Dünya'mız dediğimiz, kalplerimizi üstünde koşturduğumuz, gün geçtikce üzüntüleri ve acıları artan bu mekan ile ilgili en fazla bilgiye Avcılar sahip olmalıdır.
Yenilenebilir 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 Enerji:
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
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 Biyo Yakıt:
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.
Katı Biyokütle:
Katı biokütle genellikle yaygın olarak doğrudan yanıcı yakıt olarak kullanılır, 10-20 MJ/kg (Mega Joule/Kilogram) ısı üretir. Çeşitleri ve kaynakları arasında belediyelerdeki katı atığın biojenik kısmı ya da tarlalardaki ürünlerin kullanılmayan kısmı olan odun yakıtı vardır. tarla ürünleri bilerek ya da bilmeyerek bir enerji ürünü olarak üretilebilir, ve kalan bitkinin yan ürünü yakıt olarak kullanılır.
Çoğu biokütle çeşidi içerisinde enerji bulunur. İneklerin gübresinde bile ineğin harcadığı asıl enerjinin üçte ikisi bulunabilir.
Bioreaktörlerle enerji hasadı yapmak süt ürünü çiftçilerinin yaşadığı atıkların yok edilmesi sorunu için ucuz bir çözüm olarak kullanılabilir ve çiftliği çalıştırmak için yeterli biyogaz üretebilir.
Şu anki teknolojiyle bunu ulaşım yakıtı olarak kullanmak ideal olarak mümkün değildir. Çoğu ulaşım aracı yüksek güç yoğunluğuna sahip içten yanmalı motorların sağladığı gibi enerji kaynakları gerektirmektedir. Bu motorlar genellikle sıvı halde bulunan, ancak sıkıştırılmış gaz safhasında da olabilen temiz yakıcı yakıtlar gerektirir. Sıvılar daha taşınabilirlerdir; çünkü yüksek enerji yoğunluğuna sahiplerdir ve pompalanabilirler bu da idaresini daha kolay yapabilir.
Ulaşım dışındaki uygulamalar bir araya gelmiş ısı ve güç için genellikle daha ucuz olan katı biokütle yakıtla çalışabilen dıştan yanmalı motorların düşük güç yoğunluğuna dayanabilirler. Biokütlelerin bir çeşidi bin yıldır kullanılan odundur. İki milyar kişi her gün yemek yaparken ve kışın evlerini ısıtırken biokütle yakarlar; ancak bu insan eliyle yapılan iklim değişikliği olan küresel ısınmaya fazlaca etkisi olmaktadır.
Asya'dan kutuplardaki buzullara giden is, buzulların yazın daha hızlı erimesine neden olmaktadır. 19. yüzyılda, odun ateşiyle yanan motorlar oldukça yaygındı ve sanayi devriminde sağlıksız hava kirlemesine çoğunlukla neden olmuştur. Kömür bin yıldan fazla süredir yenilenmeyen enerji yaratmak için sıkıştırılıp oldukça kirlilik yaratan fosil yakıt üretmek için kullanılan bir biokütle çeşididir.
Odun ve yan ürünleri artık gazlaştırma gibi işlemlerle odun gazı, biyogaz, metanol ya da etanol yakıtı gibi bioyakıtlara dönüştürülebilmektedir; ancak bu yöntemleri uygun fiyatlı ve pratik kılabilmek için daha da geliştirme gerekebilir. Şeker kamışı kalıntısı, saman sapı, mısır koçanı ve diğer bitki maddeleri oldukça başarılı şekilde yakılabilmektedir ve yakılmaktadır. Bu işlemle atmosfere katılan net karbondioksit emisyonu sadece biokütleyi ekmek, gübrelemek, hasadını almak ve ulaşımını yapmak da tüketilen fosil yakıttan gelmektedir.
Kavak ve söğüt gibi kısa devirli ağaçlardan ve parlak ot ve tropik bölgelerde bulunan uzun çim gibi çimlerden biokütle elde etmek için uygulanılan işlemler yıllık tipik ürünlere göre daha az sıklıkla toprak işlemesi ve daha az nitrojen gerektirmektedir. Uzun çimleri peletme ve elektrik üretmek için yakmak incelenmektedir ve belki de ekonomik olarak uzun ömürlü olacaktır.
