Yenilenebilir Enerji Kaynakları Hepsi Bir Arada

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-21-2012

yenilenebilir enerji kaynakları hepsi bir arada

Yenilenebilir enerji güneş ışığı, rüzgar, yağmur, gel-git ve jeotermal ısı gibi yenilenebilir (doğal olarak yenilenen) doğal kaynaklardan elde edilir

Konuyu daha ayrıntılı incelemeden önce yenilenebilir enerji kaynakları ile ilgili bazı gerçeklere göz atalım:

2006 yılında, küresel enerji tüketiminin yaklaşık yüzde 18’i yenilebilir enerjiden sağlandı, bunun yüzde 13’ü odun yakmak gibi geleneksel biokütlelerden elde edildi

İkinci en yüksek oranlı yenilenebilir enerji kaynağı ise küresel enerji tüketiminin yüzde 3’ünü ve küresel elektrik üretiminin yüzde 15’ini sağlayan hidroelektrikti

Rüzgar gücü yıllık yüzde 30’luk bir oranla büyümektedir, 2008 yılında dünya çapında kurulu kapasitesi 121,000 megavat olup (MW), Avrupa ülkeleri ve ABD’de fazlaca kullanılmaktadı

Güneş panelleri (fotovoltaik) endüstrisinin Yıllık üretimi 2008 yılında 6,900 megavata ulaştı ve fotovoltaik enerji istasyonları Almanya ve İspanya’da yaygındır

Dünyanın en büyük jeotermal enerji kurulumu California’daki 750 megavatlık kapasitesiyle The Geysers’dır

Brezilya dünya üzerindeki en büyük yenilenebilir enerji programlarından birine sahiptir, bunun içinde şeker kamışlarından etanol yakıtı üretimi vardır ve şu an etanol ülkenin otomotiv yakıtının yüzde 18’ini oluşturmaktadır

Etanol yakıtı ABD’de de yaygın şekilde kullanılmaktadır

Kenya, yıllık yaklaşık 30,000 küçük (20-100 vat) güneş enerji sistemleri satışıyla dünya üzerindeki en yüksek ev başına/bireysel güneş enerjisi sistemleri mülkiyetine sahiptir

Çoğu yenilenebilir enerji projesi ve üretimi büyük ölçekli olsa da, yenilebilir enerji teknolojileri ayrıca çoğu zaman kırsal ve uzak alanlarda olan, enerjinin kalkınma için gerekli olduğu küçük off-grid uygulamalarda (kamu tesislerine bağlı olmayan kendi kendine enerji sağlayabilen tesisler) da kullanılabilir

Bazı yenilenebilir enerji teknolojileri kesintili olduklarından ve göze hoş gözükmediklerinden dolayı eleştirilmektedir; ancak yine de yenilenebilir enerji pazarı büyümeye devam etmektedir

İklim değişiklerine yönelik endişelerle birlikte yüksek petrol fiyatları ve giderek artan hükümet desteği artan yenilenebilir enerji yasalarının ortaya çıkmasına, insiyatiflere ve ticarileşmeye yol açmaktadır

Yeni hükümet harcamaları, düzenlemeleri ve politikaları bu endüstrinin diğer sektörlere göre 2009 yılı ekonomik kriziyle çok daha başarılı şekilde başa çıkmasını sağlayacaktır

Yenilenebilir Enerjinin Kaynakları:

Yenilenebilir enerji teknolojilerinin çoğunluğu güneşten yararlanmaktadır

Dünya-Atmosfer sistemi öyle bir dengededir ki, uzaya yayılan ısı radyasyonu gelen güneş radyasyonuna eşittir

Dünya-Atmosfer sistemi içerisinde elde edilen enerji seviyesi kısaca Dünya’nın “iklimi” olarak tanımlanabilir

Hidrosfer (su) gelen radyasyonun büyük bir kısmını emer

Radyasyonun çoğunluğu ekvator üstünde veya yakınındaki bölgelerde emilir; ancak bu enerji dünyaya rüzgarlar ve okyanus akıntıları biçimde yayılır

Dalga hareketi, atmosfer ve okyanus arasındaki mekanik enerjiyi rüzgar gerilmesiyle aktarma sürecinde önemli bir rol oynayabilir

