Kategori arşivi: Yenilenebilir Enerji

Su altındaki enerji – Gelgit Gücü (Tidal Power)

Büyük su kütlerlerinde bulunan enerji gerçekten muazzam. Su kütlelerinden elektrik üretimi denilince ilk olarak akla Türkiye’nin yenilenebilir enerji lokomatifi olup, bunun yanında Dünya’da hatrı sayılır bir kurulu guce erişmiş olan hidroelektrik santralleri geliyor. Suyun potansiyeli sadece hidro elektrik santralleriyle sınırlı degil tabii ki, gectiğimiz yıl yazdığım bir yazıda, okyanuslarda bulunan gizli enerjiden bahsetmistim. Tahmin edilebileceği gibi bu yazımda büyük su kütlelerinde gizlenen başka bir potansiyelden bahsedeceğim. Denizlerin, okyanusların dibinde büyük bir potansiyel barındıran su altı akıntılarından elde edilen güç literatüre gelgit gücü (tidal power) olarak geçmiştir.

Gelgit gücünden birkaç farklı şekilde enerji elde edilmektedir, geçtigimiz yillara kadar en popüler uygulama, gelgit döngüsündeki ‘gel’ hadisesinden hareketlenen su kütlesini bir rezervuarda biriktirip, ‘git’ aralığındaki ihtiyaç halinde basit hidroelektrik mekanizmasıyla elektrik üretimiydi. Ancak, benim geleceğini en parlak gördüğüm yöntem rüzgar enerjisiyle benzer üretim yöntemini taşıyan üç kanatlı türbinle enerji üretimidir. Gelgit enerjisinden elde edilen güç calışma prensibi olarak rüzgar enerjisinden elde edilen güce çok benzerdir, üç kanatli türbinler hava akıntısıyla (rüzgar) çarpışmak yerine bu sefer su akıntılarıyla çarpışmaktadır.

Gerekli görselleri, videolari incelemek isteyen ‘tidal power’ olarak arattığı taktirde bu teknolojinin inceliklerini ve mühendisliğini anlayacağı güzel kaynaklara erişecektir. Benim bu yazımdaki amacım bu işin teknolojisinden daha çok pratikte uygulanırlığını aktarmak. Anlamlandıramadığım bir sebeple, Dalga enerjisi (Wave Power) uzun yıllardır üzerinde araştırmalar yapılan, milyonlarca dolar harcanan bir teknoloji, açık söylemek gerekirse benim çok umut bagladigim bir teknoloji degil. Bunca yıldır üzerinde yapılan arastırmalara rağmen pratikte gelinen noktalara bakarsak, dalga enerjisinin test aşamaları dışında ticari yatırımlarda pay alamadığını gorüyoruz. Bunun nedeni, sektördeki en bilindik yöntem olan süspansiyon sistemini kullanan Palamis gibi güç çeviricilerinde teorideki güç potansiyelinin pratikte çıkan enerjiye yansımamasıdır. Yani 250kW’lık bir dalga konvertörünün rated power’a ulaşması test merkezleri dışında çok gözlenmemiştir.

Gelgit enerjisi icin durum daha iç açıcıdır, yukarıda bahsettigim gibi gelgit sistemi kendisini çoktan kanıtlamış olan rüzgar enerjisi sistemiyle çok benzer bir teoride calıştığı için, çıkan sonuçların ticari yatırımlara dönüşmesi çok zaman almadı. Bunun yanında gelgit enerjisi Ay’ın konumuna bağlı olduğu icin rüzgar ve güneşten daha fazla tahmin edilebilir bir enerji tipi, bu durum yatırımları daha güvenli kiliyor ve tabii ki gelecekte, yatırımcılar icin daha guvenli bir liman olarak ön plana çıkabilir. Birleşik Krallık’daki gelgit enerji potansiyeli, ülke ihtiyacinin yüzde 20’si olarak öngorülüyor.

Atlantis Resources benim bildiğim en büyük gelgit enerjisi gelistiricisidir. İskoçya’da bulunan ve şebekeye bağlı ilk ticari multi-türbin gelgit santrali olma özelliğini taşıyan MayGen Gelgit Santrali’ni Atlantis Resources geliştirmistir. Beş fazdan oluşacak proje tamamlandığında toplam 398MW’lık bir kurulu güce erişecektir. Projenin ilk fazı (1A), 2016 yilinda tamamlandı ve herbiri 1.5MW’dan olusan 4 adet gelgit türbini sebekeye bağlandı. Faz 1B ve Faz 1C’de aynı turbinler fakat geliştirilmiş temeller üzerine oturtulacak, Faz 2 ve Faz 3 daha büyük türbinleri kullanmak üzere planlanıyor, tabi burda ilk amaç güvenli enerjiyi daha ucuza mal etmek.

Dünya genelinde 120GW’a yakın gelgit enerjisi potansiyeli olduğu öngörülüyor. Atlantis’in projeleri MayGen ile sınırlı değil elbette. Anlantis’in MayGen haricindeki planladığı projeler asağıdaki gibidir:

  • Ness of Duncansby; MayGen’in komşusu olacak 100MW’lık proje 2021/22 yıllarında hayata geçirilecek;
  • Portland Bill; Birleşik Krallık’ta planlanan 30MW’lık bir diğer gelgit projesi;
  • Brough Ness; Birleşik Krallık Orkney Adası’nın açıklarına planlanan 100MW’lık proje;
  • Sound of Islay; İskoçya’nın Islay ve Jura adaları arasına planlanan projenin kapasitesi tam olarak belirlenmemiş olsa da gerekli izinlerin tamamı alınmış durumda;
  • The Mull of Galloway; Birleşik Krallık’da bulunan bir başka saha. 2005 yilinda yapilan araştırmada en yüksek potansiyele sahip 10 gelgit sahasından biri olarak not edilmiş olmasına rağmen, gerekli izinler halen alınmadı;
  • Strangford Narrows; Kuzey İrlanda açıklarındaki saha 2009 yılında test sahası olarak kullanıldı. Şebekeye bağlanan ilk tidal türbini bu sahada bulunmaktadır. Ticari santral olarak geliştirilmesi için Atlantic Resources çevre çalışmalarını ilgili makamlara gönderdi.
  • Strangford Lough; Strangford Narrows sahasına komşu bir diğer gelgit sahasıdır. Proje henüz gelistirme aşamasında;
  • Nova Scotia; Kanada’da bulunan saha 2011 yılında test sahası olarak kullanılı Güçlü bir potansiyele sahip olan saha icin çalışmalar sürüyor;
  • Mundra; Hindistan’da bulunan 250MW’lık gelgit santralinin geliştirilmesinde Gujarat Power Corporation Limited (GPCL) ve Atlantis Resources beraber çalışmakta;
  • Indonesian Archipelago; Endonezya’da bulunan 150MW’lık sahanın geliştirilmesinde SBS ve Atlantic Resources beraber çalışmakta.

Azımsanmayacak kadar çok proje üzerinde çalışıyor Atlantis Resources ve tabii ki Atlantis Resources gibi gelgit enerjisi uzerinde çalısan bir çok farkli şirket mevcut. Hidroelektrik santrallerinin Avrupa’daki en büyük gelistiricilerinden biri olan ülkemiz gelgit enerjisine ilgi duyar mi, hali hazirda duyuyor mu ya da ülkemizde kaynak var mı gibi sorular arastırmaya değer sorulardır, zira ortada temiz, güvenilir ve sürdürülebilir bir enerji türü var. Bir ‘babayigit’, yenilenebilir enerji icin de cikar mı dersiniz?

