(Turkish) Enerji Sistemlerinde Hibrit Teknolojiler

Sorry, this entry is only available in Turkish. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

ENERJİ SİSTEMLERİNDE HİBRİT TEKNOLOJİLER

Fosil kökenli yakıtların tükenme ihtimali ve geçmişte yeterli önlemlerin alınmamasından dolayı, çevreye verdikleri zararların ciddi problemlere yol açması sebebiyle sonsuz ömürlü, temiz enerji kaynaklarına yönelik yatırımlar ve bu alandaki bilimsel çalışmalar 21.yy’ da bir hayli ivme kazanmıştır. Yenilenebilir enerji üzerindeki çalışmalar her ne kadar hızlı ilerlese de tek başına kullanıldıklarında yeterli verime ulaşamadıkları için hibrit teknolojiler geliştirilmiştir. Hibrit ve teknoloji deyince aklıma ilk gelen Toyota Prius ve C-HR otomobil modelleri olsa da, üniversite yıllarımda bu algı zamanla yerini fotovoltaik-rüzgar hibrit güç sistemlerine bıraktı.

Hibrit kelimesi Türk Dil Kurumuna göre;

(İsim) Melez,

(Teknoloji) İki farklı güç kaynağının bir arada bulunması anlamlarına gelmektedir.[1]

Hibrit sistemlerin kullanılmasında hedeflenen, verimi yetersiz iki farklı enerji kaynağının ayrı ayrı sahip olduğu olumlu yönlerini birleştirerek, ortak kullanımları sonucunda yüksek verimle ve kesintisiz çalışan bir sistem oluşturmaktır. Özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarındaki sürekliliğin sağlanabilmesi ve devamlı hale getirilebilmesi için hibrit sistemlere sıklıkla başvurulmaktadır. Hibrit sistemlerin en yaygın kullanım alanları güneş-rüzgar olmakla birlikte güneş-dizel jeneratör, biyogaz-güneş, jeotermal-rüzgar, rüzgar-dizel jeneratör vs. sistemler gibi farklı kombinasyonlar da mevcuttur. [2] Kimi zaman direkt enerji üretim santrallerinde kimi zaman otomobil, uçak, tekne gibi ulaşım araçlarında kimi zaman da günlük hayatta kullanabileceğimiz hibrit sistem uygulamalarını kısaca inceleyelim.

Kojenerasyon ve Hibrit Sistemi: Elektrik ve ısı enerjisinden daha iyi verim elde etmek için kojenerasyon sistemler kullanılmaktadır. Şekilde kojenerasyon teknolojisiyle uyumlu çalışan güneş paneli ve rüzgar türbininin çalışma prensibi ifade edilmiştir.

Bu hibrit sistemde güneş enerjisiyle buhar elde edilir ve türbine gönderilir, jeneratör yardımıyla elektrik üretimi sağlanır. Fotovoltaik sistemin yetersiz kaldığı durumlarda elektrik arzını karşılamak adına bir rüzgar türbini veya dizel jeneratör gibi diğer güç kaynaklarıyla birlikte çalıştırılır. Kesintisiz çalışabilen ve yüksek verimli bu hibrit sistem yenilenebilir enerji kaynakları sayesinde fosil yakıt tüketiminin minimum oranlarda olmasını sağlar.[3]

Hidrojenle Çalışan Hibrit Uçak:

2008 yılından beri aşinayım hidrojenle çalışabilen teknolojilere. İTÜ’den 6 öğrencinin hidrojen enerjisiyle yakıt hücreleri kullanarak bir tekne tasarladıklarını okumuştum. Bu kez EasyJet firmasının öncülük ettiği projede yakıt tasarrufu sağlamak amacıyla enerjisini hidrojen yakıt hücrelerinden karşılayan bir uçak tasarlanmış. Kısaca hidrojen yakıt pillerinden bahsedersek, suyun elektroliziyle açığa çıkan hidrojen(H) atomu üzerinde elektrik enerjisinin kimyasal enerji olarak depolanması prensibine dayanmaktadır. Sistemde kullanılabilmesi için yakıt hücreleri depolanan kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür.[4]