Güneş enerjisi de hidroelektrik projeleriyle çıkan yağışın dağıtılmasından ve biyoyakıt üretmek için kullanılan bitkilerin büyütülmesinden sorumludur

Yenilebilir enerji güneş ışığı, rüzgar, gel-git ve jeotermal ısı gibi doğal fenomenleri gerektirir; bunu Uluslararası Enerji Ajansı şöyle açıklamaktadır:

Yenilenebilir enerji sürekli olarak yenilenen doğal süreçlerden elde edilir

Çeşitli biçimlerinde, doğrudan güneşten ya da dünyanın derinliklerinde oluşan ısıdan elde edilir

Tanımına güneş, rüzgar, okyanus, hidrogüç, biyokütle, jeotermal kaynaklardan elde edilen elektrik ve ısı ve yenilenebilir kaynaklardan elde edilen biyoyakıtlar ve hidrojen de dahil edilir

Bu kaynaklarının her birinin nasıl ve nerede kullanılabileceklerini etkileyen biricik özellikleri vardır

Rüzgar Enerjisi

Hava akışı, rüzgar türbinlerini çalıştırmak için kullanılabilir

Modern rüzgar türbinleri enerji bakımından 600 kilovattan 5 megavata değişir; ancak 1

5-3 megavat gücündeki türbinler ticari kullanımda en yaygındır; türbinin sağladığı enerji rüzgar hızının küpüdür, böylece rüzgar hızı arttıracak elde edilen enerji miktarı da artar

Açık denizler ve yüksek irtifalı yerler gibi rüzgarların şiddetli ve daha sürekli olduğu yerler rüzgar santralleri için tercih edilir

Tipik kapasite faktörü %20-40’dır ve oranın yüksek olduğu yerler daha çok tercih edilir

Dünya çapında, rüzgar enerjisinin uzun vadeli teknik potansiyelinin şu anki toplam küresel enerji üretiminin beş katına ya da şu anki elektrik talebinin 40 katına eşit olduğuna inanılır

Bu özellikle daha fazla rüzgar kaynağına sahip olan yerlerde rüzgar türbinleri için fazla miktarda alanın kullanılmasına neden olabilir

Açık deniz kaynaklarında elde edilen deneyim rüzgar hızlarının karaya göre yaklaşık %90 fazla olduğunu gösterir, bu nedenle açık deniz kaynakları daha fazla enerji katkısında bulunur

Bu sayı ayrıca yüksek irtifalı kara merkezli yerlere ya da hava kökenli rüzgar türbinlerine göre artar

Rüzgar gücü yenilenebilirdir ve karbondioksit ve metan gazları gibi sera gazları üretmez

Hidroelektrik Enerjisi:

Sudaki enerji (kinetik enerji, ısı farklılığı ya da tuzluluk oranları biçiminde) kullanılabilir

Su havadan 800 kat daha yoğun olduğundan, yavaş akan bir akarsu ya da denizin düşük oranda kabarması, büyük miktarlarda enerji üretebilir

Su enerjisinin birçok çeşidi vardır:

* Hidroelektrik enerjisi büyük-ölçekli hidroelektrik barajları için kullanılan bir terimdir

Örnek olarak Washington eyaletindeki Grand Coulee Barajı ya da Gana’daki Akosombo Barajı’nı gösterebiliriz

* Mikro hidro sistemleri genel olarak 100 kilovataa kadar enerji üreten hidroelektrik gücü kurulumlarıdır

Çoğunlukla suyun bol oduğu yerlerde Uzak Alan Enerji Kaynağı olarak kullanılırlar

Dünya çapında Soloman Adaları’nda yaklaşık 50 kilovat sağlayan birçok kurulumu vardır

* Barajsız hidro sistemleri baraj kullanmadan akarsulardan ve okyanuslardan kinetik enerji elde eder

* Okyanus enerjisi okyanuslardan ve denizlerden enerji sağlayan tüm teknolojiler için kullanılır:

o Deniz akıntısı enerjisi

Gel-git akıntısı enerjisi gibi, deniz akıntılarının kinetik enerjisini kullanır

o Okyanus termal enerji dönüşümü (Ocean thermal energy conversion – OTEC) okyanus sıcak yüzeyiyle derinliklerinin arasındaki ısı farkını kullanır

