Yenilenebilir Enerji

Yenilenebilir Enerji, sürekli devam eden doğal süreçlerdeki var olan enerji akışından elde edilen enerjidir. Günümüzde küresel enerjinin yüzde 80’i fosil yakıtlardan elde ediliyor. Yenilenebilir enerji kaynakları kömür, petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmada en önemli rolü üstlenmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaları Güneş, Rüzgar, Biyokütle, Jeotermal, Hidrolik, Hidrojen ve Okyanus Enerjisi (Dalga ve Gel-Git) olarak sıralanabilir. Güneş, su, rüzgar,dalga gibi kendileri bitmeden diğer enerji kaynaklarının üretiminde kullanılan kaynaklara yenilenebilir enerji kaynakları diyebiliriz basitçe. Yenilenebilir enerji kaynakları doğal kaynaklardan sağlanır ve sürdürülebilirliği mümkün olan enerjilerdir. Yenilenebilir enerji kaynakları, fosil enerji kaynakları gibi zamanla bitmez, tükenmez. Kömür, petrol, doğalgaz gibi kaynaklarımız yenilenemez enerjilere örnektirler.

Güneş, güneş sisteminde bulunan tüm gezegenler için enerji kaynağıdır. Özellikle dünyamızda yaşayan tüm canlılar için vazgeçilmez bir kaynaktır. Özellikle yaz aylarında kullanımının vermiş olduğu pratiklik ve elektrik faturalarında sağladığı büyük düşüşlerle güneş panelleri günümüzde en önemli yenilenebilir enerji kaynakları arasında ilk sıralarda yer almaktadır. Şehir ve köylerdeki evlerin çatılarında sıkça rastladığımız güneş panelleri ile su ısıtılabilir, evin sıcak su ihtiyacı karşılanabilir ya da sıcak su, evin ısıtma tesisatına verilerek ısınma ihtiyacının karşılanmasında kullanılabilir. Güneş enerjisi teknolojileri güneş ışınlarını toplayarak ısı veya elektrik üretimini sağlamaktadırlar. Güneş enerjisi ışık, ısı ve elektrik şeklinde değerlendirilmektedir. Güneş enerjisi sistemleri toplanan enerjiyi direk olarak elektriğe dönüştürmektedir ve bina çatılarına, cihazlara, arabalara yerleştirilebilir. Konsantre güneş enerjisi santralleri ayna ve lens düzenekleri ile güneş ışınımlarını nispeten küçük bir alana yansıtma esasına göre çalışarak elektrik veya ısı üretimi için kullanılabilir.

Rüzgar enerjisinin kaynağı aslında güneş enerjisidir. Güneş enerjisi karaları ve denizleri aynı oranda ısıtmadığından oluşan basınç farkı rüzgarı meydana getirir. Rüzgarın etkisinin fazla hissedildiği bölgelere kurulan rüzgar tribünleri rüzgarın var olan kinetik enerjisini önce mekanik enerjiye, daha sonra elektrik enerjisine dönüştürür. Rüzgârdan elde edilen enerji rüzgarın o anki hızına ve esme süresine bağlıdır. Rüzgâr enerjisi günümüzde Dünya’nın elektrik ihtiyacının %2’sini karşılamaktadır. Rüzgâr tribünü teknolojilerinin diğer elektrik üretimi teknikleriyle kıyasla çevreye zararlı etkisi çok azdır.

Bu enerji çeşidi tükenmez bir kaynaktır, her yerde elde edilebilir, özellikle kırsal alanlar için sosyo-ekonomik gelişmelere yardımcı olması nedeniyle uygun ve önemli bir enerji kaynağı olarak görülmektedir. Biyokütle için mısır, buğday gibi özel olarak yetiştirilen bitkiler, otlar, yosunlar, denizdeki algler, hayvan dışkıları, gübre ve sanayi atıkları, evlerden atılan tüm organik çöpler (meyve ve sebze artıkları) kaynak oluşturmaktadır. Fosil yakıtların (kömür vb) tükenmesi ve yarattığı çevre kirliliğine karşın, biyokütle kullanımı enerji sorununu çözmek için giderek önem kazanmaktadır.

