Gönderen Konu: Enerjinin Gücüne Sahip Olmak  (Okunma sayısı 2069 defa)

0 Üye ve 1 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

Çevrimdışı Mücteba

  • Moderatör
  • popüler yazar
  • *****
  • İleti: 9228
  • "En büyük keramet, istikâmet üzere olmaktır..."
Enerjinin Gücüne Sahip Olmak
« : 09 Eylül 2013, 10:31:07 »

Enerjinin Gücüne Sahip Olmak


İmalat sanayinde ve evlerde her türlü cihazın elektrikle çalışmasından önce enerji problemimiz yoktu, sadece geceleri bir miktar aydınlatmahkff gerekiyordu. Mekanik enerjinin elde edilmesi için elektrik enerjisinin kullanılması, elektriğin ısı, ışık ve kimyasal enerjiye kolaylıkla çevrilmesi ve iletilmesindeki kolaylık onun kullanımını çeşitlendirdi, yaygınlaştırdı. Ancak böyle olunca da yaygınlaşan ve gücü artan elektrik enerjisine sahip olma problemi ortaya çıktı.

İnsanoğlu yüzyıllarca ateş ile aydınlanmıştı . Gündüzün aydınlığında işler bitmeyince gecelerin karanlığı da çalışma saatleri içerisine alınmaya başladı. Önce hazırdaki ateşin ışığından istifade edildi. Sonra o da yetmemeye başladı. Deniz kabuklarından, boynuzdan istifade edilerek ilk yağ lambaları icat edildi. Zeytin, susam hatta balık yağını kullanarak aydınlatma yapan yağ lambalarının hemen akabinde, farklı malzemelerden imal edilen mumlar devreye girdi. Aydınlatma alanında yenilikler devam ediyordu ama hâlâ geceleri tam olarak kullanmış değildi. Cam işçiliğinin gelişip cam ve ya metal hazneli lamba ve kandillerin imalatı, özde yanarak aydınlatan ateşin rüzgardan etkilenmesini önledi. Artık hanelerde ve açık alanlarda lamba ve kandiller bir miktar iş görüyordu. 1856 yılında Dolmabahçe sarayının açılışında gazhane kurularak saray aydınlatılşmış ve İstanbul
ilk defa elektrikle tanışmıştı. Hatta elde edilen fazla elektrikle saraya yakın yerlerdeki mahalleler ve bazı kalabalık caddeler de aydınlatılmıştı. 1877 yılında elektrik jeneratörlerinin icadıyla elektrik lambalarına geçildi. Edison’un lambayı ticarileştirmesiyle elektrikle aydınlanmada yeni bir döneme geçmilmiş oldu. Düz, ince ve kompak kıvrım tasarımlarıyla flüoresan lambalar, 1996 yılında ticari beyaz LED lambaların kullanılmaya başlamasına kadar aydınlatma alanında saltanatını sürdürdü. Bugün artık trafik lambaları, reklam panoları, cep telefonları, tv dâhil gösterge piyasasının neredeyse tamamını LED’ler oluşturuyor.

Enerji için güç mücadelesi ve alternatif enerji yollarının denenmesi

İmalat sanayinde ve evlerde her türlü cihazın elektrikle çalışmasından önce enerji problemimiz yoktu, sadece geceleri bir miktar aydınlatmak gerekiyordu. Ancak mekanik enerjinin elde edilmesi için elektrik enerjisinin kullanılması, elektriğin ısı, ışık ve kimyasala kolaylıkla çevrilmesi ve iletilmesindeki kolaylık onun kullanım alanlarını çeşitlendirdi. Enerjinin gücü artık tartışmasız olarak kabul edilmeye başlamış oluyordu. Böyle olunca enerji kaynakları üzerinde güç mücadelesi başladı.