Bunun için soğutma çevrimi kullanır

OTEC büyük ölçekli olarak alan testine tabi tutulmamıştır

o Gel-git enerjisi gelgitlerden enerji elde eder

o Dalga enerjisi dalgalardaki enerjiyi kullanır

Dalga enerjisi makineleri çoğunlukla hareket eden ya da bir noktaya bağlı olan su yüzeyinde duran ya da doğal batmayan yapılar şeklindedir

* Osmotik/geçişimli enerji ya da tuzluluk oranı enerjisi deniz suyu ve akarsuların tuzluluk yoğunluğu arasındaki farktan elde edilir

Ters elektrodiyaliz araştırma ve test etme aşamasındadır

* Girdap enerjisi, enerji kullanımında kullanılan girdapları oluşturmak için akarsulara engeller koyarak elde edilir

Güneş Enerjisi:

Bu bağlamda güneş enerjisi güneşten toplanan enerjidir

Güneş enerjisi birçok şekilde uygulanabilir, bunlar içerisinde aşağıdakiler vardır:

* Fotovoltaik güneş pilleri kullanarak elektrik üretme

* Yoğunlaştırıcı güneş enerjisi kullanarak elektrik üretme

* Güneş tırmanma kulesi içindeki türbinleri döndüren hapsolan havayı ısıtarak elektrik üretme

* Güneş termal panelleri kullanarak ev içi sıcak su ve hava ısıtma için havayı ya da suyu ısıtma

* Pasif güneş binaları dizaynlarıyla binaları doğrudan ısıtma

* Güneş fırınlarıyla gıda ürünlerini ısıtma

* Güneş enerjisiyle havalandırma

Sıvı Biyo Yakıt:

Bitkiler büyümek ve biokütle üretmek için fotosentez yaparlar

Biomadde olarak da bilinen biokütle doğrudan yakıt olarak ya da bioyakıtlar üretmek için kullanılabilir

Tarımsal olarak üretilen biodizel, etanol ya da bagas (çoğunluk şeker kamışı üretiminin yan bir ürünüdür) gibi biokütle yakıtlar içten yanmalı motorlarda ya da buhar kazanlarına yakılabilir

Genel olarak bioyakıt içinde depolanan kimyasal enerjiyi salmak için yakılır

Bioyakıtları ve diğer yakıtları elektrik üreten yakıt hücrelerine daha etkili dönüştürmek yaygın olarak görülen bir çalışma alanıdır

Sıvı biyoyakıt genellikle etanol yakıtı gibi bir bioalkoldür ya da biodizel ya da yakıt olarak kullanılan bitkisel yağ gibi bir yağdır

Biodizel motora yapılan çok az ya da hiç değişiklikle modern dizel araçlarda kullanılabilir

Bu atıklardan, sızma bitkisel ya da hayvansal yağ ya da yağlarda (lipit) elde edilebilir

Sızma bitkisel yağlar değiştirilmiş dizel motorlarda kullanılabilir

Dizel motor aslen fosil yakıt yerine bitkisel yağ kullanması için tasarlanmıştı

Biodizelin çok büyük bir yararı karbondioksit emisyonlarının azalmasıdır; çünkü biokütlenin büyüme aşaması boyunca yayılan tüm karbon hapsedilmişti

Biodizel kullanımı ayrıca karbon monoksit ve diğer kirleticilerin emisyonunu yüzde 20 ila 40 oranında azaltmaktadır

Bazı bölgelerde içten yanmalı motorlarda ve yakıt hücrelerinde kullanılan bir sıvı olan etanol (tahıl alkolü olarak da bilinir) üretmek için özel olarak mısır, mısır sapı, şeker pancarı yetiştirilmektedir

Etanol şu anki enerji altyapısına uygun olarak aşamalara ayrılır

E85 tüketicilere satılan %85 etanol ve %15 benzinden oluşan bir yakıttır

Bioetanole alternatif olarak biobutanol geliştirilmektedir

Bir diğer bioyakıt kaynağı tatlı sorgumdur

Aynı üründen hem gıda hem de yakıt elde edilebilir

Bazı araştırmalar tatlı sorgumdan üretiminde ve uygulamasında kullanılandan çok daha fazla enerji elde edildiğini göstermektedir

