Ana Sayfa e-Dergi Rüzgar ve güneş ile kesintisiz hidroelektrik enerjisi

Rüzgar ve güneş ile kesintisiz hidroelektrik enerjisi

Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC), küresel ısınmanın felaket seviyelere ulaşmasını önlemek için dünya uluslarının neler yapabileceğine ilişkin seçenekleri açıklayan III. Çalışma Grubu raporunu yayınladı.

Çalışma Grubu, dünyanın sera gazı emisyonlarının düşürülmeden önce zirveye ulaşması için sadece 30 ayı olduğu sonucuna vardı. Birçok seçeneğin değerlendirilmesi gerektiği ve acil harekete geçilmesinin zorunlu olduğunu aktardı.

Ayrıca, yenilenebilir enerji maliyetlerinin son yıllarda hızla düşerek fosil olmayan yakıt kaynakları ile dünya enerji talebini karşılamada yeterli olabileceğini ve tek ve hibrit tüm seçeneklerin buna katkı sağlayacağını belirtiyorlar.

Rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerjiden yararlanmak, güneş parlamadığında ve rüzgar esmediğinde ne yapılması gerektiği konusunda Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (NTNU) yoğun bir şekilde çalışıyor.

Pil veya yedekleme

Su Gücü Laboratuvarı, araştırmacıların türbinleri ölçekli modelde test etmelerini sağlayan, 600 milimetre paslanmaz çelik borular ve 450.000 litre su içeren tanklarla dolu beş katlı yüksek bir yapıdır. Türbinler, jeneratörler ile birleştiğinde, düşen suyun kinetik enerjisini elektrik enerjisine çeviren anahtar yapıdır.

NTNU

NTNU’nun Enerji ve Proses Mühendisliği Bölümü’nde Su Gücü Laboratuvarı başkanı Profesör Dahlhaug, hidroelektriğin yenilenebilir bir kaynak olduğunu, yenilenebilir enerjinin kullanımının artmasıyla daha fazla dikkat çektiğini söylüyor.

Önemli olan, bir hidroelektrik santralinin, elektrik üretemedikleri zaman güneş veya rüzgar enerjisini yedeklemek için kullanılabilmesidir.

Dahlhaug: “Norveç sisteminde 1.000’den fazla baraj var ve o barajlarda çok fazla suyumuz var. Su, barajdayken bir pildir ve bu pil 87 TWh enerjiye sahiptir. Bu miktar, Norveç’in yıllık enerji kullanımının yaklaşık %60 ila %70’i diyebilirim. Yani bu oldukça büyük bir pil.” dedi.

Bu pilin çalışma şekli, yenilenebilir kaynaklardan gelen fazla elektriği, suyu alt rezervuardan üst rezervuara pompalamak için kullanmaktır. Su, elektriğe ihtiyaç duyulana kadar bu üst rezervuarda saklanabilir. Daha sonra üst rezervuardan gelen su, elektrik üretmek için hidroelektrik santralinden geri akıtılabilir.

Dahlhaug: “Yani rüzgar durduğunda veya fırtına geldiğinde, ihtiyacımız olduğunda bu suyu daha kısa sürede kullanabiliriz. Sonra yeterli rüzgara sahip olduğumuzda hidroelektrik santrallerini durdururuz.” dedi.

Günümüzün hidroelektrik santrallerindeki türbinlerin çoğu, sistemde yukarı ve aşağı su pompalamak şöyle dursun, aniden başlayıp durmanın gerilimlerini ve gerinimlerini alacak şekilde tasarlanmamıştır. İşte bu noktada Su Gücü Laboratuvarı bir fark yaratıyor. 

Esnek çalışma, gaz giderme suyu

Johannes Kverno, doktorasında Francis türbini adı verilen bir tür hidroelektrik türbini üzerindeki gerilimleri inceliyor. Araştırmasının bir parçası olarak, laboratuvarda yüksek basınçlı su çalıştırdığında türbin üzerinde ne kadar gerilme olacağını ölçmek için Francis türbininin ölçekli bir modelinde sensörler kullanıyor.

Kverno, “Hidroelektrik gerçekten hızlı hareket eden bir güç kaynağı türü olduğundan, hem talebe hem de arza göre hızlı bir şekilde ayarlanması çok faydalı ve kullanılabilir. Elbette, Norveç’teki türbinlerin çoğu, en azından tasarım noktalarına yakın yerlerde daha kararlı çalışma için tasarlandı. Yani daha esnek çalışma ile daha fazla yorulma oluşacak, bu da türbinlerin ömrünü kısaltacak ve tesislerin işletme maliyetini artıracak.” dedi.