Daha 18. yüzyıl sonlarında gaz şirketlerinin baskısı ile pratik olmamasına ve sağlıksız olmasına rağmen petrol kökenli yağ lambaları yaygınlaşmıştı. Hatta bir dönem Amerika’da petrokimya ürünleri şirketler tarafından ilaç diye pazarlanmıştı. Hemen sonrasında dizel motorlar icat edildi. Petrol sahiplerini zengin etmeye başlayınca onlar da insanların yakasından bir miktar ellerini çektiler.

Bugün enerji kaynaklarından en yaygın kullanılan kömür, petrol, linyit vedoğalgaz tükenebilir fosil yataklarından elde edilmesinin yanında, daha birçok özelliği ile insana güven vermiyor. Enerjisinin üçte birini ithal eden Türkiye ve bu fosil yataklarına hâkim güçler çerçevesinde düşünülürse güvensizlik daha iyi anlaşılabilir.

Petrole bağlı gelişen alternatif enerji

Petrol fiyatlarında iniş çıkışlar, ABD ve SSCB’deki nükleer kazalar temiz ve alternatif enerji arayışlarını gündeme getirmişti. Ancak bundan önce rüzgar ve güneş enerjisini elektrik enerjisinde kullanmak için çalışmalar yürütülüyordu. Tarih boyunca insanlar özellikle tahıl ürünlerini öğütmek, su pompalamak ve hızar çalıştırmak için rüzgar enerjisinden istifade etmişlerdi. Rüzgar türbinleriyle elektrik üreten ilk makineler 1890 yılında icat edilmişti. 1918 yılında Danimarka’da rüzgar türbinlerinden 25-30 kW’lık enerji elde edilebilmişti. Bunu 1958 yılında Fransa’daki 300 kW’lık, 1961 yılında Almanya’da 100 kW’lık ve 1970 yılında yine Danimarka’da 650 kW’lık rüzgar türbinleri takip etti.

Rüzgar türbinleri üzerine Almanya, Hollanda, İsviçre ve Avustralya AR-GE çalışmaları yaparken güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesine dairilk çalışmalar 1954′te ABD’de görülüyordu. Daha önce aynalarla yoğunlaştırılarak güneş enerjisinin ısısından istifade ediliyordu. Ancak Petrolün kullanım sahasının genişletilmesiyle bu alanda çalışmalar uzun süre yapılmadı. Fotovoltalik güneş
panelleri icat edilerek ilk defa 1959 yılında uzay aracında elektrik paneli kullanıldı. 1973′teki petrol bunalımı sonrasında yeniden hatırlanan güneş panelleri üzerine çalışmalar hızlandırıldı.

Türkiye’de de durum farklı değil

Türkiye’de 1960-61 yıllarında yapılan bir çalışmada 718′i su çıkarmada, 41′i elektrik üretiminde olmak üzere 749 rüzgar kuvvet makinesi tespit edilmişti. İleriki yıllarda bu sayılar artmadı, petrol kullanımından dolayı azaldı. 1966-67′de 2′si elektrik üretiminde olmak üzere 309 rüzgar türbini tespit edildi. 1978-79 petrol krizi ile tesislerin sayısı 23′e çıktı.

Bugün gelinen noktada Enerji Bakanlığının Mart 2013 tarihli soru önergesine verdiği cevaba göre, 2011 yılı verileri şöyle: 1 389 552 kWh enerji arzının 1 050 095 bin kWh’ı ithal edilmiş. İthal edilen enerjinin %15′i taşkömürü, %36′sı petrol, %36′sı doğal gaz ve %13′ü diğer enerji kaynaklarından elde edilmiş. Türkiye’nin enerji ihtiyacı yıllık %7-8 dolayında artmaya devam ediyor.

BP Dünya Enerji İstatistik Raporuna göre 2011 yılında dünya enerji tüketiminin %33,1′ini petrol oluşturmuş. Rapora göre 2010 yılına nazaran tüketim artışı petrolde 0,7, doğalgazda 2,2, kömürde 5,4 olmuş.

