Uçurtma ile Enerji Üretelibiliyor
Artan enerji fiyatları sanayiciyi ve tüketiciyi zor durumda bırakırken bilim adamları alternatif enerji kaynakları için yaptıkları çalışmalara hız verdi.
Hollanda`da yapılan bir araştırmada, yerde jeneratöre zincirle bağlanan ve 800 metre yüksekliğe bırakılan bir uçurtmanın 10 kw elektrik ürettiği belirlendi. Uçurtma sisteminden 100 megavatlık enerji elde edilmesi, 100 bin evin elektriğinin bu sistemle karşılanabilmesi anlamına geliyor.
İlk denemelerinde başarılı olan bilim adamları şimdi uçurtmadan 50 kw`lik elektrik üretmek için kolları sıvadı. `Ladermill` adını verdikleri çalışmada bu sefer daha fazla uçurtma kullanılacak.
Araştırmayı yapan grubun başkanlığını yürüten Profesör Wubbo Ockels,`Uçurtma, enerji üretiminde ucuz maliyetli bir yol. Enerjiyi doğadan temin ettiğiniz zaman maliyetler daha da ucuz oluyor. Enerji fiyatları şu anda dünyanın gündemindeki sorun` dedi.
GOOGLE`DAN DESTEK
Projede Prof. Ockels`a destek veren Google ise yerden 800 metre yükseğe 0çıkabilen uçurtmalar için yatırım yaptı. Firma, bir Amerikan uçurtma imalatçısı ile anlaşarak bu işe 10 milyon dolar yatırdı.
Google ve Ockels`in ekibinin temel amacı, yerde üretilen enerjiden daha bereketli ve daha güvenilir olan `yüksek hızda esen rüzgardan elde edilen enerji` projesini hayata geçirmek.
Uzmanlar, yerden zincirle jeneratöre bağlanan ve 800 metre yükseklikte elektrik enerjisi üreten uçurtmaları geleceğin enerji kaynağı olarak görüyor.
Son zamanlarda alternatif enerji kaynağı olan ve büyük şirketlerin yüklü yatırımlar yaptığı rüzgar trübinleri de ucuz maliyetli ve yenilenebilir enerji üretiyor ancak bunun maliyeti uçurtma sistemiyle kıyaslandığı zaman ortaya büyük bir fark çıkıyor.
Uçurtma sisteminde rüzgar ne kadar hızlı eserse o kadar fazla enerji üretiliyor. Rüzgarın esme hızı yerde daha az olduğundan geliştirilen yeni sistem, mevcut alternatif sistemlere göre daha avantajlı oluyor.
Uçurtma sistemini bilgisayar ortamında test ederek bundan daha fazla enerji sağlanması konusunda çalışmalar yapan İngiliz bilim adamı Allister Furey, ` Bugün bir rüzgar trübini kurmak bu sistemden kat kat daha maliyetli. Ne kadar fazla uçurtma uçurursanız o kadar fazla enerji edersiniz. Bunların detaylı çalışmalarını bilgisayarda hesaplıyoruz. Bu, geleceğin enerji kaynağı olabilir` dedi.
Yeni enerji elde etme sistemi uçurtma üreticilerini de harekete geçirdi. İngiliz ve Amerikan uçurtma üreticilerinin yanı sıra İtalyanlar da olabildiğince yükseğe çıkabilen uçurtma üretmek için çalışmalarına hız verdi.
İngiltere Rüzgar Enerjisi Kurumu ise kapılarının projeye açık olduğunu duyurdu.
Enerji Tasarrufu Niçin Yapılmalı
Üretilen enerjinin yaklaşık üçte biri sanayide tüketilmektedir. Bu enerjinin önemli bir miktarı, ileri teknoloji ürünlerinin kullanıldığı enerji tasarruf önlemleriyle geri kazanılabilir. Enerji tasarrufu sayesinde hem ülkemiz enerji darboğazından kurtulacak, hem de sanayici aynı ürünü daha düşük bir maliyetle elde ederek rekabet gücünü arttırmış olacaktır.
Enerji tasarrufu, enerji arzının azaltılması veya kısıtlanması şeklinde düşünülmemelidir. Enerji tasarrufu, kullanılan enerji miktarının değil ürün başına tüketilen enerjinin azaltılmasıdır. Enerji maliyetlerini düşüren üretici, aynı miktardaki mal veya hizmetleri daha az enerji veya aynı miktar enerji ile daha çok mal ve hizmet üreterek, ulusal ve uluslararası alanda rekabet gücünü arttıracaktır.
