Rüzgar Enerjisi Kullanımı 10 Kat Arttı
Karada, denizde, çatınızda ve daha fazlası… Rüzgar enerji geliştiricileri sadece yel değirmenlerini takip etmiyor… Naam, aslında rüzgar enerjisinin 2007'de enerji üretiminin en düşük olduğu nokta olduğunu, lakin 2017'ye gelindiğinde ise rüzgar türbinleri, diğer yenilenebilir kaynaklarından daha da fazla olarak ABD enerji üretim kapasitesinin % 8'ini karşılayabilecek bir noktaya geldiğini söylüyor.
Kulağa pek hoş gelmeyebilir, ancak rüzgar enerjisi kullanımı 10 kat arttı ve bu büyümenin devam etmesi bekleniyor.
Yeni geliştirilen malzemeler ve tasarımlar; türbinleri daha büyük ve daha uzun hale getirdiğinden dolayı rüzgarlardan artık daha verimli bir şekilde faydalanabiliyoruz.
İsterseniz bazı önemli gelişmelere bir göz atalım.
1| Dünyanın İlk Yüzer Rüzgar Çiftliği
Rüzgar türbinleri değerli bir yenilenebilir enerji kaynağıdır, ancak bunları kurmak için iyi bir yer bulmak çeşitli zorluklarla karşılaşılabilir. Ürettikleri gücün taşıma maliyetini azaltmak için nüfuslu alanlara yakın olmaları gerekir. Ancak, nüfuslu alanlara çok yakın olma konusunda da görsel ve gürültü kirliliği oluşturma gibi bazı olumsuz yaklaşımlara da maruz kalmaktadırlar.
Gürültülüdürler ve doğal görünümlü olsalar da belirli bir mesafeden göze çok yakın görünmektedirler.
Peki neden onları okyanusa kurmuyoruz?
Bu, yeni bir fikir değil elbette. 2016'nın sonu itibariyle, Avrupa’daki kurulu açık deniz rüzgar enerjisi kapasitesi 14.384 MW’tır, ancak yeni olan asıl şey, türbinlerin deniz tabanına sabitlenmesi yerine yüzmesini sağlamaktır.
2017'nin sonunda, dünyanın ilk yüzen açık deniz rüzgâr çiftliğinin açılışı gerçekleştirildi. Kuzey Denizi’nde, İskoçya’nın Peterhead kıyılarında kurulumu gerçekleştirilen bu Hywind rüzgar çiftliği, 30 megawatt elektrik üretebilecek devasa yatay eksenli türbinlerden oluşuyor.
Dünyanın ilk yüzen rüzgâr çiftliği olan Hywind’ın tüm hikayesini bu videoda izleyebilirsiniz:
Hywind rüzgar çiftliğinin, 2003 yılından itibaren Norveç enerji firması Statoil’in öncülüğünde yapımına başlanmış olup 2017 yılında tamamlanmıştır.
Türbinler ve konumlarıyla ilgili temel bilgiler:
Türbinler, 129 metreye (423 fit) kadar derinlikte suya yerleştirilmiştir (ankrajlı türbinler genellikle 50 m (164 fit) derinliğe yerleştirilir).
Her türbin toplam 253 metre yükseklikte (yaklaşık 830 feet), suyun altında üçte biri ve okyanusun yüzeyinde yükselen geri kalan üçte 2 lik kısımı ile toplam 11.500 ton ağırlığındadır.
Türbinler, 1.200 ton ağırlığındaki zincirlerle deniz tabanına bağlıdır.
Her kanat 75 metre (246 feet) uzunluğundadır ki, bu bir Boeing 747 uçağının kanat açıklığından çok daha uzundur.
Kanatlar, rüzgar, dalga ve akıntılara göre hareketlerini ayarlayarak türbinleri dik tutmak için özel bir yazılım ile kontrol ediliyor.
Kuzey Denizi’nin bu bölgesindeki ortalama rüzgâr hızı 22 mph civarındadır ki bu değer ABD’nin en rüzgarlı şehri olan Dodge City, Kansas’ın ortalama hızından (13,9 mph) çok daha yüksektir.
Rüzgarlar daha güvenilir bir güç kaynağı sunuyor
Rüzgar hızındaki küçük artışlar, enerji üretiminde büyük artışlara neden olur. Amerikan Yer Bilimleri Enstitüsü’ne göre, 15 mil rüzgar hızındaki bir türbin, 12 mil rüzgar hızındaki bir türbinin ürettiği enerjinin iki katı kadar enerji üretebilir. Ayrıca, rüzgarlar karaya nispetle denizlerde daha sabit hız sağladıklarından dolayı daha güvenilir bir güç kaynağıdır.
ABD nüfusunun yaklaşık yarısı, Sahil Enerji Yönetim Bürosu’na göre kıyı bölgelerinde yaşıyor, bu nedenle deniz rüzgarı gelecekteki enerji ihtiyaçlarımız için pratik bir çözüm olabilir. Bu da gezegenimizin geleceği için çok önemli. Project Drawdown’ın gerçekleştirdiği araştırmaya göre, deniz rüzgârının dünya elektrik kullanımının yüzde 0,1’inden 2050’ye kadar yüzde 4’e yükseltilmesinin 14,1 gigaton CO2 emisyonunu önleyebileceği ön görülüyor.
