Enerji Depolamada Devrim !

MIT tarafından geliştirilen ve eriyik silikon kullanılan enerji depolama konsepti çok daha ucuza, verimli ve çok ilginç bir yöntemle depolama problemine çözüm olmayı hedefliyor. Detaylar haberimizde.

A- A+

13.12.2018 tarihli yazı 4378 kez okunmuştur.

MIT Enerji Güneş Rüzgar Silikon Depolama

Enerjinin Devam Eden En Büyük Problemi: Depolama

Enerji sistemlerinde her gün birçok yeni gelişmenin haberini duymaktayız . Özellikle alternatif kaynaklardan enerji üretimi, daha doğru bir ifadeyle söyleyecek olursak mevcut enerjinin elektrik enerjisine dönüşümü konusunda yenilikçi tasarımlarla karşılaşabiliyoruz.

Bunların en eski ve en yaygın olanları güneş ve rüzgar gibi enerji teknolojilerinde bugün dahi problemleri tam olarak aşabilmiş değiliz. Dolayısıyla bu tür kontrolü daha zor, yenilenebilir kaynaklardan elde edilen elektrik için depolama ihtiyacımız doğuyor. Bunu yapmanın henüz çok yaygın ve ucuz bir yolu bulunmuş değil. MIT araştırmacılarının yeni tasarımı etkin bir çözüm olabileceğe benziyor.

Benzer Prensip Yeni Yöntem

Büyük ölçekli, şebekeye bağlı depolama denince akla ilk gelen, kullanıcıların da yıllardır batarya teknolojisinde aşina olduğu lityum-ion bataryalar oluyor. Hatta Tesla Avustralya’da devasa bir li-ion batarya sistemi kurarak şebekeye bağlamış ve yenilenebilir enerji depolamasında ilk büyük ticari adımı gerçekleştirdi.

Fakat li-ion pillerin nispeten verim kayıpları ve ömürleri düşünüldüğünde en iyi çözüm olmayabileceği ortaya çıkıyor. MIT mühendisleri “Kutudaki Güneş (Sun in a Box)” adını verdikleri konsept tasarımda, enerijiyi eriyik haldeki silikonda ısı olarak biriktirmeyi ve daha sonra ihtiyaca göre bu enerjiyi kullanacak bir sistem oluşturmayı hedefliyor.

Aslında bu prensip temelde yeni bir fikir değil. Uzun yıllardır benzer şekilde, yüksek yoğunluklu tuz eriyiğinde ısının depolanması ve güneşin olmadığı gece saatlerinde de bu enerjinin kullanılmasına imkan veren güneş kuleleri tasarımları kullanılmakta.

►İlginizi Çekebilir: Metrobüs Rüzgarıyla Enerji Üretilecek

Tuz kullanımı ana depo ve taşıyıcı hatlarda korozyona bağlı deformasyonlara neden olması bakım maliyetlerinin de yükselmesine sebep oluyor. Araştırma ekibinin başındaki Asegun Henry bu tasarımda yoğunlaştırılmış güneş ışığı ile ısı depolamanın ve bundan elektrik üretmenin maliyetinin düşmesinin ancak daha yüksek sıcaklıklara çıkılarak gerçekleşebileceğini belirtti.

Fakat tuz kullanılan sistemde tasarım ve hammadde gereği en fazla 538° C sıcaklığa ulaşılabiliyor. Bundan yüksek değerleri elde etmek mümkün olsa da korozyon ve aşınma problemleri buna izin imkan sağlamıyor.

Kutudaki Güneş

MIT mühendisleri yaptıkları araştırmalar neticesinde bu sisteme alternatif bir hammadde olarak silikonun kullanılabileceği fikrine vardılar. Bu fikirden yola çıkarak yeni bir tasarım yaptılar. Silikon kullanımında 2400° C sıcaklığa ulaşılabildiği görüldü. Yeni tasarım, 10 metre çapında iki büyük depodan meydana getirildi.

Tanklardan biri erimiş silikonu 1900° C civarında tutuyor. Bu silikon daha da ısıtılmak üzere pompa ve borular ile tankın dışındaki ara üniteye aktarılıyor. Burada bir dış enerji kaynağı (güneş, rüzgar vs) ile silikonun sıcaklığı ve dolayısıyla depoladığı enerji arttırılıyor. Bu işlemin sonucunda 2400°C sıcaklığa ulaşan silikon ikinci tanka aktarılıyor.

►İlginizi Çekebilir: Yenilenebilir Enerjiyi Su İle Depolama

Depolanan bu enerji kullanılmak istendiğinde bu yeni tasarım ilginç bir yol izliyor. Alışılagelmiş eriyik tuzlu enerji santrallerinde, tuz eriyiğinde bulunan sıcaklık bir ısı değiştiriciden yararlanılarak sistemdeki suyu kaynatmak için kullanılır ve oluşan buhar türbinden geçirerek elektrik elde edilir. Bu sistemde sıvının sadece ısısından yararlanılırdı.

Silikondan oluşturulan tasarımda yüksek sıcaklıktaki silikon güçlü beyaz bir ışık yayar. Bu ışık yayan silikon, etrafı yeni nesil güneş hücreleri ile çevrelenmiş şeffaf borulardan geçirilir. Güneş hücreleri sıvının yaydığı ışıktan elektrik enerjisi üretir. Dolaşım sonunda silikonun sıcaklığı düşer ve tekrar ilk depolama tankına geri döner.

Araştırma ekibine göre bu yeni sistemden her biri yüz bin eve yetecek elektrik enerjisi sağlayabilir. Temelde bu tasarımın hedefi yenilenebilir enerjiyi depolamak olsa da istenirse diğer sistemlerede entegre edilebilir.

Bu sistem, hemen hemen her yere kurulabilecek basitlikte ve aynı kapasitedeki bir hidroelektrik santraline göre çok daha ucuz olmasıyla dikkat çekiyor. Tuz kullanan güneş kuleleri gibi çok büyük boş arazilere ihtiyaç duyulmuyor. Tüm bunlar dikkate alındığında bu tasarım, yenilenebilir enerji sistemlerinin şebekeye direkt bağlanmasında da dönüm noktası olabilir.

Silikonun problem yaratabileceği tek konu ise zaman içerisinde tank yüzeyleriyle reaksiyona girerek korozyon oluşturması ihtimali. Bununla ilgili testler için küçük ölçekte bir tank inşa edilmiş ve yaklaşık 1980° C sıcaklıkta silikon ile doldurulmuştur. Bir saatin sonunda silikonun duvarlarda korozyona sebep olmadığı fakat yeni ince bir katı katman oluşturduğu görülmüştür. Bu tür işletme problemlerini çözmek üzere testleri devam eden sistemin depolamada çığır açacağını bekleyen araştırmacılar oldukça umutlular.

Yazar: Bedirhan Şen

Kaynak:

►Newatlas.com
►MIT News