Güneş enerjisi ABD’deki elektrik üretiminin yüzde 2’sinden bile daha azına denk
geliyor ama eğer bulutlu günler ve gece saatlerindeki kullanım için olan elektrik
üretimi ve enerji depolama maliyetleri daha ucuz olursa, bu yüzdenin üzerine
çıkabilir.
Nature’da yayınlanan ve Purdue Üniversitesi öndeliğindeki bir ekibin geliştirdiği
yeni bir materyal ve üretim yöntemi, şimdi elektrik üretmek için güneş
enerjisini kullanmanın (ısı enerjisi olarak) daha etkili bir yolunu sunuyor. Bu
buluş, güneş enerjisinden elektrik üretimini ABD elektriğinin yüzde 60’tan
fazlasını üreten fosil yakıtlarla doğrudan maliyet rekabetine sokmak için önemli
bir adım olarak görülüyor.
Purdue’da malzeme mühendisliği profesörü olarak görev yapan Kenneth
Sandhage, “Güneş enerjisini ısı olarak depolamak, enerjiyi bataryalarla
depolamaktan daha ucuz. Bu nedenle de bir sonraki adımımız, güneşin ısısından
elektrik üretmenin maliyetini düşürmek ve hiçbir sera gazı salınımı yapmamak,”
diyor.
Güneş enerjisi, elektriği sadece çiftliklerdeki veya çatılardaki panellerle
üretmiyor. Bunun için var olan bir diğer seçenek, ısı enerjisiyle çalışan
konsantre enerji santralleri.
Konsantre güneş enerjisi santralleri, güneş enerjisini elektriğe dönüştürmek için
ayna veya lensleri kullanıyor ve bu yolla bol miktarda ışığı küçük bir alana
topluyor ve böylece sonrasında erimiş tuza aktarılan ısı üretiliyor. Ardından
erimiş tuzdaki ısı, elektrik üretimi için genişleyen ve bir türbini döndüren süper
kritik karbondioksite aktarılıyor.
Çözüm Zirkonyum Karbür Ve Volframda Saklı
Güneş enerjisinden elde edilen elektriği daha ucuza mal etmek için, türbin
motorunun aynı miktarda ısıyla daha fazla elektrik üretmesi gerekiyor. Bu da
motorun daha yüksek ısıda çalışması gerektiği anlamına geliyor. Ancak sorun şu
ki, erimiş tuzdaki ısıyı süper kritik karbondioksite aktaran ısı eşanjörleri
paslanmaz çelik veya nikel bazlı alaşımlardan yapılıyor. Bu maddeler de
istenilen daha yüksek ısılarda ve daha yüksek süper kritik karbondioksit
basınçlarında fazlaca yumuşuyor.
Bu soruna bir çözüm bulmak isteyen Sandhage, daha dayanıklı ısı eşanjörleri
elde etmek adına kompozit materyaller tasarlamak istedi ve meslektaşlarıyla
birlikte yaptığı çalışmaların sonucunda iki materyalin bileşik olarak kullanımının
umut verici sonuçlar verdiğini gördü: Bir seramik türü olan zirkonyum karbür
ve bir metal türü olan volfram.
Yapılan mekanik deneyler sonucunda, bu yeni kompozit materyalin daha
yüksek ısıya dayanmak için uygun hale getirilebildiği ve günümüzün ısı
eşanjörlerinden daha etkili bir sonuç verebildiği görüldü. Ayrıca, yapılan
ekonomik analizlerde, bu ısı eşanjörlerinin büyük ölçekli üretiminin, şu anda
kullanılmakta olanlara benzer ya da onlardan daha ucuz maliyetlerle
yapılabileceği de belirlendi.
Sandhage’e göre, geliştirilmesine devam edilmesi durumunda, bu teknoloji
sayesinde neticede yenilenebilir güneş enerjisi elektrik şebekesinde geniş çaplı
olarak yerini alabilir ve insanların elektrik üretirken neden olduğu karbondioksit
salınımında ciddi miktarda bir düşüşe gidilmesinin yolu da açılabilir.
Wow