Daha fazla bilgi için: www.atlantisresourcesltd.com

 

Offshore Santrallerinde Yüzer Platform (Floating Foundation)

Türkiye’de yapılması planlanan offshore santral ile ilgili yazılarıma devam ediyorum. Daha önce yayınladığım ilgili yazılarda Türkiye’de offshore santralleri için en uygun temelin yüzer platform olarak belirlendiğinden bahsetmiştim. Bu yazımda yüzer platformlar ile ilgili genel bilgileri ve dünyada operasyonel ilk ve tek yüzer platformlu, şebekeye bağlı offshore santrali olan Hywind santralinden bahsedeceğim.

Nedir bu temel meselesi?

Offshore rüzgar türbini temelini (foundation) rüzgar türbinini deniz yatağına sabitleyen ara yapı olarak tanımlayabiliriz.  Hali hazırda kurulu offshore rüzgar santrallerinde çoğunlukla üç tip temel kullanılır. Bunlar, monopile, jacket ve gravity base tipi temellerdir. Bunların dışında, suction bucket, tripod ve yazımızın konusu olan floating yani yüzer temeller bulunmaktadır.

Bir rüzgar projesinde temel tipinin belirleyen en önemli etken, projenin kurulacağı bölgedeki suyun derinliğidir, bunun yanında deniz yüzeyi yapısı ve kullanılan türbinin fiziksel özellikleri temeli belirlemede etkisi olan değişkenlerdir. Özellikle Avrupa’da derinliği az olan elverişli alanların tükenmeye başlamasıyla, offshore santralleri derin sulara taşıma çalışmaları uzun zamandır sürüyor. Bu sebeple offshore rüzgar enerjisiyle alakalı ar-ge harcamalarının büyük bir kısmı yüzer platformlara ayrılıyor. Uzun yıllardır yapılan çalışmaların ve testlerin sonucunda, yüzer platform üzerine kurulu ilk ticari offshore rüzgar santrali, İskoçya’da Aberdeen açıklarına kuruldu.

Hywind Offshore Ruzgar Santrali

“Dünya’nın gözü bu projede” başlıkları atmayı sever bizim medyamız. Hywind için bu başlık gerçekten atılabilir. Geçtiğimiz Ekim ayında tamamlanan proje Peterhead sahilinin 25km açığında kuruldu. Statoil’in geliştirdiği, Masdar’ın daha sonra ortak olduğu, 5 adet Siemens-Gamesa (SGRE) SWT-6.0-154 rüzgar türbininden oluşan 30MW’lık bu santralde kullanılan spar-buoy tipi yüzer platform, rüzgar türbinlerinin 800m derinliğe kadar kurulumuna imkan veriyor. Hywind’in kurulduğu bölgedeki su derinliği 95 ve 129 metre arasında değişiyor. Konvansiyonel platformların 60m derinliğe kadar kuruluma izin verdiği düşünüldüğünde, bu teknoloji gerçekten devrim niteliğinde. Proje ayni zamanda Statoil’in 1MWh lityum-iyon pili projesi Batwind ile dengelenmiş durumda, yani proje yenilenebilir enerji meraklıları için başlı başına bir cazibe merkezi.

Rüzgar veriminin en yüksek olduğu derin sulara kurulacak santraller maliyeti 40 EUR/MWh fiyatlarına kadar düşürmesi bekleniyor.  Tabi bu amaçlara ulaşmak için yüzer platformların kendini kanıtlaması şart. Ekim ayında elektrik üretimine başladıktan sonra Hywind ile ilgili olan gelişmeler geçtiğimiz Şubat ayında paylaşıldı. Statoil yaptığı açıklamada Hywind’in beklenenden çok daha iyi bir performans sergilediğini, konvansiyonel temeller üzerine kurulu offshore Rüzgar santrallerini baz alarak öngörülen üretim değerlerinin çok üzerine çıktığını açıkladı. Üretim değerlerinden daha da önemlisi rüzgar santralinin bir kaç ciddi fırtınayı ve olumsuz hava koşulunu kusursuz atlatması oldu. Bu süreç içerisinde santralin operasyonu ve bakim-onarımları göz önüne alındığında, herhangi bir sağlık sorunu rapor edilmedi.

İlk gelen veriler çok olumlu, bu durum yüzen platform teknolojisine olan güveni ve ilgiyi iyiden iyiye arttırdı. Offshore rüzgar YEKA’sının detayları açıklanana kadar kullanılacak temel tipini tahmin etmek güç, ancak tahminim ilk santralin kıyıya yakın bir bölgede kurulacağı yönünde. Ancak ilk kurulacak offshore santralde kullanılmayacak olsa bile, yüzer platformlar ülkemizin offshore santrallerinin büyük bir bölümünde kullanılacak temel tipi olacaktır. Daha önce belirttiğim gibi, Statoil önemli offshore rüzgar santrali geliştiricilerinden bir tanesi, önümüzdeki zamanlarda Turkiye’de bir ortaklık yapması ya da offshore YEKA’larinda adinin geçmesi şaşırtıcı olmaz.

Önde gelen offshore rüzgar türbinleri

Önceki yazımda, Türkiye’de yapılması planlanan ilk offshore rüzgar santralini genel bir bakışla değerlendirmiştim. Bu yazımda dünyada onda gelen, kurulumu yapılmış ya da sadece duyurusu yapılmış birkaç offshore rüzgar türbininden bahsedeceğim.

Offshore rüzgar türbini pazarına baktığımızda, liderliğini Siemens-Gamesa’nin yürüttüğü belli başlı türbin modellerini görüyoruz. Kurulu güce dayalı dünya sıralamasını göz önüne aldığımızda sırasıyla Siemens-Gamesa Renewable Energy (SGRE), Mitsubishi Heavy Industries Vestas (MHI Vestas), Senvion, Adwen (Siemens-Gamesa tarafından satın alindi) ve GE (Alstom firmasını satın alıp pazarda ciddi bir yer edindi) firmalarını görmekteyiz. Bunların dışında pazara yeni giren Asya firmaları da mevcut. Pazara yeni giren firmaların hikayeleri ülkemiz açışından örnek alınacak cinsten, ancak bunu başka bir yazıda değerlendireceğim.

Offshore rüzgar türbinleri marketinin açık ara lideri konumunda olan SGRE’nin Türkiye’deki ihalede kazanan türbin üreticisi firma olması şaşırtıcı olmayacaktır, zira global çapta hâlihazırda kurulu olan offshore rüzgar türbinlerinin yarısından çoğunu SGRE sağlamıştır. Ancak bunun yanında, geçtiğimiz günlerde dünyanın en güçlü rüzgar türbinini duyuran GE, onshore pazarının tartışmasız liderinin offshore ortaklığı MHI Vestas ve yurtdışına açılmaya çalışan Cin türbinleri göz ardı edilmemelidir (hatırlarsanız son YEKA ihalesinde finalde Siemens’in yanında Cin’li Mingyang kalmıştı).

Türkiye’de kurulacak offshore santralinde hedeflenen kapasite düşünüldüğünde aşağıdaki türbinlerden birinin kullanılması şaşırtıcı olmayacaktır.

SGRE SG 8.0 154/167

Offshore rüzgar pazarının lideri SGRE’nin “direct drive” teknolojisini kullandığı, başarılı bir türbin modeli. Hollanda’nin Borselle I-II, Danimarka’nın Kriegers Flak projelerinde kullanılacak olan türbin, hatırı sayılır kurulu güç kapasitesine ulaşmış SWT 6.0-154 ve SWT 7.0-154 türbinlerinin gelişmiş modeli olarak karşımıza çıkıyor. Bahsi gecen modelin daha bir çok projede ismi geçmekte, bunun yanında geçtiğimiz sene SGRE, V167 platformu için ‘power-mode’ seçeneğinin sunulacağını ve seçeneğin türbin kapasitesini 9MW’a çıkartabileceğini duyurdu.