Enerji Tasarrufu Gerekliliği
Enerji türleri içerisinde elektrik enerjisinin maliyeti oldukça yüksektir. Bu nedenle elektriğin tüketimi konusuna önem vermek gerekir. Enerji maliyetlerinin ve enerjiye olan talebin artması, enerji tasarrufunu zorunlu hale getirmiştir.
Enerji ihtiyacının % 70'ini ithal etmek zorunda olan ve fosil yakıt kullanarak elektrik enerjisine dönüşüm sağlayan santrallerin toplam veriminin % 30 olduğu ülkemizde enerjinin verimli kullanımının önemi açıkça görülmektedir.
Elektrik enerjisinin %41,23'ü sanayide, %23,81'i meskenlerde, %15,85'i ticarethanelerde, %4,14'ü tarımsal sulamada, %3,52'si resmi dairelerde, %2,06'sı sokak aydınlatmasında, %1,81'i şantiyelerde ve %7,58'i ise diğer ve doğrudan satışlar olarak tüketilmiştir
Türkiye, kalkınmakta olan ve nüfusu artan bir ülke olması nedeniyle enerji tüketimi hızla artmaktadır. Enerji tasarrufu sayesinde hem ülkemiz enerji darboğazından kurtulacak, hem de sanayici aynı ürünü daha düşük bir maliyetle elde ederek rekabet gücünü arttırmış olacaktır. Enerji tasarrufu, enerji arz hizmetlerinin azaltılması veya kısıtlanması şeklinde de düşünülmemelidir. Enerji tasarrufu, kullanılan enerji miktarının değil ürün başına tüketilen enerjinin azaltılmasıdır.Bu şekilde, üretici aynı miktardaki mal veya hizmetleri daha az enerji veya aynı miktar enerji ile daha çok mal ve hizmet üreterek, ulusal ve uluslararası alanda rekabet gücünü arttırabilir.Türkiye’deki sanayici kullandığı elektriğe kW başına yaklaşık 7 cent USD ödemektedir. Oysa başta A.B.D ve Brezilya olmak üzere birçok ülkede bu değer ortalama 4 cent USD civarındadır. Enerji fiyatlarındaki yüksek girdi sanayicimizin rekabet gücünü olumsuz etkilemektedir. Bu durum sanayicinin enerjiyi olabildiğince verimli kullanmasını gerektirmektedir.
Hidrojenin Önemi Giderek Artacak
Doğanın %70'inden fazlasını oluşturan hidrojen gazı aynı zamanda atmosferde en fazla bulunan gaz olarak biliniyor.
Hidrojenin elde edilme yolları birkaç türden türlü oluyor, birincisi suyun elektrolizi diğeride petrol rafinerilerinde petrol damıtılması.
Hidrojen depolanmasının şu an için çok pahalı bir yöntem olması tercih edilebilirliğini azaltıyor. Fakat gelecek zamanda hidrojenle çalışan arabalar ve hidrojen istasyonları görmemiz süpriz olmayacak.
Hidrojen Depolanması Maliyeti
Hidrojen gaz veya sıvı olarak saf halde tanklarda depolanabileceği gibi, fiziksel olarak karbon nanotüplerde veya kimyasal olarak hidrür şeklinde depolanabilmektedir.
Hidrojen uygun nitelikli çelik tanklarda gaz veya sıvı olarak depolanabilir. Ancak gaz olarak depolamada yüksek basınç nedeniyle tank ağırlıkları problem yaratmaktadır. Hidrojen gazını depolamanın belki de en ucuz yöntemi, doğal gaza benzer şekilde yer altında, tükenmiş petrol veya doğal gaz rezervuarlarında depolamaktır. Maliyeti biraz yüksek olan bir depolama şekli ise, maden ocaklarındaki mağaralarda saklamaktır.
Hidrojen petrole göre 4 kat fazla hacim kaplar; hidrojenin kapladığı hacmi küçültmek için hidrojeni sıvı halde depolamak gereklidir. Bunun için de yüksek basınç ve soğutma işlemine ihtiyaç vardır. Sıvılaştırılmış hidrojen yüksek basınç altında çelik tüpler içinde depolanabilir. Bu yöntem orta veya küçük ölçekte depolama için en çok kullanılan yöntemdir. Ancak büyük miktarlar için oldukça pahalı bir yöntemdir. Çünkü hidrojen enerjisinin yaklaşık ¼'ü sıvılaştırma işlemi için harcanmalıdır. Bir diğer pratik çözüm ise, sıvı hidrojenin düşük sıcaklıktaki tanklarda saklanmasıdır. Uzay programlarında, roket yakıtı olarak sürekli şekilde kullanılan sıvı hidrojen bu yöntemle depolanmaktadır. Dünyadaki en büyük sıvı hidrojen tankı, Kennedy Uzay Merkezinde olup 3400 m3 sıvı hidrojen alabilmektedir. Bu miktar hidrojenin yakıt olarak değeri 29 milyon Mega Jule veya 8 milyon kW-saat'e karşılık gelmektedir.
