk, Tesla’nın diğer büyük projesinin -Nevada “Gigawatt” fabrikasında yoğun bir şekilde çalışmakta olduğunu söylüyor- sonuçta şirket için daha fazla gelir elde edecek ve çevresel sorumluluk açısından çok daha önemli.
Başlangıçta kendi araçları için ek enerji deposu olarak pazarlanan Tesla’nın Lityum İyon batarya paketleri talebe yönelik de üretilmektedir. Musk’ın tüketicilerin kullanımdan en fazla yararlanmalarını için ortalama hane halkı üzerindeki elektrik yükünü azaltma yolunda da adım atıldı. Beklentilere göre, Gigawatt fabrikasının bu pillerin yılda 35 Gigawatt Saat değerinde üretmesi bekleniyor -bu veri, oldukça iyi enerji miktarını temsil ediyor ve bu üretimi üç katına çıkarma kapasitesine sahip, bunu garanti etmesi gerekmektedir.
Önceden yapılan satışlarda güçlü olan Powerwall marka bataryaları ile şirket, pil paketleri gibi düşük model ızgaralar yerine kullanabilecekleri yeni bataryalar üretmeye odaklandı. İlginç bir şekilde, Hawaii’de dolaşırken Musk’ın başkanlık ettiği güneş enerjisi şirketi Solar City, yüksek talep dönemlerinde şebekenin akmasını sağlamak için dev bir üretim tesisi olan Tesla pilleri üretebilen yeni bir tesis inşa ediyor. Bu, gelecekte daha fazla pil / güneş şebekesi tasarımları için bir konseptin kanıtı olarak görülebilir.
Güneş Paneli Bakım Dronları
Güneş enerjisinden bahsetmişken, orijinal alternatif enerji kaynağı 1956 yılında piyasaya sunulduğundan beri kayda değer kalıcılığını ortaya koymuştur. Tüm temiz enerji kaynaklarının üretimi açısından en verimli şekilde kullanılmasına rağmen, yüzlerce dönümlük devasa güneş paneli çiftlikleri yer almaktadır. Önemli bir nüfusa güç sağlamak için bunlar gerekli. Tahmin edilebileceği gibi, bu büyük panel dizilerinin incelenmesi, bakımı ve yönetimi oldukça zor ve pahalıdır. Ancak, panellerin bakımını düzgün bir şekilde yerine getirememek, verimliliği azaltmaktadır. Bunun da ötesinde, bu tür çiftliklerin çoğunun uzak, tehlikeli bölgelerde bulunması, bakım için zorlayıcı unsur. Bir California güneş şirketi olan CalCom Solar, bitmiş projelerini tamamlamak için zaten dron kullanıyor ve dronları otomatik güneş paneli bakım makinelerine dönüştürmek için mevcut teknolojiden yararlanıyor. Kırılmış paneller, termal kameralı bir drone tarafından kolayca tespit edilebilen, ayrı bir ısı imzası bırakıyor. Aynı panel, özellikle uçamayan el aygıtlarına sahip işçiler tarafından kullanılması haftalar sürebilir.
UAV’ler ile bakım bile daha kolay yapılabilir. Fikir 13 yaşındayken Alman mühendis Ridha Azaiz tarafından geliştirildi. Dronlara takılabilen özel fırçalar üretildi ve ardından panellerin yüzeyindeki toz ve kiri temiz bir şekilde temizleyen dronlar ortaya çıktı. Bu panellerin % 35 daha verimli çalışmasına yardımcı olur.
Daimi Köy Yerleşkeleri
Kaliforniyalı geliştirici ReGen Villages, Hollanda’da , daha sonra İsveç ve Almanya dahil olmak üzere diğer birçok Avrupa ülkesine genişlemeyi umdukları bir pilot program başlattı . Konseptleri sonunda gayrimenkul ve banliyö gelişim devrimi olabilir. Tarım arazilerini merkez alan konut toplulukları kurulacakr, daha sonra bu banliyöleri tamamen kendi kendine yeten kentler yapmak için yüksek teknolojiyi uygulayacaklardı.