Endişelenecek asıl konu ise, bu devasa türbin ekipmanlarının okyanusa yerleştirilmesinin deniz yaşamını nasıl etkileyeceğinin henüz bilinmiyor olmasıdır. Açık deniz rüzgar projelerine karşı çıkan insanlar, türbinlerin eğirme kanatlarının binlerce kuşu tahrip edebileceği endişesini dile getiriyor.
Kısacası, Hywind’in yüzen türbinleri hem teknoloji hem de mühendislik açısından inanılmaz bir başarıdır. Ancak, dünyanın enerji ihtiyacı artmaya devam ettikçe, muhtemelen bu tarz projelerin maliyet ve faydalarının daha dikkatle analiz etmek zorunda olduğumuzu göreceğiz.
2| Her Çatıda Mini Rüzgar Türbini
Evlerimize daha yakın ve çok daha küçük ölçekte çok farklı bir rüzgar çözümü daha var. Bir Nemoi rüzgar türbinini ilk gördüğünüzde, bunun bir türbin olduğunu bile fark edemeyebilirsiniz. Bu türbin, beyaz ve gümüş metalik bir yapıya ve merkezi bir eksen etrafında dönebilen üç dikey kanada sahiptir. Dönüş sabittir fakat tamamen sessizdir, ve çok fazla enerji üretecek kadar hızlı da görünmez. Fakat görünüş aldatıcı olabilir.
Nemoi türbininin yaratıcısı ve Semtive Energy firmasının CEO’su Ignacio Juarez göre, dört kişilik bir evin enerji ihtiyacını sadece saatte 10–13 mil rüzgar hızında karşılayabilir.
O zamandan beri Semtive, distribütörlerini, kamu hizmet şirketlerini ve son kullanıcıları içerecek şekilde müşteri tabanını genişletti. Juarez, “Son kullanıcı seviyesindeki müşteriler, güneş enerjisini tamamlayıcı olarak rüzgâr kullanıyor veya güneş panelleri kurmaya alternatif olarak değerlendiriyor” dedi ve ekledi: “Ayrıca yüzde 95 oranında geri dönüştürülebilir alüminyumdan yapılmıştır, bir kişi tarafından hızlı bir şekilde monte edilebilir ve yerel olarak üretilmiştir.”
Uluslararası Enerji Ajansı, 2017 ile 2021 arasında rüzgar türbinlerinin kullanımının her saatte 2,5 katı oranında artacağını tahmin ediyor. Yenilenebilir enerjileri gerçekten yaygınlaştırmak istiyorsak, daha erişilebilir olmalarını sağlamamız gerekiyor.
3| Rüzgar türbinlerini daha küçük, daha yakın ve daha basit hale getirmek
Juarez’in Nemoi’yi kurma motivasyonu — ve merkezi olmayan, kullanıcı tarafından üretilen temiz enerji vizyonu — kendisi ve ekibi tarafından “neden her çatıda rüzgar türbini bulunmadığını merak etmeye başlamaları” ile ortaya çıktı. “Mevcut türbinlerle ilgili sorunların nasıl çözüleceğini düşünmeye başladık.” dedi Juarez.
Geleneksel türbinler, yüksek rüzgar hızları gerektirir. Ayrıca, hem kurulumları hem bakımları çok büyük, ağır ve zordur. Örneğin, GE’nin 1.5 MW’lık modeli, 116 fit uzunluğa sahip kanatlara sahip olmakla birlikte, Boeing 747’nin kanat açıklığından daha geniştir bu.
Bu nedenle rüzgar çiftlikleri, hiçbir yerde yayılma alanlarının ortasında yayılmamaktadır. Devasa yatay eksenli türbinler oldukça verimli olsa da, ürettikleri enerjinin son kullanıcılara kadar da taşınması gerekir ki Juarez, “Bu enerjinin üretim noktasından kullanım noktasına kadar da taşınması esnasında yüzde 40'ını kaybediyorsunuz, çünkü onu taşımanız, saklamanız ve dönüştürmeniz gerekiyor” dedi ve ekledi: “Çözüm nedir peki?, basit; enerjiyi tüketeceğiniz noktada üretmektir.”
Ve, Nemoi türbinlerinin yaptığı da budur. Kurulduktan ve takıldıktan sonra, hemen şebekeyi beslemeye başlarlar ve şebekeden de çalıştırılabilirler. Amaç her türbinin sahibinin kullandığı enerjiyi aynı miktarda üretmesidir.
Juarez, “Evlerin daha akıllı olması, ihtiyaç duydukları enerjiyi kendilerinin üretmesidir” dedi. Pazarlama Müdürü Sofia Garcia Enciso da ekledi, “İnsanları; üretici, tüketici veya ikisi birlikte olma yönünde motive etmek istiyoruz — tüketmek yerine kendi enerjinizi üretmelisiniz diyoruz”.
