Sürdürülebilir Enerji İçin Termal Pillerden Nasıl Faydalanabiliriz?

Zaman zaman küresel iklim değişikliğine ve en önemli çözüm yollarından birinin bilimsel veriler ışığında yenilenebilir enerji kaynaklarına ağırlık vermek olduğuna değiniyorum. Fosil yakıtlardan ne kadar çabuk vazgeçersek insanlığın geleceği için o kadar değerli adımlar atacağımıza inanıyorum. Dünyanın birçok farklı noktasında da bu yönde bir eğilim olduğunu görmek umut verici. Bugün dünya genelinde elektrik üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının payı %30’u aşmış durumda ve her geçen yıl bu oran artmaya devam ediyor.

Ancak tüm bu olumlu gelişmelere rağmen sürdürülebilirlik için yenilenebilir enerji kaynaklarının verimli kullanımı konusunda çeşitli eksiklikler olduğunu söylemek mümkün. Geçmişte en önemli sorun ilk yatırım maliyetlerinin yüksekliği olarak görülse de yıllar içinde bu teknolojiler gelişip ucuzladıkça maliyetler daha uygun oranlara geldi. Günümüzde yenilenebilir enerjinin karşı karşıya olduğu en önemli sorun ise kanaatimce verimlilik.

Temiz enerji üretimi hemen her zaman bölgesel iklime bağlı olduğu için üretim zaman zaman dalgalanabiliyor. Örneğin rüzgar türbinleri, rüzgar etkili şekilde estikçe sorun yaşamadan hep birlikte çalışarak üretim gerçekleştirebiliyor. Bu da tam kapasite üretimi beraberinde getiriyor. Ancak zaman zaman rüzgar istenen güçte esmediğinde türbinler beklenen performansı sunamıyor ve haliyle üretim düşebiliyor.

Bu da bizi önemli bir sorunla karşı karşıya getiriyor. Zaman zaman üretim performansı dalgalanması yaşanabildiği için doğrudan bu tesislerden beslenen bölgelerde elektrik ihtiyacı karşılanırken sorunlarla karşılaşılabiliyor. Ayrıca üretimin aksine çeşitli dönemlerde tüketimde de dalgalanmalar görülebiliyor. Yani yenilenebilir enerji tesisi tam kapasite çalışırken ve talep beklenen oranlardayken bir sorun olmasa da dönem dönem enerji talebi artabiliyor ya da azalabiliyor. Talebin dalgalı olduğu bu tip dönemler için de enerjinin verimli kullanılması mutlak önem taşıyor.

Özellikle talebin düşük olduğu dönemlerde üretim olağan şekilde devam ediyorsa elde edilen enerji sistemde karşılık bulamadığı için kayıplarla karşılaşılabiliyor. Yani enerji verimli kullanılamıyor ve kaynaklar israf ediliyor. Bu da maliyetleri artırıp verimliliği düşürüyor. Üretim azlığında ihtiyacı karşılamak, talep azlığında ise üretimi verimli kılmak için ihtiyaç duyulan yol ise tabii ki enerji depolama.

Enerjinin daha sonra kullanılmak üzere depolanması, yenilenebilir enerji kaynaklarının süreklilik arz etmeyebilen yapısına ve talebin düştüğü dönemlere karşı iki yönlü önlem alınabilmesini sağlar. Temel olarak üretimin yüksek ama talebin az olduğu dönemlerde üretim fazlası enerji sistemde depolanır. Üretimde dalgalanmalar yaşandığında ya da olağandan fazla talep olduğunda da sisteme bağlı tüketimin zarar görmemesi için depolanan enerji kullanılır. Böylece şebekeye dengeli ve düzenli enerji sağlanmış olur.

Enerjinin Depolanması İçin Pillerden Yararlanılıyor

Günümüzde yenilenebilir enerji alanında yapılan çalışmaların bir kısmı, verimli enerji depolama çözümlerine odaklanmış durumda. Geliştirilen yüksek hacimli piller de bu çözümlerin başında geliyor. Klasik piller ve aküler, israf edilecek enerjinin belli bir kısmını yakalayarak depolar ve ihtiyaç anında bu enerjinin kullanılmasına imkan tanır. Bu depolama araçları da hem enerji santrallerinde hem de tüketici noktalarında görev alabilir.

Enerji depolama pilleri sayesinde dalgalanmalara karşı şebekenin aksamaması sağlanabilir, üretim fazlası enerji daha sonra kullanılmak üzere saklanabilir, enerji ihtiyacı karşısında ne kadar stok olduğu ölçülebilir. Ancak bu sürecin çok daha verimli olması için enerji depolama sistemlerinin yani pillerin çok daha gelişmiş olması gerekiyor. Çünkü mevcut seçeneklerde belli oranlarda enerji kayıpları yaşanabiliyor. Bu kayıpların önüne geçmek ve daha çok enerji depolamak için geliştirilen çözümlerden birisi ise termal enerji pilleri.

Daha verimli, daha düşük maliyetli ve daha güvenli enerji depolama çözümünün bir sonucu olarak sunulan termal pil, termal akümülatör olarak da adlandırılır. Kaynaktan gelen enerjiyi ısı şeklinde depolama prensibiyle çalışır. Genellikle ısı transfer akışında suyun kullanıldığı bu sistemde enerji ısıya dönüştürülür ve bu ısı muhafaza edilerek enerji depolanır. İhtiyaç anında ise deşarj işlemiyle bu enerji geri kazanılarak serbest bırakılır. Yani fiziksel durum değiştirme ilkesiyle depolanan enerji, ihtiyaç duyulduğunda su veya benzer akışkan bir malzeme aracılığıyla serbest bırakılıp şebekeye aktarılır.

Bu tip depolama sistemlerinin yani termal pillerin avantajları ise en başta enerji verimliliği olarak karşımıza çıkar. Depolama ve geri kazanım sürecinde minimum kayıp yaşandığı için bu süreçteki enerji israfını en düşük seviyeye indirir. Çok yüksek miktarda depolama kabiliyetleri sayesinde de üretimde yaşanabilecek dalgalanmalara karşı şebekenin stabilitesinin korunmasına önemli katkılar sağlar. Pillerin çok uzun ömürlü ve sistemin kurulumunun görece kolay olması da maliyetleri düşürürken güvenilirlik sağlar.

Tüm bu özellikleri sayesinde de termal piller, sürdürülebilir enerji yolculuğunda çok önemli araçlar olarak kabul edilebilir. Tabii bu alanda yapılan yatırımlarla birlikte teknoloji geliştikçe de depolama kapasitesinin daha da artması ve enerji aktarımı sırasında daha da az kayıp yaşanması mümkün görünüyor. Bu da yenilenebilir enerji kaynaklarına olan güveni kaçınılmaz olarak artıracaktır.