48-GELECEĞİN TEKNOLOJİLERİ

Yapılan araştırma-geliştirme çalışmaları sonucu ticari olarak kullanılabilecek, verimli yeni teknolojilere yönelik umut vaadeden pek çok gelişme olmaktadır. Etrafımızda var olan enerji kaynaklarını kullanma yönünde yapılan atılımlar hem kaynak çeşitliliği sağlama hem de iklim değişikliğiyle mücadele yönünde karbon salımını azaltma yönünde önemli katkı sağlayacaktır. Geliştirilmesi önceliklendirilen teknolojilerin, bol bulunan, verimli ve çevre dostu kaynaklar olmasına özen gösterilmektedir.

Güneş enerjisi alanında gelişen teknolojiler özetle şöyledir;

Perovskit

Üçüncü nesil olarak anılan, geleceğin güneş enerjisi teknolojisi olarak düşünülmektedir. Hala gelişim sürecinin başında olmakla birlikte,sistemin enerji verimliliğinin artışı yönünde önemli bir katma değer sağlayacaktır. Perovskit, atom bazlı bileşen yapısıyla yüksek verimlilikte bir güneş hücresi malzemesi sağlar ve ışığı görülebilen tüm dalga boylarından çeker.

Yüzer Güneş Enerjisi Santralleri

Dünyanın dörtte üçünün suyla kaplı olduğu düşünülecek olursa yüzer güneş enerjisi santrallerinin ne denli yüksek bir potansiyel vaadettiği daha rahat anlaşılır. Yüzer GES kurulumları maliyetinin arazi kurulumlarına kıyasla daha düşük, elektrik üretiminin de %10 oranında suyun soğutma etkisiyle daha yüksek olduğu belirtilmektedir. Ticari olan ilk yüzer GES ABD Kaliforniya’da 175 kWH büyüklüğünde kurulmuştur.

Binaya Entegre Fotovoltaik (BEFV)

Bu sistemler binanın, çatısından cephesine, tentesine kadar tüm elverişli alanlarına uygulanabilecek şekilde tasarlanmaktadır. BEFV’ler mimari tasarım aşamasında planlandığından, çatıya kurulan sistemlere kıyasla çok daha estetik görünümlüdür. İnşaatta kullanılan bazı malzemeleri ikame ettiği için, hem bu malzemelerden hem de elektrik maliyetinden tasarruf sağlar. Diğer avanatları arasında enerji verimliliği, yüksek termal ve ses izolasyonu, daha düşük bakım ve onarım maliyetleri bulunmaktadır.

Solar Tabakalar

İnce bir film gibi tasarlanan solar tabakalar otobüs camlarına uygulanan reklamlara benzerler. Araştırmalar göre solar ince-film tabakalar ışığı seçici bir şekilde filtreleyebilmesiyle yüksek verimlilik sağlamaktadır.

Solar Kumaş

Bu konuda yapılan çalışmalarda, her kumaş lifi güneş enerjisi içerecek şekilde bir solar kumaş geliştirilmektedir. Bu solar lifler tişört, manto gibi çok çeşitli giyim malzemesine uyarlanabilmekte, hem giyen kişiyi sıcak tutmakta hem de enerji üretip örneğin telefon şarj edebilmektedir. Giyim dışında evdeki dokuya uyarlanması, çatının yanı sıra güneşten elektrik üretiminde farklı bir alternatif sunmakta ve kurulum maliyetlerini düşürmektedir.

Fotovoltaik Solar Gürültü Bariyerleri

Özellikle trafik yoğunluğunun fazla olduğu ülkelerde gürültü kirliliği önemli bir sorundur. Bu konunun üstesinden gelmek için ABD’de birçok eyalet 3.000 millik trafik gürültü bariyeri kurmuştur. Gürültü bariyerlerinin böylesine yoğun kullanıldığı ABD’de şu anki amaç bu bariyerlerden aynı zamanda enerji elde etmektedir. Şu anki kurulumlar bunun 400 GWh bir enerji üretimine karşılık geleceği düşünülmektedir.

Güneş enerjisinin yanı sıra geleneksel teknolojilerin ötesinde bir açılım getiren yeni teknolojilerden bazıları da aşağıdaki gibidir;

Na-TECC

Sodyum –Termo-Elektro-Kimyasal-Dönüştürücü. Bu teknolojiyle elektrik, katı bir elektrolidin zıt taraflarındaki sodyum redoks reaksiyonun termal olarak yönlendirilmesi sonucu oluşan güneş ısısıyla üretilir. Bu süreç, daha yüksek verimlilik ve daha az ısı sızıntısıyla bir üretim olanağı sağlar. Buradaki amaç %45’ten daha yüksek bir verimlilikle ısıdan elektrik üretimi sağlamaktır. Na-TECC teknolojisinin dağıtık enerji uygulamalarında kullanımı idealdir. Bir evin arka bahçesine kurulumu yapılabilecek bu uygulamayla, güneşten gelen ısı tüm evin enerji ihtiyacını karşılayabilecek şekilde kullanılır.

Betavoltaik

Bu teknoloji nükleer atığı elektriğe dönüştürmek için kullanmaktadır. Araştırmacıların fotovoltaik panellere çok benzer olarak geliştirdikleri bu teknolojide güneşten gelen fotonlar yerine, bu nükleer atıklardan salımı yapılan yüksek-enerjili elektronlar kullanılmaktadır. Betavoltaik teknolojisi 1950’lerden beri araştırılmakta, geliştirilmekte olan bir teknolojidir ancak araştırmanın odağı trityum ve nikel-63 gibi beta-salımı yapan izotoplardan nükleer atıkta sıkça rastlanılan strotunyum-90 izotopuna kaymıştır. Strontuyum-90 enerji spektrumu, kristal-silikon hücrelerde kullanılan tasarım mimarisine çok paralel olduğundan yüksek verimlilikte bir dönüşüm sağlayabilecektir.

Esnek Jeneratörler

Polimerlerin termoelektrik jeneratörlerde kullanılmasıyla elektrik üretilmektedir. Bu aletler ısıyı herhangi bir oynak parça olmaksızın elektriğe çeviren cihazlardır. Genel olarak inorganik yarı iletkenlerden yapılırlar. Ayrıca polimerler, esnekliklerine ve düşük termal iletkenliklerine bağlı olarak ideal malzemelerdir. Bu özellikleri, aktif soğutmaya ihtiyaç duymayan böylelikle üretim maliyetlerini düşüren yüksek performans tasarımlar yapılmasına imkan vermektedir. Sürüdürüle projelerden birinde, herhangi bir sıcak su borusunun etrafını sararak atık ısıdan enerji üretebilecek radyal bir termoelektrik jeneratör tasarlanmıştır. Daha kısıtlı, küçük ölçekli bir uygulama alanına sahip olan termoelektrik yine de bazı durumlarda pillerin yerini alabilecektir.

Bahsi geçen teknolojilerin yanısıra radyo dalgaların geri dönüşümü ile enerji üretimi, piezoelektrik enerjisiyle mekanik gerilimleri ortam titreşimlerden enerjiye dönüştürme, optik rektan (optical rectenna) gibi pek çok yeni teknoloji üzerine araştırma geliştirme çalışmaları sürmektedir.