İncir çekirdeğini doldurmayacak yazılar

Güneş enerjisi bedava mı?

kaynak: Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğükaynak: Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü

Ülkemiz güneş zengini bir ülke diyebiliriz. Ancak kullanım oranına bakıldığında aynı zenginliği ne yazık ki göremiyoruz. “Dere akar, Türk bakar” diye meşhur bir söz var ya işte o misal. “Güneş vurur, Türk durur” Bu sözü de ben söyleyeyim bari. Ülkemiz güneş kaynaklı elektrik üretimine son derece müsait olmasına rağmen şu an ki durum hüsran. 2014 yılı itibari ile kurulu gücümüz 40 MW. Güneş ışınım gücü bizden %60 daha az olan Almanya’nın kurulu gücü ise 38.359 MW. Aradaki fark ise şaka gibi. Küsuratının küsuratı kadar bile yokuz. Adamların onlar hanesi 59 MW bizim tüm gücümüz 40 MW. Üstelik bize gelen güneşin %40’ı oraya vuruyor. Doğru orantı ile bizim güneşten kaynaklı kurulu gücümüzün 95.897 MW olması gerekiyor. Ancak bu rakamı 3023’te bile göreceğimiz şüpheli. O tarihe kadar zaten bu yazıyı okuyan hiç kimse yaşamayacak.  Almanya’nın güneş haritası hemen altta. İki görselden de hemen anlaşılacağı üzere Almanya’nın güneş için en verimli kesimleri olan güney kısımlarında yıllık ışınım oranı 1350 kWh/m² iken Türkiye’nin en verimsiz uç bölgelerinde bile 1400 kWh/m² ile daha fazladır. Ancak ne hikmetse güneşten elde ettikleri elektrik miktarı bizim tam 1.000 (yazıyla bin) katımız.

almanya_gunes_haritasikaynak: wikipedia

Avrupa’da güneş konusunda İspanya, İtalya, Yunanistan gibi ülkeler ile birlikte en zengin ülkeler olduğumuz bir gerçek. Ancak karşılaştırmada hepsinden geriyiz. Norveç‘in önündeyiz çok şükür. Çünkü onların hiç güneşi yok. Ancak adamlar inat etmiş bu sefer de güneş panellerinin içinde kullanılan silikon hücrelerini dünyadaki en büyük üreticisi konumuna gelmişler. Aşağıdaki listede biz yokuz ama 40 MW ile 20. sıradan giriş yapmamız lazım listelere. Potansiyel bakımından ilk 3 ancak üretim bakımından 20. sıra. Dokuzuncu sırada yer alan Romanya‘nın yıllık 49 MW üretimden birden 1.000 MW a çıkması ise takip edilmesi gereken bir atraksiyon. Devletin yeşil sertifika programı ve teşvikleri ile birlikte bu patlama yaşanmış. Aynı durum şu an Türkiye için de biraz geçerli. Ancak durum biraz farklı. Romanya’nın yeşil sertifika programı biraz daha teferruatlı. Ürettiğin elektriği satma üzerine kurulu bir sistem, bizdeki gibi. Yenilenebilir kaynaklardan elektriğini üret ve sat. Üstelik kaynakların cinsine göre alacağın GC (green cerfiticate) daha fazla. Yani daha fazla yeşil elektriği daha ucuza millete satabilirsin. Örnek olarak rüzgardan 2 GC kazanıyorsan güneşten 6 GC kazanıyorsun ve daha çok satabiliyorsun. Güzel bir sistem. Ülkemizde de bu mantıkla küçük küçük derelere bir çok HES yapıldı ve halen yapılmakta. Böyle bir puanlama sistemi bildiğim kadarı ile bizde yok. Romanya’da yeni HES’lere 3 GC puanı, son teknoloji ile yenilenmiş HES’lere ise 2 GC puanı veriliyor. Tabi güneş enerjisindeki 6 GC puanına göre nispeten az. Türkiye’de de aynı durum söz konusu olmuş olsa idi yatırımcılar güneş tarafını seçmeleri daha muhtemeldi diye düşünüyorum. Türkiye’nin de yenilenebilir enerji politikaları gözden geçirilmeli ve daha köklü iyileştirmeler yapılmalı.

avrupa_gunes_haritasi kaynak: http://solargis.info/imaps

avrupa_gunes_kurulu_guckaynak: wikipedia

Isı pompası (heat pump) nedir, nasıl çalışır?

