İmkansız Gerçekleşiyor: Elektrik Depolama Teknolojileri

ELEKTRİK DEPOLANABİLİYOR MUYDU?

Yenilenebilir enerjinin doğadaki kaynaklardan elde edilmesi daha çok tercih edilmesine sebep olmuştur. Ancak, bu şekilde elde edilen elektrik enerjisi öngörülememekte ve anlık olarak bile değişim göstermektedir. Bu sebeple, üretilen elektrik enerjisi ile talep edilen enerji arasında dengesizlik oluşmaktadır. Ayrıca, elde edilen elektrik enerjisi, sonuna kadar tüketilemeyebilir. Tüm bu etkenler enerjinin depo edilmesi ihtiyacını ortaya çıkartmıştır. Bu şekilde, rüzgâr, güneş, vs. gibi ana kaynakların yetersiz olduğu zamanlarda, yük talebinin karşılanması için depolanan enerji kullanılabilecektir.

Enerji depolama yöntemi ile, elektrik enerjisini başka bir enerji formuna çevirip ihtiyaç halinde tekrar elektrik enerjisine döndürülmektedir. Ancak, birçok enerji depolama sistemi geliştirilmiş olmasına rağmen hiçbiri tüm ihtiyaçları karşılayamamaktadır. Bu sebeple, hangi depolama teknolojisinin seçileceği teknolojilerin sahip olduğu ortak anahtar özelliklerin karşılaştırılması ile belirlenebilir.

Maliyetleri de göz önüne alarak, örneğin düşük bir enerji depolayacaksak bataryayı tercih etmeli ancak eğer  büyük bir güç depolayacaksak pompa depolamalı hidroelektrik sistemlerini tercih etmeliyiz.

 

 

ELEKTRİK DEPOLAMA YÖNTEMLERİ

Rüzgar ve güneş enerjisi sistemlerinde depolama olarak kullanılacak yöntemler;

1.     Mekanik Enerji Depolama

A.    Pompaj Depolamalı Hidroelektrik Sistemler

Farklı yüksekliklerde bulunan rezervlerdeki suyun hareket ettirilmesiyle elektrik üretimi esasına dayanır. Bu sistemin en büyük avantajı, GW büyüklüğünde depolama yapılabilmesidir. Sistemin dezavantajı ise veriminin kullanılan malzemenin karakteristiğine göre değişmekle birlikte %65-80 arasında olmasıdır. Yani, depolanan 10 kW enerji karşılığında 6-8 kW elektrik üretilebilmektedir

B.    Sıkıştırılmış Hava Depolamalı Elektrik Sistemleri (CAES)

Elektrik enerjisi talebinin az olduğu durumlarda elektrik enerjisi havayı sıkıştırmak için kullanılır. Elektrik talebinin fazla olduğu durumlarda ise sıkıştırılan bu hava, bir türbini döndürerek elektrik enerjisi üretir. Sıkıştırılmış hava depolamalı elektrik sistemlerinde hava, pompaj depolamalı hidroelektrik sistemlerinde olduğu gibi elektrik ucuz ve fazla olduğu zamanlarda pompalarla geçirgensiz mağaralara veya eski tuz madenlerine gönderilerek buralarda sıkıştırılır. Daha sonra ihtiyaç olduğunda tersine bir işlem yapılarak enerji üretilir 

C.    Volan

Volan sistemi enerjisini, yüksek devir sayısı ile dönen bir rotorun sağladığı atalet ile depolar. Sistemden enerji alındığında, enerjinin korunumu kanununa göre devir sayısı azalır. En önemli avantajı; uzun bir çevrim ömrüne sahip olmaları ve yüksek şarj-deşarj hızlarına uygun bir yapı içermeleri olarak sıralanabilir.

 

2.     Elektriksel Enerji Depolama

A.    Lityum-İyon Bataryalar

Uzun süreli kullanım ömrü, yüksek enerji yoğunluğu, küçük taşınabilir olmaları, bakım gerektirmemesi, geniş sıcaklık aralığında çalışabilmesi sayesinde en iyi pil şekillerinden biridir ve yaygın olarak kullanılır.

B.    Kurşun Asit Bataryalar          

Otomobillerde, motosikletlerde, botlarda ve çeşitli diğer endüstrilerde, çalışma, aydınlatma ve ateşleme amacı ile kullanılır. Düşük maliyeti, yüksek güç yoğunluğu, düşük ve yüksek sıcaklıklarda yüksek performans, servis ağının yüksek olması ile bakımının kolay olması en önemli avantajlarıdır. Dezavantajı; kısa süreli kullanım ömrüdür. (Kendi kendini deşarj etmesidir)

C.    Nikel-Kadmiyum Bataryalar

Nikel kadmiyum pilleri (NiCd) kadmiyum adı verilen malzeme ile kaplıdır. Kadmiyum zehirli ağır bir metaldir ve son 30 yıla bakıldığında dünya üzerindeki kadmiyumun 2/3’ü NiCd pilleri yapımında kullanılmıştır. En sık kullanım yerleri; Acil aydınlatmalar, telekomünikasyon sistemi, güneş enerji istasyonlar, uzay araçları vs. diye sıralanabilir. Nikel kadmiyum pilleri kullanım olarak çok yaygın değildir ve yaklaşık olarak verimlilikleri %75’tir.

