Kategori : ELEKTRİK ENERJİSİ, ENERJİ GÜNDEMİ, GÜNEŞ ENERJİSİ - Tarih : 10 Kasım 2019

Güneş enerjisi, kaynağını doğadan alan bir temiz enerjidir. Bu enerjiden verimli bir şekilde faydalanmak için ise çatı tarla üstü güneş enerjisi sistemleri ve santralleri kurulmaktadır. Bu santrallerde fotovoltaik modüllerin ve diğer bileşenlerin bir araya getirilmesiyle elektrik enerjisine elde edilmektedir.

Bu sistemlerde güneş panelleri aracılığıyla güneş ışınlarından doğru akım elektrik üretilir. İnvertör yardımıyla ise doğru akım (DC) kaynağından aldığı gerilimi işleyerek alternatif akıma (AC) çevirir. Üretilen güneş enerjisi, sürekli bir enerji olmayıp mevsime, hava şartlarına ve günün saatine göre değişiklik göstermektedir. Enerji üretimi bazı zamanlarda tükettiğimiz enerjiden daha fazla üretilmektedir. Şebekeye enerjiyi ihtiyacın fazla olduğu zamanda dengeli ve düzenli bir şekilde iletilmesi ve elektrik iletimindeki kayıp-kaçak oranlarını minimuma indirmek için üretilen enerjisinin depolanması ihtiyacı meydana gelmiştir. Günümüzde depolama yöntemleri iki başlık altında incelenebilir;

1- Mekaniksel Enerji Depolama

a-) Hazneli Pompalı Sistemler: En eski ve en büyük enerji depolama sistemidir. Bu sistemin kapasitesi mevcut donanımlarla 1000MW veya üzerinde olabilmektedir. Suyun potansiyel ve kinetik enerjisinden faydalanılarak elektrik enerjisi elde edilir. Bu sistemin avantajı ise GW büyüklüğünde depolama yapabilmesidir. Hazneli depolama sisteminin en olumsuz tarafı ise coğrafi olarak uygun yerlerin az olmasıdır.

b-) Sıkıştırılmış Hava ile Enerji Depolama: Bir hava depolama tankının içinde enerjinin yoğun kullanımın gerektirmediği durumlarda kompresör yardımıyla enerjinin depolanması sağlanır. Sıkıştırılmış hava depolaması 40 veya 70 bar gibi yüksek basınçlarında elde edilmektedir.

c-) Volanlar: Tahrik gücünün fazla olduğu periyotlarda fazla enerjiyi üzerine alır, yük talebinin arttığı periyotlarda bu enerjiyi yüke aktararak yük dengelemesi yapar. Bu şekilde volan, mekanik bir batarya görevi üstlenir. Volan avantajları ise uzun bir çevrim ömrüne sahip olması ve yüksek şarj-deşarj hızlarına uygun bir yapı içermesidir.

2- Elektriksel Enerji Depolama

Mekaniksel enerji depolamadan farklı olarak daha küçük depolamaya sahiptir.

a-) Lityum-İyon Bataryalar: Elektronik cihazlardaki kullanımı oldukça yaygındır. Lityum-iyon bataryalar %100’e yakın bir enerji depolama verimliliğine sahiptir.

b-) Nikel-Kadmiyum Bataryalar: Kullanımı çok yaygın olan bataryalar değildir ve yaklaşık olarak verimlilikleri %75’tir. Çevresel etkilere olan zararından dolayı kullanım oranı azalmıştır.

c-) Nikel-Metal Hidrit Bataryalar: Yüksek enerji yoğunluğu ve içlerinde çevreyi kirletmeyen bileşim ve metaller bulunması en önemli özelliğidir. Nikel-kadmiyum pille karşılaştırıldığında %40 daha fazla enerji yoğunluğuna sahiptir.

d-) Kurşun-Asit Bataryalar: Yapı olarak negatif elektrotta kurşun içerir, pozitif elektrotta kurşun dioksit ve elektrik yalıtım tabakası bulunur. Teknoloji bakımından en eski batarya çeşididir.

e-) Süper Kapasitör: Kondansatörler enerji depolamak için özel olarak tasarlanmıştır. Süper kapasitörlerin, kapasitans değerleri normal kapasitörlerden çok daha fazla, voltaj limitleri diğer kapasitörlere göre daha düşüktür. Elektrolitik kapasitörlere göre daha fazla enerji depolayabilir ve daha fazla şarj-deşarj olabilir.

Güneş enerji sistemlerinde stabil bir enerji üretim verisi almadığımız için üretilen ile tüketilen enerji arasındaki fazlalığı depolamak zorundayız. Bunun için ise depolayacağımız enerji kapasitesine göre elektriksel ya da mekaniksel enerji depolama sistemlerinden uygun olanı seçilerek kullanılmaktadır.

Mustafa ESGİN – Elektrik Elektronik Mühendisi – mustafaesgn0@gmail.com