Direct drive sistemini barındıran türbin ciddi bakim onarım maliyetlerini engellemek için ideal bir türbin olsa da, şuan ki teknolojinin doğası gereği daha sık arıza vermesi onu konvansiyonel turbin modellerinden daha ustun kılmıyor. Yakın bir gelecekte SGRE’nin 10MW’lik türbinini duyurması ve sipariş alması bekleniyor, zira bu konuda çalışmalar olduğu biliniyor. Bu türbine ilk sipariş veren ülke olabiliriz, yani ilk projemizde ‘power-mode’ eklentili SG 9.0-167 gibi bir modeli görebiliriz.

MHI Vestas V164-9.5

Geçtiğimiz günlerde önemli offshore rüzgar geliştiricilerinden biri olan Vattenfall, dünyanın hali hazırdaki en güçlü türbininin kurulumunu yaptığını duyurdu. MHI Vestas’ın bayrak gemisi V164 platformu’nun 8.4MW’lik modelinin 0.4MW güçlendirilmiş versiyonunun offshore kurulumunu yaptı. Bu türbin şuana kadarki kurulumu yapılan ticari türbinler arasındaki en güçlüsü.

Bu türbinin daha da gelişmişi olan 9.5MW kapasiteli modeli siparişlerini aldı bile. Şuan konvansiyonel dişli sistemini barındıran en buyuk türbin modeli olarak öne çıkan MHI Vestas V164-9.5 türbinini ilk offshore projemizde görebiliriz. Vestas’in geçmişte yaşadığı talihsiz offshore tecrübeleri ve konvansiyonel teknolojinin getirdiği riskler olsa da bu türbin modelini ilerde çok projede görme ihtimalimiz var. Bu türbin siparişini veren projelerin başında Birleşik Krallik’ta yapılacak 855MW’lik Triton Knoll projesi geliyor.

GE Haliade 6MW – Haliade-X 12 MW

Alstom’un geliştirdiği Haliade türbinleri pazarda kendisine yer bulma basarisini göstermişti. Avrupa’daki çeşitli projelerde Haliade projeleri gözümüze çarpıyor. GE’nin Alstom’u satın almaşıyla beraber, Haliade türbinleri başarılı projelere devam etti. GE Haliade 150-6MW türbin modeli 396MW’lik Merkur, ABD’nin ilk offshore santrali olma özelliği taşıyan 30MW’lik Block Island projelerinin yani sıra bir kaç demo proje ile anlaşma sağladı. GE’nin 2014 yılından beri yüzen temeller üzerine yoğunlaştığı biliniyor, Ağustos 2016 yılında, Fransa’nın ilk yüzen offshore santrallerinden birisi için Haliade 150-6MW tercih edildi. Daha önce yayınladığım yazıda, Türkiye için en uygun temel turunun yüzen temel olduğunu yapılan geniş kapsamlı araştırmada belirtildiğinden bahsetmiştim. Bu durum göz önüne alındığında, Haliade 150-6MW, kullanılabilecek olası türbinlerden biri oluyor.

Geçtiğimiz ay offshore rüzgar pazarını yakından ilgilendiren, heyecan verici duyuru GE’nin Haliade projesinden geldi. Haliade-X 12MW’lik kapasitesiyle, GE dünyanın en büyük offshore türbini duyurusunu yaptı. Bu duyuru her ne kadar heyecan verici olsa da, projenin gerçekleşme ihtimali bir o kadar zor. GE’nin offshore rüzgar sektöründe zor günler geçirdiği bir gerçek. SGRE ve Vestas gibi devlerin arasında mücadele etmesi zorken, ABD offshore rüzgar pazarının hiç gelişmemiş olması GE’nin sektörde yer edinmesini güçleştiriyor. 12MW’lik türbin duyurusu, GE’nin belki de pazarda tutunabilmek için yaptığı en önemli hamle. Ancak soru işaretinin en büyüğü teknolojideki evirilmeyi nasıl gerçekleştirecekleri konusunda beliriyor. En güçlü rakiplerine baktığımızda, türbin kapasitesinde lineer bir büyüme gözlemliyoruz, çünkü 6MW’dan 12MW’a platform değiştirerek çıkmak büyük teknolojik riskleri beraberinde getiriyor. Böyle bir teknolojik hamle ürününün, günümüz şartlarında 4-5 seneden az bir zaman içinde çıkartılabilmesi kolay değil. O yüzden, proje gerçekleşse bile, ilk offshore santralimizde kullanılma olasılığı düşük.

Türkiye’nin Offshore’u

Geçtigimiz Şubat ayında açıklanan dünyanın en büyük offshore (deniz üzerine kurulu) santralini ülkemizin yapacağına dair haberi duymak, bende buyuk bir heyecan uyandırdı. Hemen haberin detaylarına girip, projeyle ilgili ne bulabilirim diye inceledim. Şuan ki bilgiler ışığında anlayabildiğimiz şunlar;

  • 1000 MW bir kapasiteden bahsediliyor;
  • 2018 icinde YEKA kapsaminda bir ihale sureci gerceklestirilecek;
  • Santral konumu Ege denizi olarak belirtildi;

1000MW kapasitesinin dünyanın en buyuk offshore santrali olması, birkaç fazda tamamlanacak olan ve hali hazırda yapımı devam eden Hornsea projesi göz önüne alındığında pek mümkün değil. Zaten böyle bir proje yapmamız için bir neden de yok. Dünyanın en verimli projesini yapmak, bir başka deyişle seviyelendirilmiş enerji maliyetinin (LCOE) en düşük olduğu offshore rüzgar santrali projesini yapmak hedefimiz olmalı kanaatindeyim.

Totaro & Associates’in 2015 yılında yayınladığı rapora göre, Türkiye’nin, offshore potansiyelini fazlasıyla gözardi ettiği, yukarıda bahsettiğim engellerin yanında, Türkiye’nin elektrik hatları altyapısının offshore santralleri için yetersizliği ve yeteri kadar ’80 metre ham ruzgar’ datasının olmadığı belirtiliyordu.  Ayni araştırmada aşağıda belirtilen bölgelerin en iyi rüzgar  potansiyeline sahip bölgeler olduğu belirtiliyor;

  • Akdeniz Bölgesi: Hatay’in batisi, Antalya’nın güneyi, İskenderun’un kuzeyi;
  • Ege Bölgesi: Gökçeada çevresi (özellikle batisi), Ayvalık’in kuzeyi;
  • Karadeniz: Cide’nin kuzeyi, Yaliköy’ün kuzeyi (Bulgaristan sınırına kadar uzanan bir hattan bahsediliyor)
  • Marmara denizi

Ne zaman Türkiye’nin offshore rüzgar santrali kurulumu ile ilgili bir konu tartışılsa, akla gelen engeller arasında, Karadeniz ve Akdeniz’de su derinliğinin mevcut offshore türbin temelleri için derin olması, ve Ege’de bulunan kıta sahanlığı sorunu akıllara gelirdi. Bu sebeple bahsedilen lokasyon benim için şaşırtıcı oldu. Kıta sahanlığı konusunun belirlenen alan üzerinde ne kadar etkili olduğunu anlamak için projede belirlenen bölgenin detaylarına ihtiyaç var, ancak 1000MW santralden bahsediliyorsa hatırı sayılır ölçüde bir alanın kullanılması gerekiyor. Düz hesapla, şuan için açıklanan en büyük offshore rüzgar türbininin (GE Haliade-X 12MW) kullanılacağını varsaydığımızda, 84 adet türbinin birbiri üzerindeki üretim kaybının en minimal olacak şekilde dizileceği bir alandan bahsediyoruz. Bu durum Gokçeada batısında bu santrali kurma olasılığımızı güçleştiriyor, zira 6-12 mil tartışmalarının tekrar alevlendiği şu günlerde santral projesinin tamamlanması pek mümkün olmayabilir. Bu durumda Ayvalık kuzeyi ilk santral için güçlü bir aday olarak ön plana çıkıyor. Anakaraya yakin bir santral kurma, kurulum maliyetini ciddi oranda düşüreceği gibi, bağlantılı riskleri de azaltacaktır.