10-21-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Yenilenebilir Enerji Kaynakları Hepsi Bir Arada yenilenebilir enerji kaynakları hepsi bir arada Yenilenebilir enerji güneş ışığı, rüzgar, yağmur, gel-git ve jeotermal ısı gibi yenilenebilir (doğal olarak yenilenen) doğal kaynaklardan elde edilir Konuyu daha ayrıntılı incelemeden önce yenilenebilir enerji kaynakları ile ilgili bazı gerçeklere göz atalım: 2006 yılında, küresel enerji tüketiminin yaklaşık yüzde 18’i yenilebilir enerjiden sağlandı, bunun yüzde 13’ü odun yakmak gibi geleneksel biokütlelerden elde edildiİkinci en yüksek oranlı yenilenebilir enerji kaynağı ise küresel enerji tüketiminin yüzde 3’ünü ve küresel elektrik üretiminin yüzde 15’ini sağlayan hidroelektrikti Rüzgar gücü yıllık yüzde 30’luk bir oranla büyümektedir, 2008 yılında dünya çapında kurulu kapasitesi 121,000 megavat olup (MW), Avrupa ülkeleri ve ABD’de fazlaca kullanılmaktadıGüneş panelleri (fotovoltaik) endüstrisinin Yıllık üretimi 2008 yılında 6,900 megavata ulaştı ve fotovoltaik enerji istasyonları Almanya ve İspanya’da yaygındır Dünyanın en büyük jeotermal enerji kurulumu California’daki 750 megavatlık kapasitesiyle The Geysers’dır Brezilya dünya üzerindeki en büyük yenilenebilir enerji programlarından birine sahiptir, bunun içinde şeker kamışlarından etanol yakıtı üretimi vardır ve şu an etanol ülkenin otomotiv yakıtının yüzde 18’ini oluşturmaktadırEtanol yakıtı ABD’de de yaygın şekilde kullanılmaktadır Kenya, yıllık yaklaşık 30,000 küçük (20-100 vat) güneş enerji sistemleri satışıyla dünya üzerindeki en yüksek ev başına/bireysel güneş enerjisi sistemleri mülkiyetine sahiptir Çoğu yenilenebilir enerji projesi ve üretimi büyük ölçekli olsa da, yenilebilir enerji teknolojileri ayrıca çoğu zaman kırsal ve uzak alanlarda olan, enerjinin kalkınma için gerekli olduğu küçük off-grid uygulamalarda (kamu tesislerine bağlı olmayan kendi kendine enerji sağlayabilen tesisler) da kullanılabilir Bazı yenilenebilir enerji teknolojileri kesintili olduklarından ve göze hoş gözükmediklerinden dolayı eleştirilmektedir; ancak yine de yenilenebilir enerji pazarı büyümeye devam etmektedir İklim değişiklerine yönelik endişelerle birlikte yüksek petrol fiyatları ve giderek artan hükümet desteği artan yenilenebilir enerji yasalarının ortaya çıkmasına, insiyatiflere ve ticarileşmeye yol açmaktadır Yeni hükümet harcamaları, düzenlemeleri ve politikaları bu endüstrinin diğer sektörlere göre 2009 yılı ekonomik kriziyle çok daha başarılı şekilde başa çıkmasını sağlayacaktır Yenilenebilir Enerjinin Kaynakları: Yenilenebilir enerji teknolojilerinin çoğunluğu güneşten yararlanmaktadır Dünya-Atmosfer sistemi öyle bir dengededir ki, uzaya yayılan ısı radyasyonu gelen güneş radyasyonuna eşittir Dünya-Atmosfer sistemi içerisinde elde edilen enerji seviyesi kısaca Dünya’nın “iklimi” olarak tanımlanabilir Hidrosfer (su) gelen radyasyonun büyük bir kısmını emer Radyasyonun çoğunluğu ekvator üstünde veya yakınındaki bölgelerde emilir; ancak bu enerji dünyaya rüzgarlar ve okyanus akıntıları biçimde yayılır Dalga hareketi, atmosfer ve okyanus arasındaki mekanik enerjiyi rüzgar gerilmesiyle aktarma sürecinde önemli bir rol oynayabilir Güneş enerjisi