Su Gücü Laboratuvarı’ndaki araştırmasında yüksek lisans derecesini kısa süre önce tamamlayan Vera Gütle, hidroelektrik tesislerinin etrafındaki yüksek su akışlarının çevresel etkisini azaltmanın yollarını araştırdı.

Sorun şu ki, hidroelektrik santrallerinin etrafındaki su, ilkbaharda karların erimesi gibi yüksek akış dönemlerinde meydana gelebilecek hava ile aşırı doygun hale gelirse, basınçlı hava soluyan dalgıçlar gibi balıkları hasta edebilir ve yüzeye çok hızlı çıkanlar, kan dolaşımında gaz kabarcıklarının oluştuğu “bükülmelere” maruz kalabilirler.

Su Gücü Laboratuvarı, Vera’nın bu koşulları simüle etmesini ve bu durumda ekstra havayı ultrasonik dalga kullanarak çıkarmanın yollarını test etmesini sağladı. 18.000 litrelik bir su deposunu hava ile basınçlandırdılar ve bir kanaldan geçirdiler.

Vera, “Böylece tanktaki suyun kanaldan geçmesine izin veriyoruz. Sonra ultrasonik dalga uyguluyoruz ve suda çözünen hava miktarını ölçüyoruz. Ardından, içindeki hava miktarını azaltıp azaltamayacağımızı test ediyoruz.” dedi.

Hidroelektrik süper bilgisayar

Hidroelektrik, Norveç tarihinde çok önemli bir rol oynamıştır ve Su Gücü Laboratuvarı’nın arkasındaki hikaye, ülkenin modern bir ekonomiyi nasıl inşa ettiği ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.

Yapının arkasındaki mühendis Gudmund Sundby adında bir adamdı. 1912’de iki yaşındaki Norveç Teknoloji Enstitüsü tarafından üniversitenin hidroelektrik programını geliştirmesine yardımcı olması için işe alınmıştı. Bu büyük bir sorumluluktu çünkü Norveç, kendisini küresel ekonomi haline getirecek bir ekonomik motor olarak hidroelektriğe güveniyordu.

1912’de Norveç hala genç bir ülkeydi. 1905’te İsveç ile olan birliğini feshetmişti ve ekonomisini inşa etmek için sahip olduğu az sayıdaki doğal kaynaktan yararlanmaya ihtiyacı vardı. Sarp yamaçları ve bol yağışı ile hidroelektrik, Norveç’in ekonomik kalkınması için bariz bir motordu.

Eğer Norveç hidroelektrik potansiyelini geliştirmeseydi, diğer ülkeler yapacaktı. Düşen sudan ucuz elektrik üretme konusundaki gelişmemiş kapasitesi, Norveç’i alüminyum gibi enerji yoğun endüstriler için bir mıknatıs haline getirmişti. 1900’lerin başında, Batılı ülkeler şelalelerin haklarını satın almak için Norveç’e o kadar akın ediyorlardı ki, genç Norveç hükümeti durumu kontrol altına almak için “Panik Yasası” olarak adlandırılan yasayı geçirmek zorunda kaldı. Birileri bu vahşi suları kullanabilecek uzmanlığı geliştirmeliydi. O adam Sundby’di.

Sundby’nin yardıma ihtiyacı vardı. Tüm hesaplamaların elle yapılması gereken bir çağda, Sundby’nin 1912’de bir süper bilgisayarın eşdeğerine, geleceğin mühendislerinin hesaplamalarının gerçekten doğru olup olmadığını görmek için tasarımlarını yeterli su gücüyle test edip iyileştirebilecekleri yüksek teknolojili bir laboratuvara ihtiyacı vardı.

Hükümetin 1915 ulusal bütçesine, Norveç Teknoloji Enstitüsü’nde bir Su Gücü Laboratuvarı inşa etmek için 15.000 dolar tahsis edildi. Bu tahsis, ulusal bütçenin yüzde 0,1’ini temsil ediyordu. 1940’larda Amerikan hükümetinin atom bombasını geliştirmek için Manhattan Projesi’ne ulusal bütçesinin “sadece” %1’ini harcadığını fark edene kadar kulağa pek hoş gelmeyebilir.

 

Kaynak

https://techxplore.com/news/2022-04-wild-white-coal-hydropower-solar.html

Faruk Akkuş

Yorum Yap

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Son Yazılar

Elektriğin Yolculuğu

Dağıtılmış enerji kaynakları

Gezegenimi Seviyorum

Son Yorumlar