Kim kuracak bu santrali?

Offshore ruzgar santrali her offshore inşaatı gibi maliyetli bir iş. Kurulumu basta olmak üzere, bakım-onarım ve bütün operasyonların deniz üzerinde yapılması maliyeti ciddi oranda arttırıyor. Dünyada bu santral kurulumunu yapabilen belli başlı şirketler var; Van Oord, Deme Group, Orsted (Eski adiyla DONG), Statoil gibi firmalar offshore rüzgar santrallerinin geliştirilmesi ve kurulumunda ön plana çıkıyor. Bu şirketlerin çoğunun ortak özelliği geçmişte kuzey denizinde petrol çıkarma operasyonlarında rol alan şirketler olması. Oralarda edindiği bilgi birikimini rüzgar santral kurulumunda kullanarak, bu alanın liderleri konumundalar.

Ülkemizde nasıl bir bilgi birikimi oluşturur ve bu santral kurulumlarında boy gösterecek firmalar çıkartırız sorusuna gelirsek su örneği verebilirim. Avrupa’da belli başlı offshore rüzgar santrali geliştiricisi şirketler, ortak bakım-onarım anlaşması imzalayıp bilgi birikimi oluşturuyor, bu durum maliyeti ciddi oranda arttırsa da uzun vadede basarili şirketler çıkartabilecek bir strateji.

Peki ya yerlilik orani?

Ülkemizin enerji sektöründe uyguladığı güzel politikalardan bir tanesi yerlilik payı. Rüzgar santralleri kurulumunda, başta alım garantisi üzerinden prim uygulamasıyla başlayıp, son YEKA’da uygulanan yerlilik payı zorunluluğu Türkiye’de belli bir çapta rüzgar türbini sektörü oluşmasına vesile oldu. Ülkemizde var olan çeşitli kule ve kanat fabrikalarının yanında, en son yapılan YEKA ihalesinin sonuçları baz alındığında, Siemens-Gamesa kuracağı nasel fabrikasıyla ülkemizin rüzgar türbini üretim kapasitesine ciddi katkıda bulunacak. Tabii bu bahsedilen ürünler halihazırda sadece onshore (karasal) türbinler için geçerli. Offshore rüzgar türbinlerinin onshore türbinlere kıyasla belli başlı farklılıkları var, bu farklılıklar daha kapsamlı üretim tesisleri gerektiriyor. Şuan için Siemens’in kuracağı fabrika offshore santrallere hizmet eder mi sorusuna bir cevap vermek zor, ancak öyle olsa bile offshore türbin üretebilmek için ciddi yatırımlar gerekli.

Politik açıdan baktığımızda, offshore santrallere tamamen farklı yaklaşıp, yeni politikaların üretilmesi gerekli. Nasıl ki 2007 yılında onshore santrallere sıfırdan yaklaşıldıysa, offshore santrallere de sıfırdan yaklaşmak gerekli. Daha önce ülkede hiç denenmemiş bir santral tipine yerlilik oranı zorunluluğu koymak, projenin hiçbir zaman gerçekleşmemesine vesile olabilir. Çok ciddi maliyetleri olan bu santral tipini yerli kullanım zorunluluğuyla finansal fizibilitesinden uzaklaştırabiliriz, o sebeple ilk yapılacak offshore rüzgar santrali ihalesinde yerli kullanıma alım garantisi üzerinden prim uygulanacağı kanaatindeyim.

Okyanusun Gizli Enerjisi OTEC

Tropikal bölgelerde okyanus yüzeyinin sıcaklığı 25 ⁰C civarında olurken suyun derinlere indikçe sıcaklık 10 ⁰C civarına düşmektedir. Bu sıcaklık farkının bir ısı motorunu çalıştırabileceğini düşünen girişimciler 1930’larda ilk OTEC’i (Ocean Thermal Energy Conversion)  Küba’nın Matanzas şehrine kurdular. 22kW güce sahip ilk OTEC bir fırtına sonucu kullanılamaz hale geldi.

Arz-Talep dengesini sağlamak ve şebekede yaşanacak olumsuzlukları önlemek adına yenilenebilir enerji kaynakları arasında en çok talep edilen çeşitler kesintisiz ya da kontrol edilebilir(despatchable) üretim yapan kaynaklardır. OTEC bu tanıma uyması sebebiyle çok değerli bir yenilenebilir enerji kaynağı olarak göze çarpıyor. Teknik ve maddi zorluklarla birlikte gelen üst üste facialar OTEC santrallerini potansiyel yenilenebilir enerji kaynağı olma özelliğini sabitlemişken son zamanlarda atılan başarılı adımlar bu teknolojiyi uygulanabilir bir kaynak olarak tekrar gündeme getirdi.

OTEC’in çalışma sistemine şöyle bir bakacak olursak aracı akışkan (working fluid) olarak amonyak,  propan ya da freon kullanan bir kapalı termodinamik döngüsü olduğunu göreceğiz. Sistem bir ısı değiştirici (Heat exchanger) sayesinde aracı akışkanı buharlaştırarak türbini döndürecek buhar gücünü elde ediyor, türbini döndüren buhar daha sonrasında kondensörde toplanarak derinlerden gelen soğuk su yardımıyla tekrar sıvı haline dönüşüyor ve sistem döngüsü tamamlanıyor.[1]

Kapalı sistem OTEC döngüsü
[1] Kapalı sistem OTEC döngüsü
Sistemde kullanılacak olan aracı akışkanın özelliği su yüzeyi ve derinliği arasındaki sıcaklık farkında faz değiştirebiliyor olması. Çok düşük sıcaklık farkına sahip olan bu sistem, beklenildiği üzere aracı akışkan seçeneklerini azaltıyor. Ancak düşük sıcaklık farkının getirdiği daha önemli bir sorun var, o da çok düşük termal verim. Düşük termal verimi sübvanse etmek için çok yüksek akış hızı gerekiyor, tabi bu da ekstradan iş yükü ve verim kaybı anlamına geliyor. Tüm bu zorluklara rağmen offshore mühendislik alanında çalışan MAKAI adlı şirket OTEC santralleri üzerinde başarılı çalışmalar yapıyor.

OTEC santrallerinin potansiyelinin farkında olan MAKAI yöneticileri OTEC için en yüksek enerji potansiyeline sahip olan Miami’yi açık hava laboratuvarına çevirdiler. 100kW’lık demo santrali Miami şebekesine bağlayan MAKAI, 10MW’lık ve 100MW’lık santral dizaynlarını da çoktan bitirdi.[2] Bu hayli meşakkatli yolda MAKAI’nin en büyük maddi ve teknik destekçisi savunma sanayinden tanıdığımız Lockheed Martin. MAKAI 10 ve 100 MW’lık projelerde başarıya ulaşırsa, 7/24 elektrik ihtiyacını karşılayabilecek bu teknolojinin çeşitli bölgelerin enerji ihtiyacını güvenilir ve temiz bir şekilde çözmesi işten bile değil. Projenin uygulama alanının kısıtlı olması (Tropikal okyanus bölgeleri) bu konuda olan çalışmaları kısıtlıyor. Benzer bir teknolojiyi uygulamak, deniz suyundaki sıcaklık farklılığından yararlanarak yapılabilecek olası bir proje, yenilenebilir enerji devrimini hızlandıracaktır. Yazının başında belirttiğim gibi, kesintisiz ve ayarlanabilir yenilenebilir enerji kaynakları sektörün olmazsa olmazı. Umarım bu tip çalışmaları ve girişimleri daha geniş bölgelere yayabilir, yenilenebilir enerji devriminin bir parçası olabiliriz.