Sakinleri yıl boyunca beslemek için dikey organik tarım tekniklerini kullanmaya ek olarak, bu topluluklar atıkları yönetilen ve yerinde temiz güç üreten haneler olacaktır. Aslında, pilot topluluğun, çevreleyen ızgaralara yeniden dağıtılabilen bir güç fazlası üretmesi öngörülmektedir. Danimarkalı bir mimarlık firması, 2017 yılında tamamlandığında 25 konutun yer alacağı tasarımı ele alıyor. Bu, yıl sonunda sonunda 100’e çıkacak.
ReGen, bu pilot köyün başarısını, soğuk iklimlerin daha büyük bir güç talebine dönüştürdüğü Kuzey Avrupa’ya geçmek için kullanmayı umuyor; Hindistan ve Afrika’nın nüfus yoğunluğunun yoğunlaştığı alanlar gündemde olacaktı.
Atık Enerjili Yakıt Hücreleri
Diğerleri bu çalışma alanına öncülük ederken, Bath Üniversitesi’ndeki araştırmacılar idrarda bakterilerden elektriği çıkarabilen küçük, bir “mikrobiyal yakıt hücresi” ni mükemmelleştirdi. Bu kulağa tuhaf gelse bile, teknoloji sözde “enerji üçlemesi” nin üstesinden gelmek için bir devrim niteliğinde. Bu, alternatif yakıt kaynaklarının bir kerede güvenli, uygun maliyetli ve çevreye karşı duyarlı olması önemli.
Burada bahsettiğimiz enerji miktarı önemsiz değil. Küçük yakıt hücrelerinden sadece biri, küçük bir elektronik cihaza güç vermek için yeterli miktarda güç üretebilir ve bununla birlikte biriktirildiğinde güç miktarı orantılı olarak artar. Güç çıkışı, güneş enerjisi gibi diğer temiz enerji kaynakları tarafından elde edilenin gerisinde kalırken, bu teknoloji, üretilmesi son derece ucuz olmanın önemli tarfı var.
Tabii ki, aynı zamanda, asla kıt olmayacak bir yakıt kaynağı üzerinde çalışıyor ve ekip, araştırmalarının, geleneksel güç dağıtımının elverişsiz olduğu yüksek derecede fakirleşmiş alanlara ve yerlere güç sağlamaya yardımcı olacağını umuyor. Veya Bath Kimya Mühendisliği Bölümü başkanı Dr. Tim Mays’ın da belirttiği gibi, “Yenilenebilir ‘işeme gücü” parlak bir fikirdir ve gelişmekte olan ülkelerdeki kullanımının enerji yoksulluğu alanlarında insanların yaşamları üzerinde büyük bir olumlu etkisi olacaktır. ”
Yapay Fotosentez
Sadece birkaç hafta arayla yayınlanan iki ayrı çalışmada, İsviçreli ve Amerikalı bilim adamları doğal fotosentezde gerçekleşen kimyasal süreci yapay olarak yeniden üretmeye birkaç adım daha yaklaştılar. Bu nedenle, güneş ışığını kimyasal bir yakıt haline getirebilmek hayal olmaktan çıkacak.
Deneme için oluşturulan yapay molekülleri kullanarak , İsviçre Zürih Üniversitesi’ndeki İsviçreli araştırmacılar, molekülleri bir lazerle depolanabilir yükler olarak üretebildiler. Daha da önemlisi, bu, süreci daha önce etkisiz kılan bir engel olan “elektron donörleri” olarak kurban molekülleri kullanmadan gerçekleştirildi.
Bu arada, Amerikan ekibi bir katalizör kullanmıştır: ferroelektrik olan (dahili elektrik alanları oluşturabilen) baryum titanat molekülleri kullanılmıştır. Baryum titanat moleküllerine çarpan ışık, “yük ayırma” adı verilen bir evreyle sonuçlanır, bu da suyun oksijen ve hidrojene ayrışmasını kolaylaştırmaya yardımcı oluyor. Bütün bunlar insanların, parlak farklı gruplarının ışıktan ve sudan ucuz yakıt elde etmeye çok yakın olduklarını söylemenin ötesine geçen ağaçların ve diğer yakıtların yerine geçerek, enerji ihtiyacımızı tatmin edebileceklerini umduğumuz bir haber.
