Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş ve rüzgar, doğa koşullarına bağlı olduklarından bu kaynaklardan üretilen enerji gün içinde süreklilik gösteremez ayrıca verimlilik açısından da değişkenlik gösterebilir. Doğa koşulları kontrol edilebilir bir değişken olmadığından kullanıcıların enerji taleplerini karşılamak için normalden daha fazla güneş paneli ve rüzgar türbini kurulmalıdır ancak havanın güneş veya rüzgar enerjisi için elverişli olduğu zamanlarda santrallerin çokluğu, fazlaca üretilen elektrik enerjisinin kullanılmasında veya depolanmasında sorun çıkarabilir.
Carnegie’den Ruggles ve Calderia’nın çalışmasına göre, şebekenin hidrojen yakıtı üretilmesinde, güneş santralleri ve rüzgar çiftliklerinde üretilmiş olan fazla elektrik enerjisinin kullanılmasının planlanması durumunda, gelecekteki düşük karbonlu enerji sistemlerini tasarlamada kolaylık sağlayacağı gibi elektrik enerjisi üretiminde de maliyetleri düşürebilir.
Calderia: “Kaliforniya, Teksas, Almanya ve İngiltere’de dahil olmak üzere rüzgar ve güneş enerjisi için büyük sözleşmeler yapmış olan yerler, giderek artan üretimi kısma yoluna gidiyor ve bu durumun sonucunda üretim fazlası enerjiyi değerlendirme isteği artmaktadır.” diye açıklamıştır1.
Kullanılmayan potansiyel enerjinin değerlendirilmesi ile sabit enerji talepleri ile doğa koşullarına göre değişkenlik gösteren yenilenebilir enerji arasındaki fark kapatılabilir. Bu duruma örnek olarak elektroliz olayı verilebilir. Elektroliz olayında su molekülü, hidrojen ve oksijenlerine ayrışır ve hidrojen yakıtı elde edilebilir.
Düşük maliyetli ve karbonsuz elektrik üretimi, kuruluşlar için ekonomik bir fırsat sunarken aynı zamanda geleceğimizin teminatı olacaktır. Değişken yenilenebilir enerji ile üretilen ve üretilecek elektriği modellemek için ABD’deki geçmiş hava durumu verileri kullanılmıştır. Değerlendirilen senaryolar içerisinde rüzgar ve güneş enerjisi, pil depolama teknolojisi, karbon yakalama ve depolama ile sevk edilebilen doğalgaz ile prototipik bir yükü temsil eden elektroliz ile üretilen hidrojen yer aldı. Dalgalı yüklerin küçük boyutlarda olması, yüksek yük veya güç (kapasite) operasyonlarına izin verir. Dalgalı yüklerin farklı enerji üretim metotları ile desteklenmesi sonucunda, düşük maliyetli sistemlerin, sabit yükleri beslemek için oluşturulan üretim kapasitesinin tam olarak kullanılmasını sağladı ve böylece teslim edilen elektriğin ortalama maliyetini düşürüldü. Makro ölçekli enerji modeli, mevcut faaliyetlerde sabit yükleri sağlamak için optimize edilmiş yenilenebilir elektrik sistemlerinin, en fazla %10 oranında kapasite artışı ile %25 veya daha fazla esnek yük sağlayabileceğini, aynı zamanda elektrik maliyetlerinin %10-20 oranında azalabileceğini göstermiştir. Bu sonuçlar, elektrik sistemlerine esnek yüklerin eklenmesi ile geniş bir sistem mimarisi yelpazesinde üretilenlerin daha verimli kullanılmasına olanak sağlayacağını, böylelikle sabit elektrik yüklerini elde etmek için halihazırda ihtiyaç duyulan altyapı ile yeni enerji sistemlerine geçişi sağlayacaktır2.
Üretim fazlası elektrik enerjisini kullanmaya dayalı hidrojen yakıtı elde edecek olan sistem, şebekeyi beslemek için inşa edilen enerji altyapısını da kullanabilir. Hidrojenle çalışan yakıt hücresine güç sağlamak için kullanılan elektrik miktarı, toplam enerjinin %20’sini geçmedikçe yeni bir tesis kurulmayacaktır.
Kaynaklar
- https://techxplore.com/news/2021-07-green-hydrogen-production-curtailed-solar.html
- Ruggles, T. H., Dowling, J. A., Lewis, N. S., & Caldeira, K. (2021). Opportunities for flexible electricity loads such as hydrogen production from curtailed generation. Advances in Applied Energy, 3, 100051. https://doi.org/10.1016/j.adapen.2021.100051