100MW OTEC dizaynı
[2] 100MW OTEC dizaynı

İklim krizinden önceki son çıkış: COP21 Paris İklim Konferansı

30 Kasım-11 Aralık tarihleri arası dünya genelinden 40 bine yakın katılımcıya ev sahipliği yapacak Paris İklim Konferansı 21 yıllık arayışın bu seneki durağı. Aralarında devlet başkanlarının, bürokratların, iş adamlarının, profesörlerin ve her alandan uzmanların bulunduğu 40 bine yakın katılımcı son zamanlarda üzücü hadiselere ev sahipliği yapan Paris’te küresel bir felaket olan iklim değişikliğine karşı çözüm arayacaklar. 1992’den beri her yıl İklim Değişikliğiyle Nasıl Başa Çıkarız sorusuna cevap bulmak için Birleşmiş Milletler bir araya geliyor. COP21 (21st Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change) adı altında yapılacak, 21. konferans iklim değişikliği konferansları arasından en önemlisi olarak görülüyor, çünkü Taraflar 2011 yılındaki COP17 Durban’da 2015 yılının sonunda kesin bir anlaşma yapılacağını kararlaştırmışlardı.

Açlık, kıtlık, doğal afetler gibi bölgesel problemlerin aksine iklim değişikliği küresel bir problem, yani Türkiye’de salınan karbondan kaynaklanan iklim değişikliğinden Japonya da etkileniyor Nijerya da Arjantin de İzlanda da kısacası Dünya’nın bütün bölgeleri  bu değişiklikten etkileniyor. İklim değişikliği ile mücadele ederken en büyük problemin 195 ülkeyi ortak payede buluşturmak olduğu karşımıza çıkıyor. Yani herkesin problemin büyüklüğünü aynı ölçüde idrak etmesi ve gerekli düzenlemeleri kendi ülkesine uyarlaması, toplantıların asıl amacını yansıtıyor.

Probleme kısaca bir değinmek gerekirse, iklim değişikliği gezegenimizdeki iklimin zaman içindeki beklenmedik değişimini ele alıyor. Gezegenimizin bugünkü ortalama sıcaklığı 15 ⁰C derece civarında, elimizdeki veriler tarih boyunca gezegenin bu sıcaklığın çok üstüne çıkıp, çok altına düştüğünü gösteriyor, ancak endişe edilen konu Sanayi Devrimi sonrası dönemde sıcaklık değişiminin çok hızlı olması. Bu değişimin en önemli nedeni olarak Sera Gazı Etkisi(Greenhouse Effect) ön plana çıkıyor. Hepimizin küresel ısınma haberlerinden aşina olduğu bu terim aslında ne ifade ediyor? Sera Gazı Etkisi atmosferdeki sera gazlarının yeryüzünden yansıyan güneş ışınlarını hapsedip dünyaya geri yansıtarak, dünyayı ısıtması anlamına geliyor. Bu etki olmasaydı sıcaklık ortalaması 30 ⁰C derece daha düşük olacaktı ki bu da dünyayı yaşanmaz bir yer kılardı. Bu konudaki kaygı ise şu, gerek kişisel hayatta gerek endüstride gerekse tarımda kullandığımız yakıtların gaz salınımı (karbon ya da gaz emisyonu olarak da bilinir) atmosferdeki sera gazlarına katılarak daha çok güneş enerjisini hapsedip yeryüzüne geri yansıtıyor olması. Tabii bunun sonucunda yeryüzü sıcaklığı artıyor. Bu durum İklim Değişikliği ya da Küresel Isınma olarak adlandırılıyor.

Bilim adamlarına göre Dünya’nın ortalama sıcaklığı sanayi devrimi öncesine kıyasla 2 ⁰C artarsa, iklim sisteminde boyutları tahmin edilemeyecek ciddi tahribatlar oluşacak. ABD Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi(NOAA) hazırladığı raporda tehlike sınırı olan iki derecenin yarısına ulaşmış olduğumuzu gösterdi.(Grafik-1) Yani Paris toplantısı, ülkelerin ekonomik büyümelerine zarar vermeden, gaz salınımlarıyla ilgili önlemleri almaları adına çok kritik bir zirve.

2015iswarmestyear
Grafik-1: Yıllara Göre Ortalama Sıcaklık (NOAA)

Endüstri, ekonomi ve iklim değişikliğinden bahsedip yenilenebilir enerjiden bahsetmemek olmazdı. Tabi ki bu toplantının en güçlü mesajı Yenilenebilir Enerji’ye Geçişin Önemi hakkında olacaktır. İklim değişikliğiyle mücadelede yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini tahmin etmeyen yoktur. COP21 ile yenilenebilir enerji arasındaki ilişkiyi şu şekilde özetleyebiliriz:

  • COP21’in en önemli ayaklarından birini karbon salınımının azaltılmasıyla ilgili uzun vadeli hedeflerin hayata geçirilmesi oluşturuyor. Enerji sektörünün karbon salınımının 2/3’ünü oluşturması sektörü COP21’in odak noktasına koyuyor. Yenilenebilir enerjiye geçiş enerji sektöründeki karbon salınımının azaltılmasının en önemli faktörü olarak ön plana çıkıyor.
  • 164 katılımcı ülke yenilenebilir enerji hedeflerini belirledi ve hayata geçirmeye başladı.
  • 4-5 Aralık günleri Renewable Energy Track adı altında çeşitli çalıştaylar ve seminerler ile yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi ve farklı sektörlerdeki çeşitli kullanımları ele alınacak.
  • 6 Aralık günü tüm gün boyunca yenilenebilir enerji ile ilgili yeni projeler, son gelişmeler aktarılacak. Güzel haber şu, program http://re-energising.org/ adresinden canlı yayınlanacak.
  • 7 Aralık günü COP21’in Enerji Günü (Energy Action Day). Sabah oturumları Yenilenebilir Enerji konusuna, öğleden sonrası oturumları Enerji Erişimi konusuna ayrıldı.

Teknoloji geliştikçe ucuzlayan yenilenebilir enerji kaynakları COP21’in göz bebeği konumunda, önümüzdeki iki hafta yenilenebilir enerji meraklıları için çok önemli anlamlar taşıyor. İki hafta sonunda tüm dünyanın büyük umutlar bağladığı  yenilenebilir enerji önemini çok daha arttırmış bir şekilde karşımıza çıkabilir. Eğer siz de konferansın bir parçası olmak, yenilenebilir enerji hakkında görüşlerinizi yazmak isterseniz #REenergise etiketiyle Twitter’dan düşüncelerinizi paylaşabilirsiniz. Hepimizin ortak paydası olan gezegenimizin bir ölçüde kaderinin ele alınacağı COP21 Paris İklim Konferansı’nın yenilenebilir enerji, iklim ve çevre adına güçlü ve somut sonuçlarla bitmesini umut ediyorum.