Son yıllarda yapılan çalışmalar sonucu hidrojen karbon nanotüplerde de depolanabilmektedir. Karbon nanotüpler kısaca grafit tabakaların tüp şekline dönüşmüş halidir. Çapları birkaç nanometre veya 10-20 nanometre mertebesinde, boyları ise mikron seviyesindedir.
Hidrojen kimyasal olarak metallerde, alaşımlarda ve arametallerde hidrür olarak depolanabilmektedir. Metal hidrürler hidrojen depolamak için çok uygun bir yöntem olmasına karşın, kendi ağırlıkları ciddi sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Özellikle son 10 yıldır yüksek depolama kapasiteleri nedeniyle aluminyum ve bor içeren kompleks hidrürler yoğun olarak çalışılmaktadır. Bor içeren kompleks hidrürler sıvı koşullarda kullanılması nedeni ile de önem taşımaktadır. Bor esaslı sistemler ana olarak sodyum bor hidrürü esas almaktadır. NaBH4, katı halde ağırlıkça %10,5 hidrojen içermektedir.
Çözelti halinde, sodyum bor hidrür, aşağıdaki reaksiyona göre hidrojenini vermekte ve sodyum metaborata dönüşmektedir.(katalizor)
NaBH4(s)+H2O—>4H2 + NaBO2
H2O ve NaOH ilavesi ile sodyum bor hidrürün sıvı içerisindeki miktarı ağırlıkça %20-35 arasında olabilmekte, bu da sistemde ağırlıkça % 4.4-7.7 arasında hidrojenin depolanmasına olanak vermektedir.
Sodyum bor hidrürde hidrojen depolamanın en önemli üstünlüğü depolanan hidrojenin oda sıcaklığında geri alınabilmesi ve geri alımın katalizör yardımı ile kolaylıkla kontrol edilebilmesidir. Sodyum bor hidrürün hidrojen amaçlı kullanımında en önemli darboğaz, oluşan metaboratın tekrar NaBH4 dönüştürülmesidir.
Dünyada Hidrojen Üretimi Yapımı
Ülkemizde Suni Gübre Sanayii (25.000m3), bitkisel yağ (margarin) üretimi (16.000m3), petrol arıtım evleri (rafineri) (1.200m3), petrokimya endüstrisi (30.000m3), hidrojene hayvansal yağ üretimi (200-300m3) ve çeşitli yerlerde kullanılmak üzere basınçlı silindirlerde gaz veya sıvı hidrojen üretimi (6.000m3) sadece sanayide kullanılmak üzere yapılmaktadır. Enerji üretimi amacıyla ticari boyutlu hidrojen üretimi mevcut değildir.
Hidrojenin üretim kaynakları bol ve çeşitlidir. Fosil yakıtlardan elde edilebildiği gibi güneş, rüzgar, hidrolik enerji gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması ile suyun elektrolizi yolu ile üretimi, biyokütleden üretimi ve biyolojik proseslerle üretimi mümkündür. Günümüzde hidrojen ağırlıklı olarak doğal gazdan buhar reformasyonu sonucu elde edilmektedir. Suyun elektrolizi bilinen bir yöntem olmakla beraber ekonomik hale getirilmesi konusunda çalışmalar, gene benzer şekilde güneş enerjisinden biyoteknolojik yöntemlerle hidrojen üretimi konusunda araştırma-geliştirme çalışmaları devam etmektedir.
Hidrojen Enerjisi Nedir?
Hidrojen enerjisinin insan ve çevre sağlığını tehdit edecek bir etkisi yoktur. Kömür, doğalgaz gibi fosil kaynakların yanısıra sudan ve biyokütleden de elde edilen hidrojen, enerji kaynağından çok bir enerji taşıyıcısı olarak düşünülmektedir. Elektriğe 20. yüzyılın enerji taşıyıcısı, hidrojene 21. yüzyılın enerji taşıyıcısı diyen çevreler vardır. Hidrojen yerel olarak üretimi mümkün, kolayca ve güvenli olarak her yere taşınabilen, taşınması sırasında az enerji kaybı olan, ulaşım araçlarından ısınmaya, sanayiden mutfaklarımıza kadar her alanda yararlanacağımız bir enerji sistemidir.