Fosil kaynaklarının enerji tüketimindeki yerinin ağırlığı ve bu kaynakların dünyadaki dağılımına bakıldığında enerji üretiminde ilgi gösterilen alternatif kanallara yönelmenin kaçınılmaz olduğu rahatlıkla görülebilir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının bütün enerji kaynaklarına göre tüketim artışının %13 olması da bu görüşümüzü destekliyor.

Petrol krizine paralel olarak rüzgar ve güneş enerjisine yönelmenin artması, alternatif enerji konusu açısından dikkat edilmesi gereken bir noktayı teşkil ediyor. Çünkü petrol fiyatlarındaki dengesizlik dikkate alındığında önümüzdeki her kriz döneminde alternatif enerjilerin bugünden daha fazla gündem olacağını tahmin etmek hiç de zor olmasa gerek.

Rüzgardan elektrik enerjisinde son durum

Rüzgarın sahip olduğu kinetik enerjiyi elektrik enerjisine çevirmek için tasarlanmış makinelere “rüzgar türbinleri” adı veriliyor. Rüzgar türbinlerinin çalışma mantığı ilk rüzgar değirmenlerinin çalışma mantığı ile aynı. Daha önce değirmenin taşlarını döndüren rüzgar kanatları, şimdi türbinlerin motorlarını döndürüyor.

Güneşin yeryüzü ve atmosferi homojen ısıtmamasından dolayı, ortaya çıkan sıcaklık ve basınç farları rüzgar oluşturuyor. Bulunduğunuz yere bir rüzgar türbini kurduğunuzda ne kadar rüzgarınız varsa o kadar enerji elde edebiliyorsunuz. Bu yüzden verimli enerji için dağ yamaçları ve deniz kıyıları gibi uygun alanlar tercih ediliyor. Günümüz teknolojisinde rüzgarın olduğu durumlarda fazla üretilen enerjinin depolanması ve gerek duyulduğunda yeniden kullanılması için bataryalar imal edilmiş durumda. Ancak bataryalar sisteme ilave masraf getiriyor.

Bataryaların ilave masraf olmasının yanında ilk yatırım maliyetleri yüksek olması ev tipi kullanıcılar için uygun görülmüyor. Ama son düzenlemelerle rüzgarın olduğu saatlerde fazladan üretilen enerjinin bataryalara gerek duyulmadan, doğrudan şebekeyi beslemesinin önü açıldı. Rüzgarın olduğu saatlerde şebekeye fazladan aktarılan enerji, daha sonra ihtiyaç halinde kullanılabilecek.

Alternatif enerjiyi destekleyen birçok Avrupa ülkesi bu alanda ciddi mesafe kat etti. Hatta Almanya örneğinde olduğu gibi küçük ev tipine uygun güneş ve rüzgarın beraber kullanıldığı sistemler kullanılıyor. Ülkemizde ev tiplerine daha kapsamlı çözüm sunan güneş ve rüzgarın beraber kullanıldığı sistemler olmamasına rağmen, enerji maliyetlerinin artması, gelecekteki belirsizlikler ve ortaya çıkacak riskleri daha iyi yönetebilmek için rüzgar enerjisi tercih edilebilir.

Rüzgar enerjisinde toplam maliyetlerin %69′unu türbin kuruluş maliyeti oluşturuyor. Bakım, işletme ve diğer maliyetler ise %31. Bu maliyetler türbinin ömrüne yayılması sonucunda yıllık maliyetler daha da düşük çıkabilir. Rüzgardan elektrik üretmenin maliyeti petrol ve güneş ile karşılaştırıldığında petrolde 6 cent/kWh olan üretim maliyeti, güneşte 10-15 cent/kWh yükselirken rüzgarda 3,5-4,5 cent/kWh düşüyor.

Yatırımın kullanıcıya dönüşünü değerlendirdiğimizde ev tipi 5-10 kW ile küçük işletme tipi 50-75 kW’lık sistemlerde farklı iki durum karşımıza çıkıyor. Hiç elektriği olmayan bir yerde akülü bir rüzgar sistemi kurduğunuzda kısa sürede maliyetinizi çıkartabiliyorsunuz.

Ancak üretilen elektriğin fazlasının şebekeye satıldığı entegre tesislerde, maliyetin geri dönüşümü o kadar da kısa sürmüyor.

Üretici firmalara sorduğumuzda sistemin kendini 4-6 yılda amorti edebileceğini öğrendik. Alanda çalışma yapan akademisyenler ise daha önce 15 yıl olan maliyet dönüşümünün 9-10 yıla düştüğü ama bunun altına inmediği görüşünü savunuyorlar. Pazarlamacıların ve akademisyenlerin hemfikir oldukları konu ise kullanıcıların birleşerek bir adet büyük kapasiteli rüzgar türbini kurmaları. Böyle olduğunda her ev ya da bina için ayrı sistem kurma maliyeti ortadan kalmış oluyor, sistem kendisini daha hızlı amorti ediyor.

Güneş enerjisinden elektrik üretme

Güneş enerjisinden elektrik üretebilmek için fotovoltaik ve termoelektrik türünden iki farklı sistem kullanılıyor. Termoelektrik dönüşüm sisteminde güneşin ısısından istifade edilerek önce buhar elde edilip arkasından buhar türbinlerinin döndürülmesiyle elektrik elde ediliyor. Fotovoltaik dönüştürücülerde ise güneş enerjisinden doğrudan elektrik elde ediliyor.

Ülkemizde fotovoltaik sistem daha yaygın olarak kullanılmakta. Bu sistemde güneşten gelen enerji güneş hücresi vasıtasıyla elektrik enerjisine çevriliyor. Güneş hücresine “göze” ya da “güneş pili” de deniliyor. Güneş hücrelerinde en önemli engel pillerin maliyeti. Pil maliyetleri makul seviyelere indirildiğinde uzmanlar bu durumu “mevcut düzeni yıkan teknoloji” olabileceğini iddia ediyorlar.

Güneş pilleri dağıtım şebekesine bağlı olarak veya şebekeden bağımsız olarak çalıştırılabiliyor. Bağımsız olarak çalıştırıldığında akümülatör ve şarj düzenleyici gibi sistemlere ihtiyaç oluyor. Yatırım maliyeti bölgelere göre 5 kW’ı 15-17 bin tl arası değişen bu sistemin geri dönüşümü için tahmini olarak 10 yıl veriliyor. Bu tahmini rakamda pazarlamacılar da akademisyenler de hemfikir. Ancak akademisyenler bir de şerh koyuyorlar. O da bölgeye yansıyan güneş ışınım değeri. Geri dönüşümde yatırımın yeri, şekli, şebekeye bağlı veya bağımsız olması da etkili oluyor.

Uzmanlar sistemin bugünkü elektrik fiyatları dikkate alındığında, tek bir evin kullanımı için yeterince ekonomik olmadığını söylüyorlar. Bir de güneş pili sistemi kuran evlerde, küçük bir enerji odasına ihtiyaç duyuluyor. Bu oda da doğru akımı alternatif akıma çeviren evirici, akü, akünün fazla dolmasını engelleyen cihaz olması gerekiyor. Bunların hepsinin olduğu bir ev bağımsız olarak elektriğini üretebilir.

Hidroelektrik ve biyogaz enerji sistemleri

Biyogazlar biyokütlelerin enerji dönüşümünden elde ediliyor. Karada veya denizde yetişen bitki ve hayvanların atıklarından, gıda endüstrisi ve orman yan ürünleri ile şehir atıkları biyokütle olarak tanımlanıyor.

Suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi sonucu elde edilen enerji türü ise hidroelektrik olarak isimlendiriliyor.

Hidroelektrik ve katı atıktan enerji elde etmek için kurulan sistemlerin diğer alternatif enerjilere göre en büyük avantajı, enerji kaynağında sürekliliği sağlamanın mümkün olması. Rüzgarın olmadığı durumlarda veya güneşsiz günlerde kurulan sistem enerji üretemiyor. Ancak katı atık sisteminde atıktan gaz üretildiği müddetçe enerji üretilebiliyor. Yine hidroelektrik sisteminde suyun akışı sağlandığı müddetçe elektrik elde edilebiliyor.

Atık yağlardan, yemek atıklarından, mezbaha atıkları, hayvan gübresi ve peynir altı suları gibi birçok atıktan biyogaz elde edilerek elektrik enerjisi üretilebiliyor. Biyogazdan elektrik üretmenin maliyetlerine baktığımızda ev tipi sistem maliyetlerinin yüksek olduğunu görüyoruz. 50 kW’lık enerji üreten bir tesisin ortalama yatırım maliyeti 270 bin tl. “Kaç yılda sistemin kendini amorti edebiliyor?” sorumuza akademisyen ve firmalardan birbirine yakın cevaplar alıyoruz. Atık madde akışı düzenli olduğu takdirde 5-6 yılda sistem kendisini amorti edebiliyor.

Türkiye coğrafi olarak, hidrolik enerjiden elektrik enerjisi üretmeye elverişli. Ev tipi ve küçük işletmelere hitap eden hidroelektrik sistemler de bu yönden kazançlı olabilir. Bu tarz küçük sistemlere “mikro hidroelektrik” ya da “mikro hes” diye isimlendiriliyor.

1-500 kW enerji üretme kapasitesiyle kurulan mikro hesler için yatırım maliyetleri 12 bin tl ile 500 bin tl arasında değişiyor. Maliyetlerin geri dönüşünde su kaynağının debisi ve suyun düşüş eğimi etkili oluyor. Pazarlama departmanında faaliyet yürüten enerji mühendislerinin belirttiğine göre yatırım maliyetleri için rakam vermek kolay değil. Çünkü geri dönüşüm maliyeti kaynağın durumu, bölgenin coğrafi yapısıyla alakalı. Ancak güncel teknoloji ile 100 litre saniye debiye sahip su kaynağı, 10 metre yüksekten düşmesi halinde 5 kW elektrik elde edilebiliyor.

Gelinen noktanın analizi

Gelinen noktada teknoloji ve yatırım maliyetleri çok parlak değil. Maliyet geri dönüşümleri ev ve küçük işletme tiplerinde hâlâ 8-9 yıl alabiliyor. Ancak son yıllardaki gelişmeler ve belirsizliklerin önüne geçebilmek için alternatif enerjilerden istifade edilebilir. Eğer alternatif enerji düşünülüyorsa yola ilk çıkışta yatırımcıların beş, lisanssız elektrik üretmek isteyenlerin ise sorması gereken üç soru var. Yatırımcılar ilk başlarken, “Elektrik enerjisi alım garantisi var mı? Elektrik satış alternatiflerim var mı? Nakit akışında problem var mı? 4-5 yıl sonra enerji piyasaları nasıl olacak? Projenin değeri ne çıkar, iyi alıcı bulabilir miyim? ” sorulularını sorması gerekiyor.

Lisanssız elektrik üretmek isteyenler ise öncelikle bulundukları yer gerçekten verimli bir enerji kurulumu için müsait mi sorusunu sorarak işe başlaması gerekiyor. Arkasından cevaplanması gereken son iki soru ise şunlar: “Bu sistemi neden kurmak istiyorum, gelecekteki belirsizlikler söz konusu olduğundan dolayı mı, elektriğim olmadığı için mi, yoksa yüksek gelen elektrik faturasını azaltmak için mi? Bir de verimli bir proje kurabilmek için kimlerden istifade edebilirim?”

