Okyanus dalgalarının sağladığı enerji sanılandan çok daha büyüktür. Her yıl kıyı dalgalarından elde edilebilecek güç küresel elektrik üretiminin yıllık değerine oldukça çok yakın olduğu bilinmektedir. Diğer taraftan doğanın sağladığı bu dalga gücünü verimli bir şekilde dönüştürebilen, sert okyanus ortamına dayanabilen teknolojilerin geliştirilmesinin zorlukları dalga enerjisinin deneysel aşamada takılıp kalmasına ve yaygınlaşamamasına sebep olmaktadır.
RMIT Üniversitesi’nde çalışmalarını yürüten bilim insanları Applied Energy dergisinde yayınladıkları bu projede, ürettikleri prototipin dünyada bir ilk olan çift türbin tasarımına dayandığını ifade etmişlerdir. Bu prototipte jeneratörle güçlendirilmiş bir dönüş hızı sağlamak için çift türbin çarklı yeni bir dalga enerjisi kullanılması planlanmaktadır. Güç alma sisteminin su hattı üzerindeki şamandıraya yerleşmesi sonucunda kayış tahrikli transmisyonların deniz dalgalarının oluşturduğu yük dalgalanmaları ve titreşimleri yüksek oranda absorbe ettiği gözlemlenmiştir. Toplam su altı hacminin 0,002 m3 olan prototip için 80 mm genlik ve 0,3 Hz frekanstaki dalga uyarım koşullarında elde edilen maksimum verim %11,57 iken maksimum elde edilen güç 26,4 mW’dir1.
Profesör Xu Wang dalga enerjisinin en umut verici, temiz ve güvenilir yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olduğunu söyledi. Wang, “Rüzgar ve güneş enerjileri yenilenebilir enerji pazarının %20-30’unu oluşturur. Dalga enerjisi ortalama olarak zamanın %90’ında mevcuttur ve açık deniz dalgalarının içerdiği potansiyel güç çok büyüktür. Prototip projemiz, dalga enerjisi endüstrisini gelişimden alıkoyan bazı önemli teknik zorlukların üstesinden geliyor. Daha fazla Ar-Ge çalışmaları ile birlikte, bu teknolojinin geniş çaplı, çevresel ve ekonomik faydalar sağlayan yeni bir yenilenebilir enerji endüstrisine temel oluşturabileceğini umuyoruz.” dedi2.
En popüler deneysel yaklaşımlardan biri, açık deniz konumları için ideal olan “nokta emici” olarak bilinen şamandıra tipi bir dönüştürücü aracılığıyla dalga enerjisini toplamaktır. Dalgaların yukarı ve aşağı hareketinden enerji toplayan bu teknolojinin üretimi ve kurulumu genellikle yüksek maliyetlidir ancak enerjiyi verimli bir şekilde değerlendirmek için gelen dalga hareketiyle birlikte senkronize edilmesi gerekir. Dalga enerjisi dönüştürücüsünün senkronizasyonu genellikle bir dizi sensör, aktüatör ile kontrol işlemcisi içerir ancak bu senkronizasyon düşük performansın yanı sıra güvenilirlik ve bakım sorunlarına neden olur.
Wang, “Dalgaların hareketiyle her zaman senkronize kalarak, hasat edilen enerjiyi en üst düzeye çıkarabiliriz. Benzersiz şekilde ters dönen çift türbin, çarklarımızla birleştiğinde; bu prototip, diğer deneysel nokta emici teknolojileriyle karşılaştırıldığında, okyanus dalgalarından elde edilen çıkış gücünü iki katına çıkarabilir.” Basit ve ekonomik olan bu cihaz, RMIT Üniversitesi ve Çin’deki Beihang Üniversitesi işbirliği ile geliştirildi.
Üst üste geçirilmiş ve zıt yönlerde dönen iki türbin çarkı, miller ve kayış-kasnak tahrikli şanzıman sistemi vasıtasıyla bir jeneratöre bağlanmıştır. Jeneratörü, deniz suyunun aşındırıcılığından uzak tutmak ve cihazın ömrünü uzatmak için su hattının üzerindeki bir şamandıra içine yerleştirmişlerdir. Prototip, laboratuvar ortamında başarıyla test edildi ve araştırma ekibi bu ürünü endüstriyel piyasada da kullanılabilir hale getirmeye çalışıyorlar.
Wang, “Prototipin laboratuvarlarımızda çalıştığını biliyoruz, bu nedenle sonraki adımlarda bu teknolojiyi bir tankta veya gerçek hayat koşulları içinde bulunan okyanusta test etmek istiyoruz. Dalga enerjisinden yararlanmak, yalnızca karbon emisyonlarının azaltılmasına ve yeni yeşil enerji işleri yaratılmasına yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda diğer çevresel sorunları ele almak için de büyük bir potansiyel oluşturur. Örneğin, kuraklık sıklığı arttıkça; dalga enerjisi, karbonsuz olarak tuzdan arındırma tesislerine güç sağlamak ve tarım endüstrisinde tatlı su sağlamak için kullanılabilir ve bu yöntemler değişen bir iklimin zorluğuna karşı akıllıca bir adaptasyon olarak ele alınabilir.”
Kaynaklar
- Xiao, H., Liu, Z., Zhang, R., Kelham, A., Xu, X., & Wang, X. (2021). Study of a novel rotational speed amplified dual turbine wheel wave energy converter. Applied Energy, 301, 117423.
2. https://techxplore.com/news/2021-08-energy-tech-power-ocean.html