Çarşamba, Şubat 21, 2024
MÜHENDİSLİK

Yenilenebilir Enerji Arayışı: Derin Okyanus Akıntıları

0
(0)

Bildiğiniz gibi iklim değişikliğinin etkilerini hissettiğimiz bu yüzyılda, bütün ülkeler yeşil enerji kaynaklarını çeşitlendirmeye çalışıyor. Ancak söz konusu enerji kaynaklarının tüm ülkelere eşit dağılmadığı da aşikar. Örneğin Japonya ortalamanın altında bir güneş enerjisine, Batı Avrupa ve Amerika’nın çok altında bir rüzgar enerjisi potansiyeline sahip. Ayrıca elektrik tüketimi açısından da dünyada beşinci sırada yer alıyor. Fukushima felaketinin ardından nükleer enerji politikalarını devam ettirmesi de zor olacak gibi. Dolayısıyla enerji konusunda bağımsızlığını korumak isteyen Japonya’nın, çoğu ülkeden daha fazla inovasyona ihtiyacı olacağı kesin. Derin okyanus akıntıları gibi !

Japonya’nın sahip olduğu en önemli avantajlardan biri, çok uzun bir kıyı şeridine ve dünyanın en büyük karasularından biri üzerinde kontrole sahip olması. Bu da Japonya’yı okyanus temelli enerji fikirleri üzerinde avantajlı hale getiriyor. Halihazırda özellikle gelgit türbinleri üzerinden güvenilir ve stabil enerji üretimi zaten yapılıyor. Buna en güzel örnek, dünyanın en büyük gelgit türbini olan 2 MW‘lık Orbital O2. Temmuz 2021’den beri İskoçya’nın Orkney Adalar’ından Birleşik Krallık için enerji üretiyor. Ancak Japonya’nın gelgit potansiyeline sahip alanlarında çok fazla nakliye trafiği oluyor. Bu da gelgit türbini fikrini geçersiz kılıyor.

Gelgit Türbinlerine Mükemmel Bir Alternatif

Bunun yerine, Japon şirketleri IHI ve NEDO, son derece stabil enerji sağlayabilecek başka bir güvenilir enerji kaynağı üzerinde deneyler yapıyor. Okyanus akıntıları !

Okyanus akıntıları, iyi bir gelgit noktasına göre daha az istifade edeceğiniz bir akış sunar. Örneğin Orbital O2, nominal güç çıkışını 2,5-4,5 m/s arasındaki su hızlarıyla sağlar. Buna karşın Kuroshio okyanus akıntısı ise yaklaşık 1-2 m/s gibi bir hızla akar. Ancak bu akıntının, güneydoğu kıyılarının açığındaki 100 km.’lik mesafede, saniyede 65 milyon metreküplük bir su hareketine neden olduğu tahmin ediliyor.

İlginizi Çekebilir :  Dünyanın En Küçük Silahı
İlk olarak 2017 yılında konumlandırılan ve bir geminin arkasında test edilen Kairyu, daha sonra okyanus zeminine demirlendi.

Dolayısıyla buralarda okyanus akıntı türbinleri için çok büyük bir potansiyel var. İletim hatları üzerinden yaklaşık 205 gigawatt’lık bir enerjinin aktarımı söz konusu. Bahsettiğimiz IHI ve NEDO firmaları 2011’den beri bu konu üzerinde çalışıyor. 2017’den beri, küçük ölçekli 100 kilowatt’lık bir okyanus akıntı türbinini test ediyorlar.

Kairyu isimli bu akıntı türbini, Orbital O2‘ye benzer şekilde okyanus tabanına demirli vaziyettedir. Ancak O2‘nin, Kairyu‘nun aksine yüzeyin sadece birkaç metre altında akıntıları kullandığını ve yön değiştirdiğini belirtelim. Kairyu ise dalgaların olduğu yüzeyin yaklaşık 50 m. altında görevini yapıyor. Tabi ki okyanus akıntı enerjisini toplamak için en verimli yer bu nokta değil. Yüzeye daha yakın olmak daha fazla enerji demek. Ancak bölgede bazen 20 m.’den daha yüksek dalgalara neden olan tayfun koşulları yaşanıyor. Bu nedenle türbinleri su altında daha derinlerde tutmak esasen bir güvenlik önlemi tercihi.

Okyanus Akıntıları
Okyanus akıntı jeneratörü, tayfun koşullarında güvenlik için yüzeyin 50 metre altında görev yapıyor. Bakım gerektiğinde yüzeye çıkmak için kaldırma gücünü yükseltmesi yeterli oluyor.