Isı pompası son yıllarda adından sıkça söz ettiren bir cihaz. Özellikle enerji verimliliği denildiği zaman akla neredeyse gelen ilk üç-beş cihazdan birisi. İngilizcesi heat pump olan cihazın birebir çevirisi ısı pompası güzel bir kelime. Kanaatimce de bu Türkçe isim absürt durmuyor, gayet başarılı. Bu kadar edebiyat yaptıktan sonra ısı pompasının ne olduğuna gelsem iyi olacak.

Isı: Bir enerji çeşididir. Fotonların ve moleküllerin hareketleri ve etkileşimleri sonucu ortaya çıkmaktadır.

Pompa: Hava veya bir başka akışkanı bir yerden başka yere taşımaya yarayan araç. Yani bu işi yaparken zorla yapmakta. Gönül rızası ile değil. Gönül rızası ile olsa araç veya aracı kullanmaya gerek yok. Direkt giderdi zaten.

Bu iki tanım neticesinde şunu anlıyoruz ki ısı pompası makinesi, ısının bir noktadan diğer noktaya zorla, bir aracı kullanılarak götürülmesi işini yapan makinedir.

Termodinamiğin ikinci kanunu der ki;

Soğuk bir cisimden, sıcak bir cisme ısı akışı olmaz. Normal yollarla olmaz ama zorlama ile olabilir. Değişik yöntemler kullanarak olabilir.

Evet o zaman ısı pompası tanımı aklımızda şekillendi sayılır. Isı pompası ısıyı taşıyan, ona aracı olan bir makine.

thermal_turkce2_isi_pompasi

Yukarıdaki şekilden yardım alarak özetle bir ısı pompasını anlatmaya çalışacağım. 1 numara kompresör, 2 kondanser (yoğuşturucu), 3 genleşme vanası, 4 evaparatör (buharlaştırıcı). Arada görünen ince borular ise içinde güzel bir akışkanın dolaştığı bakır borulardır. Güzel akışkanımıza daha teknik bir isim verecek olursak soğutucu akışkan (SA) diyebiliriz. Kompresör adından da anlaşılacağı üzere akışkanı sıkıştırır (ingilizce compress: sıkıştırmak) Sıkışan akışkanın yönü 2 numaraya yani kondansere doğrudur. Burada sıkışmış, içi içine geçmiş akışkanın basıncı yükselir. Nitekim en basitinde PV=nRT lise kimya derslerinde görmüşüzdür. Buradan bile yola çıkarsak V hacim sabit, bakır borular ve metal alaşım kondanser tamamen kapalı ve hacim sabit. n mol sayısı, akışkanda herhangi bir azalma veya artırma olmadığından bu da sabit. R adı üstünde gaz sabiti, sabit oğlu sabit. O zaman eşitliğin (PV=nRT) basıncını (P) yükseltirsek yükselebilecek tek şey kalıyor formülde. O da sıcaklık, yani T. Kompresör görevini yaptı basıncı ve sıcaklığı yükseltti ve kondansere (yoğuşturucuya) gönderdi. Kondanser burada ısıtmak istediğimiz alanda olan bir makine parçasıdır. Evimizde kullandığımız klimanın duvarda yer alan iç ünitesini içi. Buraya borularla gelen akışkan (güzel akışkan, soğutucu akışkan) iç oda havası ile bir serpantinde karşılaştırılır. Nispeten soğuk olan oda havası akışkandan ısı alır. Yani termodinamiğin ikinci yasası güzel bir şekilde burada işler. Hatta buna bir fan da eklersek bu ısı transferi çok daha hızlı olur. İç ünite fanı oda havasını emerek bakır boru sarmalı ve serpantini üzerinden geçirir. Bu esnada boru içerisindeki aşırı sıcak akışkan ısısını havaya verir ve havanın ısınmasını sağlar. SA biraz da olsa soğumuştur ve buharlaşacak hali yok ya yoğuşmaya başlamıştır. Yoğuşma (ingilizce condense: yoğuşmak) yapmıştır. Hemen sonraki durak; genleşme vanasına sıra gelmiştir. Genleşme vanasının görevi ise akışkanın basıncını düşürmek ve dolaysıyla sıcaklığının da düşmesini sağlamak. Basıncı ve sıcaklığı düşen sıvı haldeki akışkanın son durağı buharlaşma ünitesi. Yani evaparatör (buharlaştırıcı) Burada soğutucu akışkan dış bir kaynaktan ısı alarak gaz fazına geçer. Bu dış kaynak hava olabileceği gibi, su veya toprak ta olabilir. Nitekim evlerimizde kullandığımız klimalarda bu dış kaynak havadır. Bazı bölgelerde ise bu buharlaştırıcı ünite toprağa gömülerek, toprak ısısından faydalanılır. Bu seferde toprak kaynaklı ısı pompası (geothermal source heat pump, GHP) olmuş olur. Havadan ısı alan hava kaynaklı ısı pompası (air source heat pump, ASHP), sudan ısı alan ise su kaynaklı ısı pompası (water source heat pump, WSHP) diye adlandırılır. Evet artık dış kaynaktan ısı alarak gaz fazına geçen akışkan, tekrar ilk çıktığı yere, kompresöre girebilir. Sonrasında ise çevrim aynı şekilde tekrarlanmakta.

Yukarıdaki paragrafta ısı pompası çevriminin aşama aşama, durak durak nerelere uğradığı ve ne gibi durumlar ile karşılaştığını anlattım. Dört ana durakta görevini tamamlayan soğutucu akışkan bir yerde (buharlaştırıcıda) ısı alarak buharlaşıyor, bir yerde (yoğuşturucu) ısısını vererek yoğuşuyor. İki kez ısı alma verme olayı yaşanıyor. Bir yerde (kompresör) sıkıştırma, diğer bir yerde (genleşme vanası) ise genişletilme olayına maruz kalıyor.

Şimdi +1 vites akademik atlayalım.

r410a-cevrimi-sicaklik-basinc

İlk görselde tüm ekipmanlar ayrıntılı bir şekilde yer almıştı ve görevlerini anlatmıştım. Aynı çevrimin esas oğlanı, güzel akışkan, soğutucu akışkandan bahsedeyim biraz. Üstteki görselde daha güzel resmedilmiş. Soğutucu akışkanımızın ismi R410A. Akışkanın en büyük özelliği ise yukarıdaki çizimden de açıkça anlaşılabileceği gibi, 12°C’de (882 kPA) gaz halinde olabilmesi. Oysa aynı basınçta yaşam kaynağımız su sıvı fazındadır. Su bu basınçta yaklaşık 98°C sıcaklığında gaz fazına geçer. O zaman düşük sıcaklıklarda gaz olabilen, kızgın buhar olabilen bu akışkana güzel akışkan demek yanlış olmaz. Teknik ismi ise soğutucu akışkan (coolant, refrigerant)  Kompresörün akışkanı 2516 kPA basınca ve  65°C sıcaklığa çıkardığını görüyoruz. Bu durumda akışkanımız kızgın buhar Bölgesindedir. Soğutucu akışkan R410A’nın termodinamik tablolarına ulaşmak için buraya tıklayabilir, bu basınçlarda ve sıcaklıklarda akışkanın hali vakti nasıldır görebilirsiniz. 65°C sıcaklığındaki akışkan serpantin içerisinden geçerken odadaki hava bir fan yardımı ile bu serpantine girip çıkması sağlanır. Genişletilmiş ısı transferi yüzeyleri sayesinde nispeten daha soğuk oda havası, aşırı kızgın haldeki akışkanın ısısını alır. Kendi ısınır (sıcaklığı artar) soğutucu akışkanı ise bir miktar soğutur. Görselden görüleceği üzere 65°C girip 37°C çıkıyor. Ardından genleşme vanası basıncını ve sıcaklığını düşürüyor. 882 kPA ve 7°C civarına. Oradan buharlaştırıcıya girerek hava kaynaklı ise dış havadan, su kaynaklı ise sudan ısı alarak akışkan buhar fazına geçiyor. Akışkanımızın sıcaklığı artık 12°C civarında oluyor. Akışkan artık buhar fazında ve kompresöre tekrar girmeye hazır. Orada superheat ve subcooling var. Ona şu an hiç girmiyorum yazı çok uzadı. Daha sonra girebilirim.

hpump

Yukarıdaki şekilde tüm anlattıklarımızın bir özeti var aslında. Olay özetlenmiş. Soğuk ortamdan ısı alınarak, sıcak ortama veriliyor. Ancak ilk başta ne demiştik, termodinamiğin II. yasası böyle bir şeyin olmasının imkansız olduğunu söylüyor. Isı hiç bir zaman soğuk ortamdan sıcak ortama akmaz, gitmez. Haklı da. Kışın sıcak evimizin penceresini açsak odamız ısınmaz, soğur. Bunu bilmek için termodinamikçi olmak gerekmez. Peki o zaman nasıl oluyor? Evet yukarıdaki şekilde “W” diye gösterilen bir iş girişi olmakta. Bu “W” işi kompresörün sisteme verdiği iş. Kompresör ise en basit tabirle elektrik ile çalışır. Elektrik ile çalışan kompresör “W” işini yaparak soğuk ortamdan sıcak ortama ısı transferini sağlıyor. Bunu zorla yapıyor, bir nevi pompa mantığı. Doğal haline bıraksak akmayacak ısıyı, zorla, aracı kullanarak yapıyor. Bunun için bu makinenin ismine ısı pompası deniliyor. Isıyı bir noktadan diğer bir noktaya taşıyor ve bunu zoraki yapıyor. O zaman ısı pompası ismi gayet yerinde ve başarılı bir tanımlama.

Isı pompasını anlatırken aslında klimayı da anlatmış olduk. Anca ona da daha sonra kısaca değineceğim.

Aşağıda yakıt karşılaştırması yaptığım bir tabloyu da ekledim. Görünen o ki kışın ısınmak için Türkiye’de günümüz şartlarında (15 Ocak 2015) en mantıklı çözümler: Doğalgazla ısınma, hava ve toprak kaynaklı ısı pompası olduğu bir gerçektir. Odun ile ısınmada (tüm evin ısıtılması söz konusudur, sadece 1 oda değil) yılda 2,899 TL harcanırken, hava kaynaklı ısı pompasında (yani sıradan bildiğimiz bir klima, A Class) 1.528 TL, doğalgazlı kombide ise 1.303 TL ödememiz gerekiyor. (Bu hesaplamalar yuvarlak hesaplardır ve sistem dizayn maliyetlerinden bahsetmedim bile)

yakit_karsilastirmasi-2

Ölüden enerji elde etmek?

Tüm dünyada bir enerji dar boğazı olduğu yadsınamaz bir gerçek. Nitekim enerji uğruna savaşlar çıkmakta ve nice masum insanlar yerinden yurdundan olmakta ve hatta ölmekte. Bin kılıf uydurularak yapılan enerji savaşları, gözlere sahte perdeler çekmekte ve olan masum insanlara olmakta. Güçlü olanlar ezmekte, enerjiye ulaşmakta ve sefasını sürmekteler. Bu kadar hayati bir metanın (enerji kaynaklarının) elde edilebilmesi, verimli kullanılması ve tasarrufu haliyle önem arz ediyor. İngiltere’de enerji konusuna son derece önem veren ülkelerin başında geliyor. İrlanda’nın enerji verimliliğine önemini daha önceki “Enerjiyi verimli kullanma (kullan)” yazımda anlatmıştım.