Jeotermal, yer ısısı anlamına gelmektedir. Doğa olayları ve özellikle yağışlar sonucu oluşan sular yer kabuğu çatlaklarından magma tabakasına ulaşır. Magma tabakasındaki bu ısınan sular sıcak su ve buhar olarak yeryüzüne ulaşır. Yeryüzüne ulaşan bu su ve buhar tribünler sayesinde birçok enerji türüne dönüştürülebilir. Genel olarak baktığımızda yer kabuğunda depolanmakta olan ısıl enerji, jeotermal enerjiyi oluşturmaktadır.Yeryüzüne çıkarılan bu enerji kurulan elektrik santralleriyle elektrik enerjisine dönüştürülür. Ayrıca ev ve iş yerlerinde kullanılan merkezi ısıtma ve soğutma sistemlerinde, hastaların tercih ettiği birçok fizik tedavi merkezinde ve turistik merkezlerde de kullanılabilirler.

Hidroelektrik enerjinin temelinde, akan suyun enerjisini kullanmak ve bu enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek vardır. Hidroelektrik enerji santralleri yenilenebilirdir. Doğa için temiz bir enerji kaynağı konumundadırlar. Yükseltinin fazla olduğu yerlerde suyun akış hızı fazla olacağından, bu santraller bu bölgelerde daha kullanışlı olacaklardır. Hidroelektrik santrallerde akan suyun enerjisi baz alındığından balıkçılığı geliştirmede, ulaşımı kolaylaştırmada, sulamada ve en çok da enerji üretiminde kullanılmaktadır.

Günümüzde kullanılmakta olan teknoloji ve üretim zorluğu nedeni ile kullanımı henüz çok yaygın değildir. Ancak teknolojinin ilerlemesi ile birlikte temiz bir enerji kaynağı olarak dünyanın enerji ihtiyacını karşılamada en önemli adaylardan biridir. Gelecekte elektrik, ısı ve yakıt pili üretiminde hidrojen enerjisinin kullanılacağından bahsedebiliriz.

Okyanusları aslında iki ayrı enerji kaynağı olarak düşünebilir. İlki güneş ısısına bağlı termal enerji, ikincisi ise dalgalardan ve gel-gitlerden beslenen mekanik enerjidir. Dünyanın yüzeysel olarak %70’lik bölümünü kaplayan okyanuslar aynı zamanda, dünyanın en büyük güneş toplayıcılarını da oluştururlar. Okyanusların yüzeyindeki fazla ısına su ile derinlerdeki serin suların sıcaklık farkı, doğal bir termal enerji oluşturur. Yeterince yararlanılabildiği takdirde, bu enerjinin küçük bir bölümü bile tüm dünyanın enerji ihtiyacını karşılamaya yeterlidir.

Bataryalar yüksek özgül enerji yoğunluğu, hafıza etkisi olmaması, düşük kendi kendine deşarj oranı ve uzun çevrim ömrü gibi avantajlarının tümünü içeren teknolojilerdir. Katot, anot ve elektrolitten oluşan tipik bir batarya hücresi içindeki elektrokimyasal reaksiyon ile elektrik enerjisi sağlamaktadır. Deşarj sırasında hareket halindeki iyonlar anottan salınır, elektrolit boyunca ilerler ve katoda geçiş sağlarlar ve batarya sistemleri bu prensipte çalışmaktadır. Şarj sırasında, katotta meydana gelen oksidasyon reaksiyonlarından sonra yüklü iyonlar anot içinde toplanır. Kurşun-asit piller, Li-iyon piller, çinko-hibrit piller, sodyum-sülfür piller ve redoks akışkan bataryalar elektrokimyasal enerji depolama sistemleri arasında yer alan farklı pil türleri olarak bilinmektedir. Batarya teknolojileri kapsamında elektrik enerjisinin depolanması için simetrik-asimetrik, esnek-esnek olmayan yüksek performanslı bataryalar geliştirilebilmektedir.