Okyanus Akıntı Türbini Yapısı

Kairyu’nun üç silindirik şamandırasının her biri yaklaşık 20 metre uzunluğunda. Üç şamandıranın toplam genişliği de yine 20 metre civarında. Dıştaki iki şamandıra, tork kuvvetlerini dengelemek için ters dönmeye ayarlanmış 11 metre çapında değişken hatveli çift kanatlı türbin rotorlarına sahip. Bu rotorların her biri 50 kW’lık bir jeneratörü döndürüyor. Bu noktada kısaca sabit ve değişken hatveli kanat arasındaki farka değinelim. Sabit hatveli kanatlar doğrudan motorla bağlantılıdır. Dolayısıyla pervanenin ilk montaj esnasındaki açısı neyse onu korur. Değişken hatveli bir kanatta ise bu açılar, motordan bağımsız olarak operatör tarafından ayarlanır.

Benzer mantıkta çalışan rüzgar türbinlerinden örnek verecek olursak: Değişken hatveli kanatlarda operatör, ok yönünde kanatçık açılarını kontrol etme kabiliyetine sahiptir.
Okyanus Akıntıları
Test demosu olan 100 Kw kapasitesindeki Kairyu’nun yapısı

Su basıncı sensörleri, türbinin derinliğini değerlendirir. Buna göre de hidrostatik kaldırma ayar sistemi ile konumunu otonom olarak yönetir. Benzer şekilde, akıntı hız sensörleri, maksimum verimlilik için kanatların eğimi konusundaki kararlara etki eder. Diğer konum sensörleri de, şamandıraların arkasındaki konum kontrol cihazlarını kullanarak sapma ve dönme açılarını kontrol etmesini sağlar. Bakımın gerekli olduğu yerlerde, Kairyu sadece kaldırma kuvvetini yükselterek su yüzeyine çıkar. Bu sebeple Orbital O2 gibi eklemli kollara ihtiyaç duymaz.

İlginizi Çekebilir :  İklim Değişikliği Nedir? Nedenleri ve Sonuçları Nelerdir?

Okyanus Akıntılarının Diğer Yeşil Enerji Kaynaklarına Göre Potansiyeli Nedir ?

Kairyu yaklaşık 3,5 yıllık bir süre boyunca tüm testlerden başarıyla geçti. IHI firması tam ölçekli bir üretim versiyonu için türbini 40 m. uzunluğundaki kanatlarla 2 MW‘a kadar ölçeklendirmeyi hedefliyor. Hedef lansmanın 2030 yılı olduğunu da söyleyelim. IHI, okyanus akıntıları kaynaklı enerjinin, Japonya güneş enerjisi fiyatlarıyla rekabet edecek seviyede olmasını bekliyor. Sistem güçlendikçe, uzak adalar için düşük maliyetli bir enerji kaynağı olarak önemli bir alternatif olacak gibi duruyor.

Tabi ki buradaki anahtar konumundaki şey maliyet olacaktır. Bu teknoloji ekonomik ölçekte çalışırsa, Japonya’nın karbondan arınma çabalarına büyük katkı sunacak. Teknolojinin ihracını düşündüğümüzde, diğer ülkeler için de güvenilir bir yeşil enerji kaynağı olma potansiyeli var. Japonya’da güneş enerjisi %15, rüzgar türbinleri %29‘luk bir kapasite faktöründe* çalışıyor. Okyanus akıntısı enerjisi için bu oran %70. Bu da %80’le çalışan kömür esaslı elektrik santrallerine çok yakın bir oran.

*Kapasite Faktörü: Enerji santralinin net kapasite faktörü, santralin belli bir periyotta ürettiği toplam enerjinin tam kapasitede üretebileceği enerjiye oranıdır.

Dahası, iklim değişikliği araştırmalarına göre gezegenimiz ısındıkça Kuroshio gibi okyanus akıntıları daha da güçlenecek. Yani önümüzdeki yıllarda bu cihazların sağlayacağı verimin potansiyel olarak artacağını söyleyebiliriz. İklim değişikliğini önlemede çok büyük katkı sağlayacak bu proje, insanların olası en az olumsuz sonuçla doğadan enerji elde etmeye çalıştığı dahice bir yolu temsil ediyor.

İlginizi çekebilecek içerik: “Havadaki Nem ile Şarj Olan Bateri”

    Bu içerik size faydalı oldu mu?

    Puan vermek için yıldızın üzerine tıkla!

    Sonuçlar 0 / 5. Oy sayısı: 0

    Henüz puan verilmedi. İlk puan veren sen ol!

    İlginizi Çekebilir :  Güneş Paneli Nedir? Nasıl Çalışır?

    Bu içeriği faydalı bulduysanız..

    Bizi sosyal medyada takip edin!

    Bir yanıt yazın

    E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir