Katalog

ENERJİ Tukenmez enerji ciftliklerine doğru Güneş enerjisinin ısı ve elektriğe dönüştürülmesl giderek yaygınlaşıyor. Yüksek sıcaklıkta ısı enerjisi için yeni olanaklar. Prof. Dr. Demir İnan Haccettepe Oni. Fizik BÖI. üzere depolamr Bağlantılı toplayıcılardan oluşmuş duzenımler, değışık amaçlarla enerjı elde etmek ıçın kullanılırlar Soz gelımı, 150300°C arasında elde edılen ısı ve enerjısı tekstll, gıda, klmya sanayılerınde, ayrıca su arıbmı ve iklimlendlrmede kullanılabılır Bunların dışında, sulama Islemlerl ıçın su pompalamada, elektrık uretımınde de kullanılırlar Enerjı altyapısı yetersız bolgelerde, yardımcı olarak 501000 kWe aralığında çalışan bu tur merkezler kullanılabılır Guneş kulelı duzenımlerde, ıstenılen yuksek sıcaklığa bağlı olarak yoğuşturma oranları 1001700 basamağında olabılır Tıpık elektrık ureten duzeneklerde yoğuşturma oranı 2001000 arasındadır ve kule yuksskliğı de 65150 m arasındadır Yansıtıcı ayna dızılerı bılgısayarlarla sureklı guneş ı ızleyecek bıçımde yönlendırılırler Bu yansıtıcı aynalar kulenin çevresinde 360°C'lık bır alanı kapsayacağı gıbı odak noktası kuledekı alıcı olan paraboloıt bır bıçımde de yerleştırılmış olabılırler Kulenın ustundekı alıcı duzeneğı ya dışa açık olarak yerleştırılır ya da bır kovuk Iki yöntem ıçıne yerleştırı* Bır akışkanın lır Genelde dısıcaklığını şa açık alıcısı 500°C'nınuzerıne olan duzenekler lyı bır verımle çıdaha ucuz dakarabılmek ıçın ha hafıf ve daha guneş enerjısinı kuçukturler Anyoğuşturma oracak, bunlardakı nının en az 200 ısıl kayıplar daolması gerekır kı, ha fazladır bunu başarabılGuneş kulelı mek ıçın de buduzeneklerde gun iki yontam alıcılarda değıkullanılmaktadır şık akışkanlar Bunlardan bırı, kullanılabılır, peş peşe bağlan Almerm (Ispanya) Güneş Çiftllği'nden bir görünöm soz gelımı, su/ tılandırılmış ve buhar, sodguneşı ızleyecek şekılde sureklı yonlendıyum, tuzlusu gıbı rılen bır dızı parabollk ydnsıbcıdır. Bu Yukarıda sozu edılen her ıkı tur duzeyansıtıcıların odaklarında bulunan ısıl alınekte de en önemlı kısımlardan bırını decıların ıçındekı akışkan bu şekılde ısıtılapolama oluşturur Bılındığı gıbı guneş rak bır merkezde toplanır ve buradan ısenerjısı sureklı değıldır, gerek gece guntenılen amaca uygun olarak kullanılır duz ve gerekse bulutluluk ve açık hava gıIkıncı bır yontem ıse, güneş kulesl de bı guneş enerjısının sureklılığını engelledenılebılen ve alıcının bır kulenın ustune yen etkenler vardır Bu yonuyle guneş yerleştırıldığı şekıldır Bu durumda, guneenerjısınden enerjı elde etmede depolaşı ızleyecek şekılde sureklı yonlendırllen ma onemlı bır konudur bır dızı yansıtıcının kulenın tepesındeki Genelde elektrık uretımınde kullanılan alıcıya yansıttığı guneş ışığı burada soğuduzeneklerde, altı saatten az bır sure ıçın rularak bır akışkana aktarılabılır guneş yeterlı olmadığında duzeneğı çalışBu yontemde, daha oncekı yonteme gotırmaya yetecek ısı depoları kullanılır re akışkandakı ısı kaçakları çok daha azEğer sure altı saatı geçerse bu durumda dır Kuıedekı alıcıda ısıtılan akışkan, buraek bır enerjı (fosıl yakıt) kaynağına gerek dan aşağı gonderılecek ya hemen başka vardır bır enerjı donuşumunde (soz gelımı elektIsı depolama ıçın bırkaç yontem vardır rık enerjısıne) kullanılır ya da bu akışkan Bunlardan bırı, bır katı ya da sıvının sıcakIçindekı enerjı daha sonra kullanılmak lığını yukselterek enerjı depolamadır kı, G uneş enerıısı, yaygın olarak bulunan, ısı ve elektriğe donuşturulerek kullanılabılen tukenmez ve temız bır enerjıdir Guneş enerjisinden yararlanmada bugun değışık uygulamalar gelıştırılmıştır Bu uygulamalardan bırı de, guneş enerjısınden yuksek sıcaklıkta ısı enerjısı elde etme ve bunu gerek endustrıde gerekse elektrık elde etmede kullanmaktır Bu amaca yonelık olarak bugun Ispanya, Italya. Japonya, Fransa ve ABD de kurulmuş merkezler bulunmakta, ayrıca bunların benzerlerı ya da daha buyuklerı de ABD, SSCB, Israil, Guney Amerıka ve Asya ulkelerınde gelıştırılmektedır Guneş enerjısının ısı enerjısıne donuşturulmesı, ısı aktarımı olarak bılınen olgu ıle olur Guneş ışığı bır alıcı yuzeyınde soğurulur ve boylece elde edılen ısı enerjısı hava, su, yağ, ergımış tuz gıbı bır akışkana aktarılır Bu yontemle elde edılebılecek en yuksek sıcaklık, soğurulan guneş ışığının şıddetıne, yoğuşturma oranına (alıcı yuzeyıne ne derecede ışık yoğunlaştırabıldığımıze) akışkandan dışarı ısı kaçaklarını nederece azaltabıldığımıze bağlıdır pratıkte en çok bu yöntem kullanılır Başka yontemler, gizıl ısılardan yararlanmak (ergıme, buharlaştırma ya da evre donuşumlerınde ortaya çıkan ısı), tersınır kımyasal tepkımelerden yararlanmak, akulerden yararlanmak, sıkıştırılmış havadan yararlanmak buyuk volanların donme hız enerjılerınden yararlanmak, yuksek depolara su pompalamadan yararlanmakvbg Yukarıda sozu edılen guneş enerjısı duzeneklerınde en çok ıkı tur ısı depolama yontemı kullanılır Bunlar Sıcak ve soğuk akışkanı depolamak ıçın ayrı depolar, sıcaklık gradıentı olan tek bır depo Oepolanan ısı enerjısı, ıstendığınde bır ısı değıştırıcısı aracılığıyla depodakı sıcak akışkandan çalışma akışkanına aktarılır Sıcak ve soğuk ayrı ıkı depo kullanıldığında, her depodakı akışkan bellı blr sıcaklıkta tutulur depodan ısı enerjısı alındığında ya da verıldığınde akışkan mıktarı değışır Bu yontem, tek bır depoya kıyasla ısı duzensızlıklerıne daha az duyarlıdır, ancak daha pahalıdır Tek bır depo kullanıldığında da depodakı ısıl gradıentm (depo boyunca duzgun bir sıcaklık değışımı) sağlanmasında bazı guçlukler vardır Depo ıçıne yuksek ısınmaısılı katı malzeme de konulabılır Bu durumda depoda kullanılacak sıvı hacmı de azalmış olur, ayrıca sıcak ve soğuk maddelerın karışıEurellot (halya) Yansıbctlar Toplam sayı Heryansılıcı yuzeyı (m") Yansıtıcılık(%) Alıcı Türu Kovuk açıkhgının bıçımı Alıcının dış bıçıml Alıcıdakı akışkan Çıkıştakı akışkan sıcaklığı (°C) Dapotama Depo turu Depo akışkanı Depoakışkanı max sıcaklığı Depolama suresı(saat) SantralÇriufi tek depo ergımış tuz sıcak su Ikl depo (sıc + soğ) tuz 70/112* 52/23* 77/85* kovuk çembersel konık su/buhar 512 300 396 93 393 91 CESA1 (lapanya) Isı depolamanın Ikl yolu mı da azaltılmış olur Soz gelımı, ABD'de (Calıfornıa) kurulu "Solar One" adlı guneş enerjısı santralında (10 MWe guç çıkışı ıle dunyanın en buyuk guneş çıftligı santralı 5 alıcıdan gelen aşırı ısıtılmış su buharının bır kısmı bır yağın ısıtılmasında kullanılır Bu ısıtılmış yağ daha sonra, ıçlnde kum ve kaya parçacıklarının bulundugu deponun ustunden aşağı doğru afcıtılır Yağ aşağıya akarken kayalara ısı aktarır Kaya parçacıklarının toplam yuzeylerı haylı buyuk olduğu ıçın deponun ustunden aşağı doğru çok kısa bır. aralıkta kayaların sıcaklığı yağın sıcaklığına erışır Bu duzenekte, depoya ısı verılırken ve depodan ısı alınırken bır mıktar ısı da yıtırılmektedır Guneş enerjısınden yararlanmada bu tur duzenekler kullanıldığında yeterlı bır guç elde etmek ıçın genış bır alan gerekmektedır Yaklaşık her megavvatt ısı gucu içln 6000 m1 alana gereksınım vardır Elektrik enerjısıne donuşum verımı goz onune alındığında 100 MVVe'lık ılk guç santrali 28 x 10 m* alanı kaplar Bu yonuyle, yoğun yerleşım yerlerinde bu tur santrallar kurmak olası değıldir Ancak bırçok ulkenın olduğu gıbı bızım de bol guneşlı ve yerleşım yerı olmayan ve başka amaçla da kullanılmaya elverışII olmayan genış alanlarımız bulunmaktadır Neden bu amaçla kullanmayahm? SSPS (ispanya) Sunshine (Japonya) Themls (Fransa) Solar On« (ABD) Bazı güneş santrallarının kıyaslanması 807 16 88 kovuk çembersel çembersel su 250 201 547 90 1818 393 91 87 kovuk kare duz su/buhar 525 kovuk sekızgen seklzgen sodyum 530 dışa açık kare kupsol tuz 450 sıllndırık su/buhar 516 ıkl depo (sıc t soğ) sodyum beşdepo (bırikımh) basınçlı su 340 35 530 2 249 3 460 5 ıkıdepo (sıc + soğ) tuz yağ/kaya yag CC) 430/410* 05 (MWe) 10 302 4 10 05 10 2025 10 0 * Ikı farklı tür ve buyukluktekı yanaıtıcılar kullanılmiftır Kaynak Amerıca Sclentıst NovemberOacemb«r 1983, F Krelth, R T Meyar 25021