de hidroelektrik projeleriyle çıkan yağışın dağıtılmasından ve biyoyakıt üretmek için kullanılan bitkilerin büyütülmesinden sorumludur Yenilebilir enerji güneş ışığı, rüzgar, gel-git ve jeotermal ısı gibi doğal fenomenleri gerektirir; bunu Uluslararası Enerji Ajansı şöyle açıklamaktadır: Yenilenebilir enerji sürekli olarak yenilenen doğal süreçlerden elde edilir Çeşitli biçimlerinde, doğrudan güneşten ya da dünyanın derinliklerinde oluşan ısıdan elde edilir Tanımına güneş, rüzgar, okyanus, hidrogüç, biyokütle, jeotermal kaynaklardan elde edilen elektrik ve ısı ve yenilenebilir kaynaklardan elde edilen biyoyakıtlar ve hidrojen de dahil edilir Bu kaynaklarının her birinin nasıl ve nerede kullanılabileceklerini etkileyen biricik özellikleri vardır Rüzgar Enerjisi Hava akışı, rüzgar türbinlerini çalıştırmak için kullanılabilir Modern rüzgar türbinleri enerji bakımından 600 kilovattan 5 megavata değişir; ancak 15-3 megavat gücündeki türbinler ticari kullanımda en yaygındır; türbinin sağladığı enerji rüzgar hızının küpüdür, böylece rüzgar hızı arttıracak elde edilen enerji miktarı da artar Açık denizler ve yüksek irtifalı yerler gibi rüzgarların şiddetli ve daha sürekli olduğu yerler rüzgar santralleri için tercih edilir Tipik kapasite faktörü %20-40’dır ve oranın yüksek olduğu yerler daha çok tercih edilir Dünya çapında, rüzgar enerjisinin uzun vadeli teknik potansiyelinin şu anki toplam küresel enerji üretiminin beş katına ya da şu anki elektrik talebinin 40 katına eşit olduğuna inanılır Bu özellikle daha fazla rüzgar kaynağına sahip olan yerlerde rüzgar türbinleri için fazla miktarda alanın kullanılmasına neden olabilir Açık deniz kaynaklarında elde edilen deneyim rüzgar hızlarının karaya göre yaklaşık %90 fazla olduğunu gösterir, bu nedenle açık deniz kaynakları daha fazla enerji katkısında bulunur Bu sayı ayrıca yüksek irtifalı kara merkezli yerlere ya da hava kökenli rüzgar türbinlerine göre artar Rüzgar gücü yenilenebilirdir ve karbondioksit ve metan gazları gibi sera gazları üretmez Hidroelektrik Enerjisi: Sudaki enerji (kinetik enerji, ısı farklılığı ya da tuzluluk oranları biçiminde) kullanılabilir Su havadan 800 kat daha yoğun olduğundan, yavaş akan bir akarsu ya da denizin düşük oranda kabarması, büyük miktarlarda enerji üretebilir Su enerjisinin birçok çeşidi vardır: * Hidroelektrik enerjisi büyük-ölçekli hidroelektrik barajları için kullanılan bir terimdir Örnek olarak Washington eyaletindeki Grand Coulee Barajı ya da Gana’daki Akosombo Barajı’nı gösterebiliriz * Mikro hidro sistemleri genel olarak 100 kilovataa kadar enerji üreten hidroelektrik gücü kurulumlarıdır Çoğunlukla suyun bol oduğu yerlerde Uzak Alan Enerji Kaynağı olarak kullanılırlar Dünya çapında Soloman Adaları’nda yaklaşık 50 kilovat sağlayan birçok kurulumu vardır * Barajsız hidro sistemleri baraj kullanmadan akarsulardan ve okyanuslardan kinetik enerji elde eder * Okyanus enerjisi okyanuslardan ve denizlerden enerji sağlayan tüm teknolojiler için kullanılır: o Deniz akıntısı enerjisi Gel-git akıntısı enerjisi gibi, deniz akıntılarının kinetik enerjisini kullanır o Okyanus termal enerji dönüşümü (Ocean thermal energy conversion – OTEC) okyanus sıcak yüzeyiyle derinliklerinin