D.    Nikel–Metal Hidrit Bataryalar

Nikel metal hidrit bataryalar kadmiyum, kurşun veya cıva gibi zararlı maddeler içermediğinden kurşun-asit ve nikel-kadmiyum bataryalara kıyasla çevre dostu bir yapıya sahiptirler. Nikel metal hidrit bataryalar, nikel-kadmiyum bataryalara kıyasla %25-30 daha yüksek enerji yoğunluğu sağlamaktadırlar. Çevre dostu - çok hafif zehirli madde içerir; geri dönüşümü kolaydır.

E.     Ultrakapasitörler/Süperkapasitörler

Kondansatörler iki tane iletken plaka ile bunları ayıran ve dielektrik olarak adlandırılan yalıtkanlardan oluşmaktadır. Enerjiyi pozitif ve negatif elektrostatik yüklerin ayrışmasıyla depo eder. Dielektrik malzeme iki levha arasında ark oluşmasını önleyerek daha fazla şarj yapılmasına yardım eder.

Tekrar şarj edilebilen bataryalar, içerisindeki kimyasal reaksiyonların etkisiyle genellikle birkaç bin çevrimlik bir ömre sahipken, Ultrakapasitörler bir milyon çevrime kadar varan çok yüksek bir ömre sahiptirler. Ultrakapasitörler en önemli avantajlarından biri de çalışmasının sıcaklık değişimlerinden neredeyse hiç etkilenmemesidir. Synı boyut veya ağırlıktaki bir batarya ile karşılaştırıldığında depolayabildiği enerji miktarı, bataryanın depolayabildiği enerji miktarının ancak %5’i kadardır.

F.     Sodyum-Sülfür Bataryalar

Çevrim ömrü yaklaşık olarak 2500’dür. Kendi kendilerine deşarj olmazlar. Genellikle ucuz uygulamalarda kullanılırlar.

DÜNYA’DAN ELEKTRİK DEPOLAMA İLE İLGİLİ HABERLER 

Dünyanın En Büyük Lityum İyon Pili TESLA’DAN

Kasım 2017’de elektrikli otomobil üreticisi ve enerji depolama şirketi Tesla'nın, Güney Avustralya'da "dünyanın en büyük lityum iyon pili"nin yapımını tamamladığı açıklandı. Merkezi ABD'nin California eyaletinde bulunan Tesla'nın, Avustralya'nın Güney Avustralya eyaletinde Fransız enerji şirketi Neoen ile iş birliğinde yapımını tamamladığı 100 megavat kapasiteli pilin 1 Aralık'tan itibaren test edilmeye başlaması bekleniyor. Haberin detayları: http://www.hurriyet.com.tr/teknoloji/tesla-dunyanin-en-buyuk-pilini-tamamladi-40654998

Karbon Fiber, Otomobillerde Elektrik Enerjisi Depolama Amacıyla Kullanılabilecek

Hafif ve bir hayli sağlam olmasıyla bilinen karbon fiberin bir başka yeteneğinin ise elektrik enerjisi depolamak olduğu ortaya çıktı. Otomobillerde ve diğer araçlarda; araçların hafif olmasını sağlamak amacıyla kullanılan karbon fiber, elektrik enerjisi depolamak için de kullanılabilecek. Bilim insanları bu ultra güçlü materyalin enerjiyi direkt olarak depolayabilme özelliğine sahip olduğunu keşfettiler. Bu keşif uygulama aşamasına geçerse, geleceğin elektrikli araçlarında büyük değişiklikler meydana gelecektir. Bu sayede bataryaların güvenliği bir kademe daha artacakken araçlarda bataryalardan meydana gelen ağırlık da önemli ölçüde azalacak. Haberin detayları: https://www.webtekno.com/karbon-fiber-otomobillerde-elektrik-enerjisi-depolama-amaciyla-kullanilabilecek-h55381.html

Bill Gates, Zuckerberg ve Pek Çok Milyarder Enerji Depolama Sistemlerine Yatırım Yapmaya Başladı

Yenilenebilir enerji konusunda en büyük sorunlardan biri olarak görülen 'enerji depolama sorunu', pek çok milyarderden destek alan bir fonla çözüm yolları arıyor. Yenilenebilir enerji, dünyanın enerji konusuna dair ürettiği tek çözüm yolu ve pek çok ülke bu konuda büyük adımlar atıyor. Fakat yenilenebilir enerji konusunda karşılaşılan oldukça büyük bir sorun var; enerjiyi depolayabilmek. Hem yenilenebilir enerji üretiminin yaygınlaşması hem de depolama sorunun çözülebilmesi için uzun süredir çalışmalar yürüten fonlar mevcut ve ciddi yatırımlar almaya başladılar. Haberin detayları: https://www.webtekno.com/bill-gates-zuckerberg-ve-pek-cok-milyarder-enerji-depolama-sistemlerine-yatirim-yapmaya-basladi-h47842.html

 

Share this post