4| Düşey eksenli rüzgar türbinlerinin faydaları
Genellikle gördüğümüz türbinler yatay eksenlidir. Yel değirmenleri gibi, kanatları yere dik olarak döner bunların. Yukarıda belirtildiği gibi, bu türbinler günümüzde devasa boyutlara ulaşmıştır, çünkü verimlilik söz konusu olduğunda daha büyük olmalılar. İletim ve dönüşümde kaybedilen enerjiye rağmen, büyük türbinler hala zamanımızda daha tercih edilir durumdadır.
Bununla birlikte, büyük yatay eksenli türbinlerinin kullanımının bir sınırı da vardır ve bu sınıra ulaştığımızda, farklı bir çözüme ihtiyacımız olacak demektir. Cranfield Üniversitesi’nin Offshore Yenilenebilir Enerji Merkezi’nden Dr. Maurizio Collu, buna dikey eksenli rüzgar türbinlerinin cevap olduğunu düşünüyor.
“Dikey eksenli türbinler… her zaman aynı yönde sabit bir çekim kuvveti oluşturur” dedi Dr. Maurizio Collu ve ekledi: “80 metrelik metal kanatları bir uçtan tutmanın stresi olmadan dikey eksenli rüzgar türbinleri potansiyel olarak daha büyük olabilir.”
Dönüşleri yatay eksenli türbinler kadar fazla yer kaplamadığından, dikey türbinler bir rüzgar çiftliğinde birbirine daha yakın yerleştirilebilir, bu sayede belirli bir alanda daha fazla elektrik üretilebilir.
Her bir kare alan için daha fazla türbini birleştirerek daha az rüzgarla dönmelerini sağlayarak ve sonuçta daha ucuz elektrik elde edebilir. Nemoi ile Semtive şirketi bu konsepti benimsemiş ve daha küçük alanlarda kullanılabilir hale getirmiştir. Juarez, “Enerjiyi demokratikleştirme yolunda bir adım olarak görüyoruz” dedi bu perspektiften.
5| Değişim rüzgarları beraberinde yeni maliyetler ve kar yapıları getiriyor
Juarez ve Garcia Enciso Arjantinlidir ve yerel zihniyetlerine uygun olarak Semtive’in ilk büyük müşterisi Buenos Aires’in hükümetidir ve bu hükümet şehirlerde metro istasyonlarına, halka açık parklara ve diğer belediye alanlarına güneş ve rüzgarla çalışan yükleme rıhtımları ve sokak lambalarına ekli paneller ve türbinler kurdu.
O zamandan beri Semtive şirketi, distribütörlerini, kamu hizmet şirketlerini ve son kullanıcıları içerecek şekilde müşteri tabanını genişletti. Juarez, “Son kullanıcı seviyesindeki müşteriler; güneş enerjisini tamamlamak için rüzgâr kullanıyor veya güneş panelleri kurmaya alternatif olarak bunu tercih ediyor” dedi.
Türbinlerin 4.695 $ ‘lık bir maliyeti var. Çoğu ev sahibi için bu küçük bir miktar değil, ancak devlet sübvansiyonları ve teşvik programları; şehir sakinlerini yeşile ve temiz havaya olan ihtiyaca doğru teşvik ettikçe daha da yaygınlaşacak bu durum. Ayrıca Eşdeğer enerji üretimi için güneş panelleri kurmanın maliyetini ise yaklaşık 20.000 dolardır ki bu çok daha yüksek bir maliyet, türbinlere kıyasla.
Dünyanın artan enerji ihtiyacı, dikey eksenli türbin teknolojisinin faydaları ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik maliyet ve çevrecilikle beslenen hareketler göz önüne alındığında, Semtive çalışmalarını durdurmak zorunda kaldı. Zira geçen dört yıl ve gerçekleştirilen sayısız inovasyon çalışmaları Nemoi’nin tasarımını haklı çıkarsa da, Juarez ve Garcia Enciso mevcut sorunların ve yasaların ortaya çıkardığı kısıtlamaların henüz bitmediğinin farkındalar. Hükümet düzenlemeleri ve enerji politikaları şu anda büyük kısıtlamalar getirmektedir.
Örneğin Arjantin’de, son kullanıcıların henüz şebekeyi beslemelerine izin verilmemektedir.
Semtive şirketi gibi teknolojilerin olanaklı kıldığı merkezileşmemiş enerjiyle ortaya çıkan maliyet ve kar yapılarındaki değişim, kamu hizmetleri, hükümetler ve girişimciler için kaçınılmaz bir durum olacaktır. Zira, hem ucuz hem de yeşil enerji kaynaklarından faydalanmak en tercih edilir olacaktır.
Garcia Enciso, “Hükümetler yenilenebilir enerji üretmeye başlamaları gerektiğinin bilincinde” dedi ve ekledi: “Artık politikaları değişmeye başladı.”
Singularity University