Hidrojen içten yanmalı motorlarda doğrudan kullanımının yanısıra katalitik yüzeylerde alevsiz yanmaya da uygun bir yakıttır. Ancak dünyadaki gelişim hidrojeninin yakıt olarak kullanıldığı yakıt pili teknolojisi doğrultusundadır.
1950'lerin sonlarında, NASA tarafından uzay çalışmalarında kullanılmaya başlayan yakıt pilleri, son yıllarda özellikle ulaştırma sektörü başta olmak üzere sanayi ve hizmet sektörlerinde başarı ile kullanıma sunulmuştur. Yakıt pilleri, taşınabilir bilgisayarlar, cep telofonları gibi mobil uygulamalar için kullanılabildiği gibi elektrik santralları için de uygun güç sağlayıcılardır. Yüksek verimlilikleri ve düşük emisyonları nedeniyle, ulaşım sektöründe de geniş kullanım alanı bulmuşlardır.
Hidrojen - Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Hidrojen 1500'lü yıllarda keşfedilmiş, 1700'lü yıllarda yanabilme özelliğinin farkına varılmış, evrenin en basit ve en çok bulunan elementi olup, renksiz, kokusuz, havadan 14.4 kez daha hafif ve tamamen zehirsiz bir gazdır. Güneş ve diğer yıldızların termonükleer tepkimeye vermiş olduğu ısının yakıtı hidrojen olup, evrenin temel enerji kaynağıdır. -252.77°C'da sıvı hale getirilebilir. Sıvı hidrojenin hacmi gaz halindeki hacminin sadece 1/700'ü kadardır. Hidrojen bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir (Üst ısıl değeri 140.9 MJ/kg, alt ısıl değeri 120,7 MJ/kg). 1 kg hidrojen 2.1 kg doğal gaz veya 2.8 kg petrolun sahip olduğu enerjiye sahiptir. Ancak birim enerji başına hacmi yüksektir. Hidrojen doğada serbest halde bulunmaz, bileşikler halinde bulunur. En çok bilinen bileşiği ise sudur. Isı ve patlama enerjisi gerektiren her alanda kullanımı temiz ve kolay olan hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı enerji sistemlerinde, atmosfere atılan ürün sadece su ve/veya su buharı olmaktadır. Hidrojen petrol yakıtlarına göre ortalama 1.33 kat daha verimli bir yakıttır. Hidrojenden enerji elde edilmesi esnasında su buharı dışında çevreyi kirletici ve sera etkisini artırıcı hiçbir gaz ve zararlı kimyasal madde üretimi söz konusu değildir. Hidrojen gazı farklı yöntemlerle elde edildiği gibi su, güneş enerjisi veya onun türevleri olarak kabul edilen rüzgar, dalga, ve biyokütle ile de üretilebilmektedir. | |
Araştırmalar, mevcut koşullarda hidrojenin diğer yakıtlardan yaklaşık üç kat pahalı olduğunu ve yaygın bir enerji kaynağı olarak kullanımının hidrojen üretiminde maaliyet düşürücü teknolojik gelişmelere bağlı olacağını göstermektedir. Bununla birlikte, günlük veya mevsimlik periyotlarda oluşan ihtiyaç fazlası elektrik enerjisinin hidrojen olarak depolanması günümüz için de geçerli bir alternatif olarak değerlendirilebilir. Bu tarzda depolanan enerjinin yaygın olarak kullanılabilmesi -örneğin toplu taşım amaçları için yakıt piline dayalı otomotiv teknolojilerinin geliştirilmesine bağlıdır. | |
|
Sanayide Enerji Verimliliği Proje Yarışması
Sanayide Enerji Verimliliği Proje Yarışması enerji verimliliğini artırılması, israfın önlenmesi, enerji maliyetlerinin düşürülmesi gibi amaçlar taşımaktadır. Her yıl düzenlenen yarışma bu yıl 10. kez düzünlenecek. 30 Eylül 2009 son başvuru tarihi olan yarışma 3 ana gruptan oluşuyor.
“Sanayide Enerji Verimliliğinin Artırılması Projeleri (SEVAP)”
“Enerji Verimli Endüstriyel Tesis (EVET)”
“Enerji Verimli Ürün (EVÜ)
Detaylı bilgiler aşağıda yer almaktadır.