ARPA-E’den 85 Milyon Dolarlık Elektrik Depolama Projesi

Teknolojinin günümüze kadar çözülemeyen sorunlarından biri olan büyük ölçekte elektrik depolama boşluğunu hala dolduramadığını görüyoruz. Tabi bu hiç dolduramayacak anlamına da gelmiyor. Ay’a gitmek uzun çalışmalar sonucunda nasıl gerçeğe dönüştüyse, şehirlere elektrik sağlayan güç şebekelerin’den (Elektrik Grid) artan elektriği depolama, güneş ve rüzgar olmadığı günlerde bu elektriği kullanma hayalinin gerçeğe dönüştürülmesi de imkansız değildir. Bir şehrin elektriğini günlerce sağlayabilen batarya nasıl olabilir? Gelin bu sorunun yanıtına birlikte bakalım.

A- A+

22.11.2016 tarihli yazı 11419 kez okunmuştur.

Elektrik Depolama Batarya Akü Enerji Şebeke

Yazımızda başında “Grid Elektrik Depolama”nın ne olduğundan, sonra bugüne kadar ne tür grid teknolojilerin kullanıldığından ve bu teknolojinin eksiklerini inceleyeceğiz. Grid Elektrik Depolama aynı zamanda grid ölçekli enerji depolama olarak da adlandırılan, elektriksel güç şebekesi içinde büyük ölçekte elektriksel enerji depolanması için kullanılan metotlar koleksiyonudur. Elektrik enerjisi (özellikle kesintili güç santrallerinde örneğin rüzgar enerjisi, gelgit enerjisi, güneş enerjisi gibi yenilenebilir elektrik kaynakları) üretimi tüketimi aştığı zamanlarda depolanır ve üretim tüketimin altına düştüğü zamanlarda da şebekeye döndürülür.

►İlginizi Çekebilir: Dünyanın En Büyük Enerji Depolama Tesis

Grid ölçekli enerji depolama sistemi daha önceden yoktu diyemeyiz. Hatta çok eskiden bu yana geniş bir şekilde kullanılan bir sistemdir. Bugüne kadar da en iddialı grid ölçekli enerji depolama teknolojileri Pompaj Depolamalı Hidroelektrik, Lityum-İyon Bataryaları ve Akış Bataryaları olmuştur. Ama ABD Enerji Bakanlığı’nın teknoloji inkübatörü ARPA-E (İleri Araştırma Enerji Projeleri Ajansı) yüksek riskli ve yüksek ödüllü Ar-Ge projeleri başlatarak grid depolama sistemin tamamını değiştirmek istiyor. Bu açıklama geleceğin grid’i neye benzeyeceği tam belli olmadığı için bir çok tartışmaya da sebep olmuştur. ARPA-E Teknoloji Direktör Yardımcısı Eric Rohlfing konuyu özetleyerek “Tabi ki yapmak istediğimiz yenilenebilir enerjilere daha fazla nüfuz sağlamak ve bunun için depolamanın bariz bir yol olduğunu düşünüyoruz. Ayrıca bir çok döngüden geçebilmek için ucuz ve dayanıklı olması temel şartlarımızdandır” açıklamasını yaptı. Şimdi bugüne kadar kullanılan grid depolama teknolojileri nasıl çalışıyordu ona bakalım, gerçi az önce sadece başlıklarından bahsetmiştik, şimdi detaylarına giriyoruz.

Pompaj Depolamalı Hidroelektrik: Pompaj depolamalı hidroelektrik santralleri, şebekeden artan elektrikle suyu yukarıya pompalayarak depolanmasını sağlar, su serbest bırakıldığında su türbinleri çalıştırılarak elektriğin tekrar şebekeye gelmesine sebep olur. ARPA-E’nin dediğine göre bu santraller, grid-ölçekli enerji depolama’nın %95’ini oluşturuyor ve toplamda 20,4 gigawatt üretim kapasitesine katkıda bulunmaktadır. Ayrıca pompaj depolamalı hidrolar arazi kullanımı, çevre düzenlemeleri, büyük su teminleri ve suyu yukarıya pompalamak için yüksek tepelerin olmasını gerektirmektedir. Dolayısıyla güvenilir ve ucuz olsa da geniş ya da evrensel olarak ölçeklendirilemez.

►İlginizi Çekebilir: Su Altı Enerji Depolama Balonları

Lityum-İyon Bataryaları: Lityum-İyon Bataryaları son 30 yılın tüketici elektronik devrimine katkıda bulunmuştur, ancak pompaj depolamalı hidroyla kıyaslandığında daha pahalı oldukları görülmektedir. Samsung Galaxy Note 7 kullanıcılarının bildiği gibi bataryaların yanma ihtimali kullanıcıyı rahatsız etmekten çok daha fazlasına sebep olabilir. Eğer grid ölçekli bir batarya yanarsa alevi tüm Hindenburg şehrini alabilir. Bu nedenle grid ölçeğinde Lityum-İyon Bataryaları kısmen güvenilir, uygun fiyatlı veya ölçeklendirilebilir.

Akım Bataryaları: Bir başka ümit verici teknoloji olan Akım Bataryaları, gücünü elektrolit vat olarak depolar. Akım aküsü grid ölçeğinde güvenirliğin yeni bir sınırını oluştursa da, şu anda pahalıdır. ARPA-E yukarıda tanımlanan teknolojileri yararlı bulmadığı için 2009 yılından bu yana enerji depolama proje araştırmalarında 85 milyon dolar yatırım yapmıştır. ARPA-E sitesine de göz atarsanız MIT, Harvard, Stanford, UCLA, Pen State, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı, Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı, Ford, Boeing ve General Electric tarafından hazırlanan 73 enerji depolama projesini görebilirsiniz.

Bu projelerin her birisi tek tek ARPA-E tarafından incelendikten sonra hangisinin grid enerji depolaması için en iyi seçenek olduğunu Rohlfing şu şekilde ekledi: “Bu 73 proje arasında akım bataryası, standart bir batarya ve yakıt hücresi arasında bir kesişim oluşturduğu için en çok ümit vadeden projedir. Yine akım bataryasının kapasitesini artırmak, başka bir elektrolit deposu eklenmesi kadar basittir. Ayrıca bugüne kadar kullanılan akım bataryaları ve şu anda geliştirmekte olduğumuz projeyle aynı değildir. Biz vanadyum yerine demir klorürü kullanmayı düşünüyoruz. Çünkü sadece Güney Afrika, Rusya ve Çin’de çoğunlukla manyetitten çıkarılan vanadyum elementi, %99.9’luk yüksek saflıktaki konsantrasyonlarda bir kilogramı 3500 dolardır. Yani projemiz için oldukça yüksek bir değerdir. Bunlara ek şu an hazırlanmakta olan başka projelerimiz de var ve hepsi değerlendirildikten sonra kesin bir karar verilecektir”.

Kaynak:

► IEEE
► Wikipedia

Yazar: Isa Ghafory