arasındaki ısı farkını kullanır Bunun için soğutma çevrimi kullanır OTEC büyük ölçekli olarak alan testine tabi tutulmamıştır o Gel-git enerjisi gelgitlerden enerji elde eder o Dalga enerjisi dalgalardaki enerjiyi kullanır Dalga enerjisi makineleri çoğunlukla hareket eden ya da bir noktaya bağlı olan su yüzeyinde duran ya da doğal batmayan yapılar şeklindedir * Osmotik/geçişimli enerji ya da tuzluluk oranı enerjisi deniz suyu ve akarsuların tuzluluk yoğunluğu arasındaki farktan elde edilir Ters elektrodiyaliz araştırma ve test etme aşamasındadır * Girdap enerjisi, enerji kullanımında kullanılan girdapları oluşturmak için akarsulara engeller koyarak elde edilir Güneş Enerjisi: Bu bağlamda güneş enerjisi güneşten toplanan enerjidir Güneş enerjisi birçok şekilde uygulanabilir, bunlar içerisinde aşağıdakiler vardır: * Fotovoltaik güneş pilleri kullanarak elektrik üretme * Yoğunlaştırıcı güneş enerjisi kullanarak elektrik üretme * Güneş tırmanma kulesi içindeki türbinleri döndüren hapsolan havayı ısıtarak elektrik üretme * Güneş termal panelleri kullanarak ev içi sıcak su ve hava ısıtma için havayı ya da suyu ısıtma * Pasif güneş binaları dizaynlarıyla binaları doğrudan ısıtma * Güneş fırınlarıyla gıda ürünlerini ısıtma * Güneş enerjisiyle havalandırma Sıvı Biyo Yakıt: Bitkiler büyümek ve biokütle üretmek için fotosentez yaparlar Biomadde olarak da bilinen biokütle doğrudan yakıt olarak ya da bioyakıtlar üretmek için kullanılabilir Tarımsal olarak üretilen biodizel, etanol ya da bagas (çoğunluk şeker kamışı üretiminin yan bir ürünüdür) gibi biokütle yakıtlar içten yanmalı motorlarda ya da buhar kazanlarına yakılabilir Genel olarak bioyakıt içinde depolanan kimyasal enerjiyi salmak için yakılır Bioyakıtları ve diğer yakıtları elektrik üreten yakıt hücrelerine daha etkili dönüştürmek yaygın olarak görülen bir çalışma alanıdır Sıvı biyoyakıt genellikle etanol yakıtı gibi bir bioalkoldür ya da biodizel ya da yakıt olarak kullanılan bitkisel yağ gibi bir yağdır Biodizel motora yapılan çok az ya da hiç değişiklikle modern dizel araçlarda kullanılabilir Bu atıklardan, sızma bitkisel ya da hayvansal yağ ya da yağlarda (lipit) elde edilebilir Sızma bitkisel yağlar değiştirilmiş dizel motorlarda kullanılabilir Dizel motor aslen fosil yakıt yerine bitkisel yağ kullanması için tasarlanmıştı Biodizelin çok büyük bir yararı karbondioksit emisyonlarının azalmasıdır; çünkü biokütlenin büyüme aşaması boyunca yayılan tüm karbon hapsedilmişti Biodizel kullanımı ayrıca karbon monoksit ve diğer kirleticilerin emisyonunu yüzde 20 ila 40 oranında azaltmaktadır Bazı bölgelerde içten yanmalı motorlarda ve yakıt hücrelerinde kullanılan bir sıvı olan etanol (tahıl alkolü olarak da bilinir) üretmek için özel olarak mısır, mısır sapı, şeker pancarı yetiştirilmektedir Etanol şu anki enerji altyapısına uygun olarak aşamalara ayrılır E85 tüketicilere satılan %85 etanol ve %15 benzinden oluşan bir yakıttır Bioetanole alternatif olarak biobutanol geliştirilmektedir Bir diğer bioyakıt kaynağı tatlı sorgumdur Aynı üründen hem gıda hem de yakıt elde edilebilir Bazı araştırmalar tatlı sorgumdan üretiminde ve uygulamasında kullanılandan çok daha fazla enerji elde edildiğini göstermektedir