5 adımda alternatif enerji

1]    Elektrik faturasına ya da düşünülen yatırımın büyüklüğüne göre ilk önce ne kadarlık bir sistem kurulacağına karar veriliyor. Sistem şebekeye bağlanacak mı, yoksa müstakil mi çalışacak sorusuna cevap vermek gerekiyor. Burada şebekenin yerli üretimlerden üretilen elektriği 20 kuruştan, ithal malzemeden kurulan sistemlerin elektriğini ise 16-17 kuruştan aldığına dikkat etmek gerekiyor.
2]    Kurulacak yerin elektrik tüketim maliyetleri farklı kurumlardan destek alınarak çıkarılıyor. Birkaç kurumdan bölgenin rüzgar ya da güneş verileri alınıyor. Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü her noktanın rüzgar ölçümlerini 1750 tl ücret karşılığında veriyor. Veriler uygun ve sahada problem yoksa çalışmalara başlanılıyor.
3]    Önce bir firma ile ön protokol yapılıyor. Sahaya keşfe geliyorlar. Sistem nakit değil de finans kuruluşlarından alınan kredi ile kurulacaksa akredite kurumlardan rapor alınması gerekiyor.
4]    50 kW’lık bir sistemin direği 22-24 metre olması gerekiyor. Pervane dönme çapı 14-15 metre olacak bu sistem için ayrıca belediyelerden izin almak gerekiyor.
5]    50 kW’lık bir türbinin maliyeti rüzgarda 190200 ile 250 bin tl arasında, güneşte ise 150-170 bin tl arasında değişiyor.


İnsanoğlu yüzyıllarca ateş ile aydınlanmıştı . Gündüzün aydınlığında işler bitmeyince gecelerin karanlığı da çalışma saatleri içerisine alınmaya başladı. Önce hazırdaki ateşin ışığından istifade edildi. Sonra o da yetmemeye başladı. Deniz kabuklarından, boynuzdan istifade edilerek ilk yağ lambaları icat edildi. Zeytin, susam hatta balık yağını kullanarak aydınlatma yapan yağ lambalarının hemen akabinde, farklı malzemelerden imal edilen mumlar devreye girdi. Aydınlatma alanında yenilikler devam ediyordu ama hâlâ geceleri tam olarak kullanmış değildi. Cam işçiliğinin gelişip cam ve ya metal hazneli lamba ve kandillerin imalatı, özde yanarak aydınlatan ateşin rüzgardan etkilenmesini önledi. Artık hanelerde ve açık alanlarda lamba ve kandiller bir miktar iş görüyordu. 1856 yılında Dolmabahçe sarayının açılışında gazhane kurularak saray aydınlatılşmış ve İstanbul
ilk defa elektrikle tanışmıştı. Hatta elde edilen fazla elektrikle saraya yakın yerlerdeki mahalleler ve bazı kalabalık caddeler de aydınlatılmıştı. 1877 yılında elektrik jeneratörlerinin icadıyla elektrik lambalarına geçildi. Edison’un lambayı ticarileştirmesiyle elektrikle aydınlanmada yeni bir döneme geçmilmiş oldu. Düz, ince ve kompak kıvrım tasarımlarıyla flüoresan lambalar, 1996 yılında ticari beyaz LED lambaların kullanılmaya başlamasına kadar aydınlatma alanında saltanatını sürdürdü. Bugün artık trafik lambaları, reklam panoları, cep telefonları, tv dâhil gösterge piyasasının neredeyse tamamını LED’ler oluşturuyor.

Enerji için güç mücadelesi ve alternatif enerji yollarının denenmesi

İmalat sanayinde ve evlerde her türlü cihazın elektrikle çalışmasından önce enerji problemimiz yoktu, sadece geceleri bir miktar aydınlatmak gerekiyordu. Ancak mekanik enerjinin elde edilmesi için elektrik enerjisinin kullanılması, elektriğin ısı, ışık ve kimyasala kolaylıkla çevrilmesi ve iletilmesindeki kolaylık onun...


Ömer DEMİR | 05 Eylül 2013 | İnsan ve Hayat Dergisi