Biyogaz:
Biyogaz şu an kullanılan kağıt üretimi, şeker üretimi, lağım, hayvan artığı ve benzeri atık kollarından rahatça elde edilebilmektedir. Bu çeşitli atık kolları bir araya getirilmesi ve doğal olarak bir araya gelmesi sağlanması gerekmektedir ve böylece metan gazı üretilir. Bu şu anki kanalizasyon tesislerini biyogaz tesislerine dönüştürerek elde edilebilir. Bir biyogaz tesisi sahip olduğu tüm metanı salınca, kalanları bazen asıl biokütleden daha uygun gübreler olarak kullanılabilirler.
Alternatif olarak biyogaz mekanik biyolojik arıtma gibi ileri atık işleme sistemleri kullanılarak elde edilebilir. Bu sistemler ev atıklarının geri döndürebilir unsurlarını kurtarmaktadır ve biyolojik olarak çözülebilen kısımları anaerobik arıtıcılarda işleyebilir.
Yenilenebilir doğal gaz, doğal gaza benzer bir kaliteyi geliştirilmiş bir biyogazdır. Bu doğal gazın kalitesini arttırmak var olan gaz sistemiyle gazın kitle pazara sürülmesini sağlamaktadır.
Jeotermal Enerji:
Jeotermal enerji hem dünyanın bazı yerlerinde yerkabuğunun kilometrelerce altından hem de dünyanın her yerinde jeotermal ısı pompalarının birkaç metre altından dünyanın kendi ısısından elde edilen enerjidir. Bir enerji tesisi kurmak oldukça masraflıdır; ancak işletme masrafları düşüktür ve uygun yerlerde için düşün enerji masrafları sağlamaktadır. Nihai olarak bu enerji Dünya'nın çekirdeğindeki ısıdan elde edilmektedir.
Jeotermal enerjiden güç sağlamak için üç çeşit enerji tesisi kullanılmaktadır: kuru buhar, flash, ve ikili. Kuru buhar tesisleri tabandaki çatlaklardan buhar alarak bunu doğrudan bir jeneratörü çalıştıran bir türbini çalıştırmak kullanır. Flash tesisleri genellikle 200°C üzerinde ısılarda olan sıcak suyu tabandan alır ve bunun kaynamasına izin verir, böylece su yüzeye yükselir ve suyu buhar aşamasında daha sonra buhar/su ayırıcılarında ayırır ve daha sonar buharı bir türbine geçirir. İkili tesislerde, sıcak su ısı değiştiricilerinden akar, ve türbini döndüren bir organik sıvıyı ısıtır. Sıkıştırılmış buhar ve üç çeşit tesislerin her birindeki kalan jeotermal sıvı daha fazla ısı alabilmek için geri sıcak tabana enjekte edilir.
Dünya'nın merkezinden alınan jeotermal enerji bazı yerlerde diğer yerlere göre yüzeye daha yakındır. Sıcak yüzey altındaki buhara veya suya bağlanılabilinen ve yüzeye getirilebilinen yerlerde bu elektrik üretmek için kullanılabilir. Bu tür jeotermal enerji kaynakları Şili, İzlanda, Yeni Zelanda, Birleşik Devletler, Filipinler ve İtalya gibi belirli coğrafi olarak dengesiz yerlerde bulunmaktadır. Birleşik Devletlerde bu tür bölgelerin en önemli ikisi Yellowstone çanağı ve kuzey California'dır. İzlanda 2000 yılında jeotermal ısıyla 170 MW jeotermal enerji üretti ve tüm evlerin %86'sını ısıttı. Toplamda kapasitenin yaklaşık 8000 megavatı faaliyettedir.
Ayrıca sıcak kuru kayalardan jeotermal enerji elde etme potansiyeli de mevcuttur. Dünyanın içine doğru en az 3 km derinliğinde delikler kazılmaktadır. Bu deliklerin bazıları tabanın içine su pompalarken diğerleri dışarı sıcak su pompalar. Isı kaynağı kaya ve dünyanın yüzeyi arasında yeterince sediment olduğunda ısınan sıcak yüzey altı radyojenik granit kayalardan oluşmaktadır. Avustralya'daki birkaç şirket bu teknoloji üzerinde incelemelerini sürdürmektedir.
Limitsiz enerji platformuna müteşekkiriz. Onların datalarından faydalandık.