Faydalı linkler:

http://re-energising.org/

track0.org/countries/

enr.fr/userfiles/files/Annexes/PROGRAMME-COP21.pdf

http://www.noaa.gov/

http://irenanewsroom.org/2015/11/30/7-things-you-need-to-know-about-renewable-energy-at-cop21/

 

Yenilenebilir Taşımacılık: Son Gelişmeler, Yeni Fikirler

Uzun zamandır yazmak istediğim bir konuya biraz geç de olsa başlamanın mutluluğunu yaşıyorum. İlk yazım olan “Yenilenebilir Havacılık Devrimi: Solar Impulse” yakıt olarak sadece güneş enerjisi kullanan uçağın devrim niteliği taşıyan hikayesini anlatmaktaydı. O yazıyla ilgili aldığım olumlu geri dönüşler beni yenilenebilir taşımacılıkla ilgili bir yazı hazırlamaya ikna etti. Daha birkaç gün önce Volkswagen’ın dizel arabalarında yaşanan skandalın ardından gözler tekrar fosil yakıt kullanan araçların çevreye verdiği zararlarla ilgili tartışmalara döndü. Bu yazımda sizlere, ulaşımda yenilenebilir enerjiden faydalanan araçlar hakkında son gelişmeleri ve yeni fikirleri paylaşacağım.

Solar Impulse’ın dünya rekorları kıran yolculuğu 8.etabını tamamladıktan sonra Hawaii’de güneş hücrelerinde aşırı ısınmadan kaynaklı teknik bir arıza sebebiyle mola verdi. Dünya turuna Nisan 2016’da devam edecek olan Solar Impulse ekibi neleri başardı? Abu Dhabi’de başlayan yolculuk sırasıyla Muscat, Ahmedabad, Varanasi, Mandalay, Chongqing, Nanjing ve Nagoya’ya gitti. En kritik yolculuğa Nagoya’dan çıkan André Borschberg tam 117 saat 52 dakika uçarak Hawaii’ye vardı. Bu başarı, 16 yıl önce Bernard Piccard’ın hayali olan fosil yakıt kullanmadan kesintisiz uçabilmenin vücut bulmuş haliydi. Solar Impulse ekibi bu dünya rekoruyla[1] güneş enerjisinin gücünü tüm dünyaya göstermiş olmakla birlikte, yenilenebilir enerjinin uygulanabilir olduğunu kanıtladılar.

Solar Impulse gibi umut vadeden bir örneğin yanında dünyada yaşanan diğer gelişmelere bir bakalım. San Francisco tabanlı Wind+Wing Technologies şirketi deniz taşımacılığında yelkenlere çok farklı bir boyut getirmeyi amaçlıyor.[2] Denizciliğin temelini oluşturan yelkenler insanoğlu tarafından denizcilik sektöründe yıllarca kullanıldıktan sonra, makineleşmeyle ve sanayi devrimiyle sektördeki yerini hızla kaybedip, spor ve hobi amaçlı aktivitelerde kullanılmaya başlanmıştı. Wind+Wing Technologies kurucularından olan Jay Gardner hedeflerini Dünya’nın her bölgesinde bulunan bedava rüzgar enerjisini, bilgisayar kontrollü kanatlarla en etkili şekilde kullanmak ve bu kanatlarla temiz ve güvenilir deniz taşıtları imal etmek olarak belirledi.[3] Geliştirilen kanatları halihazırda çalışan bir gemiye takmak mümkün, ancak bu kanatlara özgü tasarlanacak bir gemiyi olabilecek en ucuz yakıt maliyetiyle en verimli şekilde kullanmak mümkün olacak. Kanatların kullanımı çok kolay, gemiye montaj edildikten sonra yapmanız gereken tek şey sadece bir düğmeye basmak. Otomatik kanatlar size en etkin kullanım imkanını sağlıyor. Peki ya nasıl? Wind+wing kanatlarının üstünde rüzgarın şiddetini ve yönünü tespit etmek

Kanat üzerindeki mikrofon rüzgarın yönünü ve şiddetini ölçüp ona göre kanada yön veren  mikroişlemci için toplayıcı görevi yapıyor
Kanat üzerindeki mikrofon rüzgarın yönünü ve şiddetini ölçüp ona göre kanada yön veren mikroişlemci için toplayıcı görevi yapıyor

için bir mikrofon bulunuyor, bu mikrofon aldığı bilgileri bir işlemciye iletiyor, işlemci optimum kanat açısını yön motorlarına iletiyor ve kanat geminin gideceği doğrultuda maksimum katkıyı sağlayacağı yöne doğru dönüyor. Kanatlar gereken gücü üzerlerindeki PV panellerinden sağlıyor, yani anlaşılacağı üzere bütün işlemler yenilenebilir enerji ile gerçekleştiriliyor. Firmanın en büyük projesi 400-750 yolcunun taşınabileceği feribotları[4] belirli deniz güzergahlarında kullanmaya başlamak. UC Berkeley Üniversitesi’nin araştırmasına göre geliştirilen feribotlar SF Ferry Building-Sausalito ve SF Ferry Building-Treasure Island rotalarında mükemmele yakın etki gösterebilirler. Şimdi en etkileyici bilgiyi geliyor, araştırmalar San Francisco körfezinde bu sistemlere uygun bir geminin çalışmaya başladıktan sonra elde ettiği yakıt tasarrufunun 5 yıl içinde geminin maliyetini çıkartacağını gösteriyor.

400 kişilik planlanan feribotun proje çizimi
400 kişilik planlanan feribotun proje çizimi

Hindistan Demiryolları’nın geçtiğimiz aylarda açıkladığı proje yenilenebilir taşımacılığa demiryollarını da dahil edecek gibi duruyor. Projenin fikir babası Hindistan Bangalore Bilim Enstitüsü, basitçe trenlerin üstüne güneş panellerini yerleştirmeyi amaçlayan proje trenlerde yılda 90,000 litre dizel yakıta karşılık gelen %15 civarı yakıt tasarrufu sağlayıp, 239 ton karbondioksit emisyonunu engelliyor[5]. Akıllara gelen tek soru panellerin montaj sonrası hızla hareket eden tren üzerinde sağlayacağı verim, ancak uzmanlar mühendislik firmaları ve araştırmacıların yürüteceği ortak çalışmalarla hiçbir sorun çıkmayacağına eminler.  Trenlerin çalışmadığı müddetçe ürettiği elektriği iki seçenekli kullanmak mümkün, birinci seçenek üretilen ekstra elektriği akülere depolayıp bulutlu havalarda ya da geceleri kullanmak, ikinci seçenek ise üretilen elektriği direk şebekeye aktarmak. Yani bir nevi mobil güneş santrali olabiliyor. İşin ekonomik getirisine baktığımızda yine çarpıcı bir sonuç ortaya çıkıyor, yakıt tasarrufu panel fiyatlarını 3 sene içinde çıkartıyor.

Hindistan Demiryolları konumlandıracağı güneş panelleriyle %15 civarında yakıt tasarrufu hedefliyor
Hindistan Demiryolları konumlandıracağı güneş panelleriyle %15 civarında yakıt tasarrufu hedefliyor

Bu mükemmel çalışmaları okudukça geleceğe daha umutlu bakmaya başlıyoruz. Ancak kendi ülkesini düşünmeden edemiyor insan, biz bu işin neresindeyiz? Yenilenebilir enerjiye yönelimimiz lisanlı proje yarışmalarıyla mı kalacak? Entegre uygulamaları hiç düşünmeyecek miyiz? Wind+Wings’in yelken projesinin İstanbul şehir hatlarında kullanılmaya başlanması çok uzak bir hayal olmamalı, yeni yapılan hızlı trenlerimizi bahsedilen panel projelerine uygun üretip raylara çıkartmak, bu işte ben de varım demek büyük bir devlete yakışan adımlar olacaktır. Yazıma Solar Impulse ekibinin dünyaya miras bıraktığı, umut vadeden etiketini yazarak son vermek istiyorum. Çalışıyoruz, çabalıyoruz ve inanıyoruz #futureisclean!

[1] http://www.theverge.com/2015/7/2/8882253/solar-impulse-2-breaks-world-record-longest-solo-flight

[2] http://www.windwingtech.com/index.html

[3] http://www.windwingtech.com/missionstatement.html

[4] http://www.windwingtech.com/400paxferry.html

[5]http://www.abplive.in/india/2014/06/20/article346944.ece/Solar-roof-for-trains-to-save-fuel

 

 

Güneş Işığına Farklı Bir Bakış – Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi(CSP)

Yazlık bölgelerde apartman çatılarında gördüğümüz güneş panelleri hepimiz için tanıdık görüntüler oluşturur. Ülkemizin ısıtmaya yönelik güneş panellerinin aksine elektrik üretimine yönelik panellere olan ilgisi daha yeni başladı diyebiliriz. Geçtiğimiz aylarda sonuçlanan lisanslı elektrik üretimi yarışmasının ardından lisanslı güneş santrali başvurularının ilk kazananları belirlendi. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında belki de en popüleri olan ve Avrupa’nın hemen hemen her köşesinde bu kadar yaygın olan güneş enerjisi sektörü, adeta bir Güneş cenneti olan ülkemizde de hak ettiği noktaya gelebilmesi için zor şartlar altında da olsa umut vadeden bir giriş yaptı. Nasıl ki su ısıtmaya yönelik olan güneş panelleri sektörünün yıllar boyu süren büyümesini izlediysek, elektrik üretimine yönelik panel satışları ve santral projelerinin de o denli büyümesine tanık olacağız.

Dünya’da yapılan uygulamalara baktığımızda, klasik PV Güneş santrallerinin dışında güneşin ana kaynak olarak kullanıldığı farklı uygulamalar da mevcut. Bu yazıyı PV güneş tarlalarının aksine güneş enerjisini çok daha verimli kullanabileceğimiz Yoğunlaştırılmış Güneş Santrallerine (Concentrated Solar Power) ayırdım.

Elektrik üretiminin en bilinen yolu, su buharının jeneratörü harekete geçiren bir türbini çevirmesini esas alır. Buharı oluşturan su fosil yakıtlarla ısıtılır, ancak gezegenimizi 150 milyon kilometre uzaklıktan ısıtan Güneş’in bu amaç için kullanılması bu günlere kısmetmiş. Yoğunlaştırılmış Güneş Santralleri için üç ana kullanım esastır.

Doğrusal Yoğunlaştırıcı Sistemler (Linear Concentrator Systems) güneş enerjisini büyük yansıtıcılarla toplayarak düz(linear) borulara odaklar. Bu borulardan akan yağ-su karışımı ısınır ve su buhara dönüşür ve belli bir basıncı yakalayan buhar türbini çevirir. (Şekil-1)* Bu sistemlerde ortalama olarak 80 MW elektrik üretilebilir. Dünya’da bulunan en büyük örneği 100MW kapasitesi olup, 600 milyon dolara mal olan Abu Dhabi’de yapılan Shams-1[1] projesidir.

Şekil-1
Şekil-1
Shams-1 Santrali - Abu Dhabi
Shams-1 Santrali – Abu Dhabi

 

 

 

 

 

 

Kule Tipi Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi sistemleri (Şekil-2) yenilenebilir enerji sektöründe devrim yapabilecek nitelikte. Yukarıda bahsedilen linear sistemlerle benzer prensiplere sahip olmasına rağmen, kulenin çok yüksek sıcaklıklara ulaşabilmesi ve enerji depolaması elektrik üretimi açısından büyük bir potansiyel taşıyor. Yağ-Su karışımı içeren borular yerine sıvı tuz barındıran kule 6000 C sıcaklığı görebiliyor, erimiş tuzun %99’a varan depolama özelliğiyle 24 saat sıcaklığı depoluyor ve 15 saat civarında şebekeye elektrik basabiliyor. Bu özelliğiyle Kule Tipi Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi sistemleri nükleer santrallere alternatif olabiliyor. İspanya’da bulunan Gemasolar[2] Santrali bu tip bir uygulamanın ilk örneği olarak karşımıza çıkıyor. Her biri 120 m2 olan 2152 adet güneş takibi yapan yansıtıcıdan oluşan santral tam kapasiteyle çalıştığında yılda 110 gigawatt-saat üretim yapıp 6450 saat çalışıyor. Bu üretim 89.000 ton linyitin bir dönüşüm santralinde ürettiği elektrikle aynı miktara tekabül ediyor, bunu miktarı linyit yerine Güneş ile üretmek C02 emisyonunu yılda 30.000 ton azaltıyor. California’da Dry Lake çölüne inşa edilen Ivanpah CSP Dünya’nın en büyük Kule Tipi Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi projesi olarak dikkat çekiyor. Üç üniteden oluşan projenin birinci ünitesi 2013 yılının eylül ayında şebekeye bağlandı. Net 377 MW elektrik üretim potansiyeli olan santral yılda 140.000 evin elektrik ihtiyacını karşılayacak. Santrali gözlemlemek isteyenlere internet sitesi üzerinden sanal tur imkanı sunuluyor.[3] Kule tipi sistemlerin daha da gelişmesiyle nükleer santrallerin yerini alması çok yakın bir gelecekte şahit olacağımız hadiselerden.

Ivanpah CSP - California
Ivanpah Santrali – California
Şekil-2
Şekil-2

 

 

 

 

 

 

Dish Stirling sistemleri güneş enerjisi sistemleri arasında en verimlisi olarak bilinir. Solar PV sistemlerinde şebeke verimliliği ortalama %15 iken Dish Stirling sistemlerinde %30 civarlarındadır. Geçtiğimiz aylarda Güney Afrika’nın Kalahari çölünde İsveç şirketi Ripasso[4] güneş enerjisi verimliliğinde dünya rekoru kırarak Dish Stirling modelinde %32 verimlilik elde etti. Sistemin çalışma prensibi bildiğimiz çanak antene benzeyen ayna sisteminin güneş ışınlarını Stirling motoruna[5] odaklamasına bağlıdır. (Şekil-3) Çanaklarda üretilen güç sistem dizaynına göre değişiyor, ancak ortalama olarak bir çanaktan 25kW civarı üretim sağlanıyor. Sektörün en köklü ve bilindik üreticisi SES[6] (Stirling Energy Systems) firmanın özel sektör olarak açtığı ilk üretim tesisi Arizona’da bulunan Maricopa Solar Plant bu uygulamanın kullanımıyla ilgili en bilindik santraldir. 1,5MW potansiyelinde olan santralin bir diğer ortağı Tessera Solar’dır.[7]

Şekil-3
Şekil-3
Maricopa CSP
Maricopa Santrali-Arizona

 

 

 

 

 

Güneş enerjisi sektörünün büyümesiyle bu uygulamaların kullanımının artacağı kuvvetli bir ihtimal, özellikle güneşlenme saatinin yüksek olduğu Orta Anadolu ve Güneydoğu Anadolu bölgelerimizin böyle uygulamalar için çok verimli olduğunu güneş piyasasıyla ilgilenen herkes tahmin ediyordur. Mersin’de GreenwayCSP şirketinin kurduğu 5MW’lık Kule tipi güneş santrali[8] ülkemizde yapılan uygulamaların ilki olma özelliğini taşıyor. Yazının başında da bahsettiğim gibi Güneşle yoğrulan ülkemizin güneş enerjisi uygulamalarında Avrupa’da birinciliğe oynaması, dünyada da sayılı ülkelerden biri olması şart. Böyle bir verimliliğe sahipken fosil yakıtlara bağlı kalmanın ya da halen HES yapma konusunda ısrar etmenin hiçbir anlam ifade etmediğini düşünmek için sektöre iyi niyetli yaklaşmanın yeterli olduğu kanaatindeyim.

 

* Şekiller http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=530 sitesinden alınmıştır.

[1] http://www.masdar.ae/en/energy/detail/shams-1

[2] http://www.torresolenergy.com/TORRESOL/gemasolar-plant/en

[3] http://www.ivanpahsolar.com/virtualtour/

[4] http://www.ripassoenergy.com/

[5] Stirling motoru basınçlı gazın önce soğuyup büzülerek daha sonra ısınıp genleşerek belli bir termodinamik devreyi yakalayan motor tipidir.

[6] http://graphique-us.com/clients/SES/index.htm

[7] http://www.graphique-us.com/clients/Tessera/north-america/

[8] http://www.greenwaycsp.com/en/projects/mersin-5-mwth-solar-tower-plant.aspx

 

Rüzgar Türbinlerinde Radar Kesit Alanı

Lisanslı Rüzgar Santrali kurmak için alınması gereken imzalar yaklaşık bir yıl sürüyor. Bu çoğu yatırımcıyı ciddi bir sıkıntıya sokmanın yanında, Rüzgar Enerjisi sektöründe de ciddi bir tıkanıklığa yol açıyor. Hızlıca bir göz gezdirdiğimizde Bakanlıklar, Genel Müdürlükler ve İl Müdürlükleri’nin yanında Genelkurmay Başkanlığı göze çarpıyor. Peki, Genelkurmay Başkanlığı’nın Rüzgar Santrali ile ilişkisi ne?

Cevabı basit, askeri operasyonlarda ve savunma stratejilerinde Radar Görüntüleme Sistemleri’nin öneminin yeri tartışılmaz. Rüzgar türbinlerinin gövdelerini ve kanatlarını oluşturan çelik yapısı önceden programlanmayan radarlarda görüntüleniyor ve ne olduğunun tespit edilememesi muhtemel bir güvenlik açığı oluşturuyor. Radarların görüntüleme boyutu, maddelerin Radar Kesit Alanı (Radar Cross Section) değerlerine bağlı. Endüksiyon ve fiziksel hesapları kullanarak maddelerin radar kesit alanları hesaplanabiliyor. Bu yazımda sizlerle çok kullanılan rüzgar türbinlerinin birinci dereceden* radar kesit alanlarını paylaşacağım.

Belirli matematiksel işlemlerin ardından** 1. Dereceden Radar Kesit Alanı hesaplanmasının genel formülü aşağıdaki gibi çıkmaktadır.

formüül

λ radar sinyalinin dalga boyudur ve 3 santimetredir. Bu değerleri alıp dünya genelinde yaygın olarak kullanılan rüzgar türbinlerinin birinci dereceden radar kesit alanlarını hesapladığımızda aşağıdaki tabloları elde ediyoruz.

ENERCON[1]

Kapasite Toplam Alan (m2) 

RKA(m2)

800kW 36 18094752
900kW 33 15204618
2000kW 65 52807774
2300kW 54 40713192
3000kW 68 64560288
3050kW 75 78536250

 

VESTAS

Kapasite

Toplam Alan (m2) 

RKA(m2)

1,65MW 53 38482762
1,8MW 68 63614362
2,75MW 75 78536250
3MW(1) 68 64560288
3MW(2) 84 98515872

 

SIEMENS

Kapasite

Toplam Alan (m2) 

RKA(m2)

2.3MW 70 68438300
1,3MW 47 30189334
2MW 57 45362538
2.3(2) 62 53324228

 

DİĞER

Kapasite

Toplam Alan (m2)

 

RKA(m2)

SUZLON-0.95MW 48 32168448
SUZLON-1.25MW 48 32168448
SUZLON-2.1MW 65 52807774
MITSUBISHI-2.4MW 72 72379008
GE-1.5MW 53 39034479
GE-1.5MW(2) 59 47781454

 

*90⁰ gelen radar sinyalleri baz alınarak.  Belli bir açıyla gelen radar sinyalleri yüksek dereceleri oluşturur.

**Hesaplamaların detaylarını görmek isteyen “İletişim” kısmından bana ulaşabilir.

[1] Türbinlerin yüzey alanları ürün kataloglarından alınmıştır.

Yenilenebilir Havacılık Devrimi: Solar Impulse

 

İlgi alanları havacılık ve yenilebilir enerji olanların kayıtsız kalamayacağı gelişmelerden biri son günlerde adını sıkça duyduğumuz Solar Impulse.

Hakkımda bölümünde kendimden bahsettiğim gibi ilgi alanlarımı havacılık ve yenilenebilir enerji sektörlerinin oluşturması beni bu konu hakkında yazmaya mecbur kıldı desem çok da abartmış sayılmam.

Social Network siteleri, robotlar, tabletler, İHA’lar derken 21. Yüzyılda teknolojide devrim diye nitelendirebileceğimiz çok sayıda gelişme yaşandı. Bu sayısız devrimin yanında Solar Impulse benim açımdan çok farklı bir yer teşkil ediyor.

9 Mart’ta Abu Dabi’den havalanıp Dünya turuna başlayan ve şu sıralar(10 Mart, TSİ öğlen saatleri) Muscat’tan Ahmedabad’a yolculuk yapan Solar Impulse2 uçağı yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına dikkat çekmek amacıyla 12 yıllık araştırma sürecinin ardından hem mucitleri hem de pilotları olan Bertnard Piccard ve Andre Borschberg tarafından üretildi. Adından da anlaşılabileceği gibi Solar Impulse hiçbir fosil yakıt kullanmadan sadece güneş enerjisi ile uçuyor. Türkiye’den partneri Brisa olan Solar Impulse’ı yakından inceleyelim.

Solar Impulse azimli ve inançlı bir ekibin ürünü
Solar Impulse azimli ve inançlı bir ekibin ürünü

Solar Impulse’ın mucitleri Havacılık endüstrisinde devrim yapmak gibi bir amaçları olmadığını iddia etseler de, bu iddialarının sadece aşırı mütevazılık olduğu kanaatindeyim. 12 yıllık araştırma, 50’yi aşkın mühendis ve teknisyen, 80 kadar teknoloji ortağı, 100’den fazla tedarikçi ve danışman gece-gündüz uçabilen  Solar Impulse uçağının son halini geliştirirken 17000 solar cell (güneş hücresi) kullandı. Bu 269,5 metrekarelik bir alana tekabül ediyor. Günlük 340kWh’a kadar güneş enerjisi toplayabilen bu hücrelerin bulunduğu kanatların genişliği 72m! Bu genişlik günümüz yolcu uçaklarıyla kıyaslandığında çarpıcı bir sonuç ortaya çıkartıyor. Wide-body aircraft sınıfından tanıyacağımız Airbus A350 ve Boeing 777’den daha geniş kanatlara sahip olan Solar Impulse, Jumbo Jet olan Airbus A380’in kanatlarından sadece 1 metre kısa.

Solar Impulse’ın kendi sitesinden SI2 ile ilgili bütün gelişmeleri bulmak mümkün. Aynı zamanda uçuş takvimini inceleyip, ekip ile haberleşebilirsiniz, hatta uçuşu canlı yayından takip imkanı mevcut. Twitter’dan @solarimpulse, @bertrandpiccard hesablarını takip ederek veya #FutureIsClean, #SI2 etiketlerini aratarak Solar Impulse ekibinden an be an haberdar olabilirsiniz.

Bkz. www.solarimpulse.com