Geçmişten günümüze yoğunlaştırılmış güneş enerjisi

Sandia Ulusal Laboratuvarları, 60’lı yıllarda güneş enerjisinden faydalanmak için bu enerjinin gücünü incelemeye almışlardır. Sandia’nın Ulusal Güneş Termal Test Tesisi, 1973 yılındaki petrol krizi nedeniyle 1978 yılında devreye alındı.

Dünyanın ilk multimegawattlık (MMW) güneş kulesinde gerçekleştirilen tasarım, inşaatı ve detaylarının çoğunu barındıran belgeler ile tarihin tozlu raflarından günümüze getirilmiştir. Sandia’nın güneş enerjisi alanındaki araştırmacıları elektrik üretmek için güneş ışığını kullanan kuledeki bir alıcıya güneş ışığını büyük aynalar ile yansıtıp yoğunlaştırarak kullanan bir sistemin görüntülerini bulmak için uzun zaman harcamışlardır. Araştırmaları sonucunda bulunan bu izlenimler halka açık bir şekilde sergilenmektedir. 

Projenin lideri Ken Armijo: “On binlerce Sandia raporuna, elle çizilmiş diyagramlara, videolar ve disketlere ek olarak bu ekip Avustralya, Güney Afrika, Almanya ve ABD Enerji Bakanlığı ile diğer ülkelerdeki araştırmacılarla beraber çalışmışlardır. Ekip söz konusu arşivi diğer ülkelerden gelecek olan güneş enerjisi belgelerini de ortaya koyarak geliştirmeyi düşünmektedir.”dedi¹.

Armijo: “Belgeleri incelerken, dijital ortama aktarılmamış 20.000-50.000 civarında belgenin olduğunu gözlemledik. Bu belgeler olası bir doğal afette tamamen yok olma riski ile karşı karşıyadır.” demiştir.

Bu projelerden birisi Kaliforniya’da yer alan Barstow’a 10 MW’lik bir elektrik enerjisi sağlamak için Sandia önderliğinde 1981 yılında kurulan Solar One ile Aerojet Rocketdyne (eski adı Rocketdyne) kuruluşlarının ortak çalışması sonucunda ortaya çıkmıştır. Yoğunlaştırıcı güneş kuleleri 1982-1986 yılları arasında çalışmışlardır. 1995 yılında Sandia ve Rocketdyne, güneş battıktan sonra depolanan güneş ışığı ile elektrik enerjisi üretmek için yüksek sıcaklıkta eritilmiş tuz alıcısı kullanarak mevcut kuleyi 1996-1999 yılları arasında faaliyet gösteren Solar Two olarak geliştirdi. Bu yılın başlarında Sandia, daha fazla depolama kapasitesine sahip parçacık tabanlı yoğunlaştırılmış güneş enerji santrali kurmak için ABD Enerji Bakanlığı’ndan (DOE) 25 milyon dolarlık teşvik almıştır. Bu projelere ek olarak Sandia’nın güneş kulesi projesi, NASA araştırmalarında ve savunma sanayi testlerinde kullanılmış ve güneş enerjisinin ticarileştirilmesinde önemli rol oynamıştır.

Güneş enerjisini yoğunlaştırma alanında çalışan kurumlardan birisi de Avustralya Ulusal Üniversitesi (ANU)’nin White Cliffs projesi Solar One’dan daha eskidir. ANU ve Avustralya Güneş Termal Araştırma Enstitüsü ile güneş enerjisi mühendisi olan Joe Coventry, 1970’lerden itibaren ANU araştırmacılarının odak noktasının; güneş ışığını yoğunlaştırmak için güneş çanağı projesi olduğunu belirtti. 

Coventry, Sidney’in 12 saat kuzeydoğusunda bulunan White Cliffs’in yoğunlaştırılmış güneş enerjisi projesi başlangıcında elektrik üretiminin olmadığını belirtmiştir. White Cliffs konsantre güneş enerji santrali, kasabanın ulusal şebekeye bağlı olduğu 1983-1994 yılları arasında çalışmıştır. White Cliffs projesinden sonra ANU araştırmacıları birkaç yıl boyunca daha büyük güneş çanağı prototiplerine ve amonyak bazlı enerji depolama sistemlerine odaklandı.

Coventry: “Elimizde, White Cliffs’teki dünyanın ilk güneş enerji santrali istasyonu için eski çanak tasarımlarından bazıları ve bu tasarımların diyagramları elimizde mevcut. Dünya, sıfır karbon hedefleri için gerekli adımları atıyor; bu doğrultuda güneş enerjisinin yoğunlaştırılması, düşük maliyetli enerji depolama olanakları sunması ve yoğun enerji için gerekli endüstriyel süreçleri sıfır karbon hedeflerine ulaştırmada önemli bir role sahiptir. Avustralya, bu belgelere erişim için üstüne düşeni fazlaca yapmıştır.” dedi.

Armijo, birincil dijital arşivlere ek olarak dijitalleştirilmiş olan yoğunlaştırılmış güneş enerjisi belgelerine DOE’nin Bilimsel ve Teknik Bilgi Kütüphanesi ile Sandia’nın SAND Rapor Kütüphanesi’nin de erişime açık olduğunu belirtmiştir.

Yoğunlaştırılmış güneş enerjisinin tarihçesini ortaya çıkarmak üniversitelerde görev alan araştırmacıların yanı sıra teknik kütüphanecilerin de etkisi büyüktür. Teknik kütüphanecilerden Shannon O’Grady, yoğunlaştırılmış güneş enerjisi arşivi için kullanıcı arayüzü ve veri tabanını oluşturmuş, Annette Chavez, bütün bu belgeleri Sandia’nın sunucularına yüklemiştir. 

Bir başka teknik kütüphaneci Alice Parsons unutulmaya yüz tutmuş belgelerin erişilebilir hale gelmesinden memnuniyet duyduğunu belirtmiştir. Eski belgelerde bu alanda araştırma yapan kişiler için altın değerinde bilgilerin olduğunu aktarmıştır. Armijo 1981’den kalma erimiş sodyum araştırmalarını içeren belgelerin altın değerinde olabileceğini belirtmiştir. 

Parsons, söz konusu arşivin güneş enerjisinin yoğunlaştırılması alanında yapılacak çalışmaların hızlandırılmasında önemli rol oynayabileceğini belirtmiştir. Armijo, yoğunlaştırılmış güneş enerjisi çalışmalarının bulunduğu video makaralarını dijital ortama aktarmak için çalışmalara başlayacağını söylemiş ve ayrıca bu çalışmanın diğer yenilenebilir enerji araştırma alanları için türünün tek örneği geniş bir arşiv olması planlamaktadır.

Okan Şener

Kaynaklar

1. https://techxplore.com/news/2021-10-global-archive-historical-renewable-energy.html
2. DOE. (2001). Concentrating solar power : Energy from mirrors. Energy Efficiency and Renewable Energy, 1–8. http://www.nrel.gov/docs/fy01osti/28751.pdf
3. Bannister, P. (1991). An experimental and analytical assessment of a steam rankine solar thermal system. August 1991. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.20340.76167