Hibrit teknolojilerin otomobil dünyasına girmesi, ülkemizin ilgisini oldukça çekmiş, bilim insanlarımızın konu üzerinde çalışmasını sağlayan heyecan verici bir alan olmuştur. TÜBİTAK her yıl güneş enerjisiyle, hidrojen enerjisiyle, borla ve elektrikle çalışan araçların geliştirilmesi ve üretimi için üniversiteler arası teşvik edici yarışlar düzenliyor. Bunların uygulanabilmesine yönelik bir bütçe de ayrılmış durumda. Hibrit otomobillerde içten yanmalı motora seri veya paralel bağlanan bir elektrik motoru bulunmaktadır. Elektrik motorunun arkasında bulunan hibrit güç düzenleyici yüksek gerilimli akü ile elektrik motoru arasında bağlantı yaparak araca güç sağlar.

Dikkat çekici bir başka tasarımda Goodyear’ın elektrikli otomobillerde menzili uzatabilmek amacıyla, termoelektrik ve piezoelektrik etkilerden yararlanan lastikleri. Bu lastikler ürettiği elektrikle beraber aynı zamanda lastiğin siyah yüzeyi sayesinde sıcaklığı absorbe ederek de ısıyı elektrik enerjisine dönüştürebiliyor.[5] Dünya genelinde şehir içi ve şehirlerarası ulaşımda hibrit araçların performanslarını arttırmaya yönelik teknolojiler geliştirilmeye devam etmektedir.

Güneş ve Rüzgar Enerjisinden Oluşan Başarılı Hibrit Sistemler:

Fransız kökenli CEA Liten Araştırma Enstitüsü tarafından tasarlanan Hibrit Tekne Energy Observer dünyanın ilk tamamen temiz enerjisini kullanan gemisi olma fikriyle tasarlanmıştır. Teknenin güvertesi güneş panelleriyle kaplı ayrıca üzerinde iki adet rüzgar türbini yer almakta. Güneş-rüzgar hibrit sistemlerinin başarılı bir örneğinioluşturmuştur. [6]

Ülkemizde ASELSAN ‘ın tasarladığı başarılı hibrit projeler de bulunmaktadır. Güneş ve rüzgar enerjisinden oluşarak tasarlanan hibrit sistem askeri kışlalar, karakollar ve askeri birlikler için kullanılabilmektedir. [7]

Piezoelektrik Ve Güneş Enerjisi Tasarımlı Hibrit Sistemler:

Piezoelektrik, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine ya da tam tersi elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmeyi sağlar. Temiz bir enerji kaynağıdır. Bu teknolojiyi hareketin sürekli olduğu her yerde kullanabilirsiniz. Metro raylarında, yürüyüş yollarında, klavyelerde vb. alanlarda enerji üretmek için kullanılıyor.

Güneş ışınlarının sağlamış olduğu enerjiden faydalanmak üzere güneş panellerini ve hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebilen hibrit sistem tasarımları bu alanda dikkat çekmektedir. Böylelikle yürüyüşe çıktığınız bir günde sırt çantanızın üzerinde bulunan güneş panelleri ve ayakkabı tabanınızda bulunan piezo-generatörler yardımıyla telefon, tablet gibi cihazlarınızın şarj olmasını sağlayabilirsiniz.

Sonuç olarak, hibrit sistemler tek başına yetersiz kalan enerji kaynakları için alternatif ve kullanışlı bir yoldur. Örneğin güneşin olmadığı zamanlarda dizel jeneratör veya piezo-jeneratörlerin devreye girmesiyle kesintisiz güç sağlanmış olacaktır. Günlük hayata kolaylıkla uygulanabilirler. Bir okul veya hastanenin elektrik ihtiyacını bir hibrit sistemle karşılayabilirsiniz. Hibrit sistemler fosil kökenli yakıt kullanımını azalttıkları için çevre dostu teknolojilerdir.

Özge EFE – Enerji Sistemleri Mühendisi – a.ozgeefe@gmail.com