Nanotek Güneş Enerji Pencereleri
Benzer şekilde, birçok girişimci bilim adamı, sıradan pencereleri güneş enerjisi jeneratörlerine dönüştürmek için farklı yaklaşımlar üzerinde çalışıyorlar. Bu enerji elde etme potansiyeli olan nanoteknolojiyi fotovoltaik hücrelerle bütünleştirerek başarılmaktadır.
İsviçre’nin Lozan kentinde uygun bir şekilde adlandırılan Nano-Bilim Merkezi’ndeki bilim adamları, “nanowire kristalleri” ni mükemmelleştir mek için yıllarca zaman harcadı – minik küçük tüpler, insan saçı kalınlığına eşit olacak şekilde 10.000 adet üretilrek birleştirildi. Buradaki fikir, iletken olan bu nanotellerin , etraflarından geçen ışıkta bir rezonansa neden olmasıdır. Bu, ışığın dalga boyundan daha küçük olmasını sağlar, bu da ışığın yoğunluğunun 15 kat artmasıyla sonuçlanır. Bu, geleneksel güneş panellerinden önemli ölçüde daha fazla enerji üretebileceklerini gösterdi. Tabi ki, nanowire dizisi cama uygulandığında görünmez olacak kadar küçük olmalıdır. Muhtemelen bu, evinizdeki her pencereyi küçük bir jeneratöre dönüştürebilir.
Her ne kadar bu teknoloji birkaç yıldan beri olsa da, İsviçreli ekibin çabaları henüz kullanılanlardan çok daha fazla güç üretiyordu, hatta gerçekten de bu sonuç bekleniyordu. Nispeten hızlı bir ticari başlangıç için iyi sonuç verir, ortalama tüketici, ne kadar iyimser olursa olsun, kelimeye eklenmiş “nano” ön ekiyle otomatik olarak hiçbir şeyden korkmaz ve bu teknolojiyi benimser.
Molten Nükleer-Tuz Reaktörleri
Oldukça ucuz güç kaynağı olmasına rağmen, nükleer enerji, esas olarak iki kelime ile, “Çernobil” ve “Fukuşima ” olmasından dolayı kötü bir ün ortaya çıkardı . Çoğalan nükleer enerji santrallerinin potansiyel felaketi dezavantajı, kullanımda ciddi bir düşüşe neden oldu. Son birkaç on yıl boyunca, yeni nesil nükleer reaktörler, bu sorununu tamamen ortadan kaldırmayı amaçlamaktadır.
Teknoloji 1960’larda tasarlanırken, konvansiyonel yakıt çubuklarından ziyade sıvı yakıtla çalışan erimiş-tuz reaktörlerini önerdi. Avrupa araştırma enstitüsü konsorsiyumu tarafından dört yıllık bir projenin çabaları sayesinde bu öneriye geri dönüş yapıyorlar. “Samofar” bu teknolojinin güvenliğini değerlendiren standart nükleer reaktörler ile karşılaştırıldığında, bir çok avantajı listesi 2020 tarafından inşa edilecek bir prototip için baskı kurmuştur.
Bunların başında, erimiş-tuz reaktörlerinin uranyumdan çok daha bol olan toryum üzerinde çalışmak için ideal bir şekilde uygun olduğudur. Sıvı yakıt, sıvı tuz ile kombine edilmiş bir radyoaktif çözelti ısıtıldığında genleşir ve böylece kendini düzenler. Bir arıza durumunda güvenlik için, aşırı sıvı yeraltında korumalı bir konteynere otomatik olarak boşalmasına yardımcı olur.
Yeni nükleer reaktör tasarımlarının onaylanması süreci özellikle ABD’de göz korkutucu olsa da, Samofarın yakında başlaması umuluyor. Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü, halihazırda tüm nükleer araştırma tesislerinin kendi versiyonlarının bir prototipi üzerinde çalışıyor. Önemli olan bu alanda daha fazla ARGE çalışması yaparak optimum faydayı elde etmek(tüm fosil yakıtlar yok olmadan.
Yenilenebilir Enerjide İleri Seviye Kavramlar