İngiltere sinekten yağ çıkarmanın peşinde. Krematoryumlarda (ölülerin cesetlerinin yakıldığı yerler) cesetlerin yakılması ardından çıkan sıcak baca gazından yararlanmanın yolunu aramışlar ve bulmuşlar. Krematoryumdan çıkan baca gazlarından bir eşanjör yardımı ile suyu ısıtmaktalar. Isıtılan suyu ise krematoryumun ofis kısımlarında, ibadet kısımlarında hatta etraftaki yapılarda kullanmaktalar. Bu sayede hem enerjiden tasarruf edilmiş oluyor hem de baca gazının sıcaklığı azaltılıyor. Azaltılan baca gazı sayesinde atmosfere atılan cıva diğer zarar verebilecek metal gazlarının da azalması sağlanıyor. Nitekim ölülerin dişlerindeki dolgularda bol miktarda cıva yer almakta ve İngiltere Yasaları bunun atmosfere karışmasına karşı. Baca gazlarının daha düşük seviyelerde olmasıyla bu sorunda ortadan kalkmakta.

krematoryum_enerji2

Redditch Krematoryumu’nda bu şekilde elde edilen ısı hemen yanındaki Abbey Stadyumu yüzme havuzunda, suyu ısıtmak için kullanılmakta. İnsan yüzerken bir hoş olur ama öyle yapacak bir şey yok. Hem bu sayede stadyumun yıllık gaz faturaları yaklaşık 15.000 sterlin azalmış. Türkiye’de krematoryum yok. Zincirlikuyu Mezarlığı’nda Osmanlı zamanında yapılmış ancak daha sonra yıkılarak otoparka çevrilmiştir. Bir kaç sene önce Antalya’da yapılması planlanmıştı ancak yapıldığı ile ilgili hiç bir bilgi yok. Yapılmadı galiba. İngiltere’de ise yaklaşık 240 krematoryum bulunmakta ve tespitlerime göre 2 adetinde bu sistem bulunmakta.

abbey-stadyum

Redditch-krematoryumu

Romatik rüzgar türbini!

Rüzgar türbini arka planlı romantik klip ve film çekimine artık son. Yazdığım yazıda da amacının dışında kullanılan rüzgar türbinlerini artık hiç bir yönetmenin arka plan çekmeyi arzulayacağını düşünmüyorum. Nitekim çelik bar tipinden yamuk beşgen çelik kafes yapısına geçiş yapılmakta yavaş yavaş. Bu sayede istenilen yüksekliklere daha ucuz, hızlı ve güvenilir çıkılmakta. Bu sayede hem maliyetten tasarruf edilmiş oluyor hem de yüksekteki rüzgarın hızı ve stabilitesinden faydalanmak için.

ruzgar_turbini_kafes

Enerjiyi verimli kullanma (kullan)

Güven Sak hafta başı enerjiyi neden daha verimli kullanmalıyız hakkında Dünya Gazetesi’nde ve Tepav‘da muhteşem bir yazı yazdı. Yeni yeni enerji kaynakları aramaktan çok elimizdeki enerjiyi daha verimli kullanmanın aslında en önemli enerji kaynağı vurgusu ise takdire şayan. Verdiği verilerde 2002-2012 yılları arasında enerji faturamızı sadece %7 azaltabilmişiz. İrlanda %26 ile başı çekmekte. Daha açık anlatacak olursak 2002 yılında bir işi 100 birim enerji ile yapan İrlanda şu an 74 birim ile işi kotarabiliyor. Ancak Türkiye 2002 yılında bir işi 100 birim enerji ile yaparken şu anda 93 birim enerji ile yapabilmekte. %7 gibi bir verimlilik söz konusu. Oysa İrlanda %23 oranında verimliliğine ulaşmış. Yani enerji ihtiyacının %23’ünü, hidroelektrik santrallerinden, nükleerden, rüzgardan, güneşten, biyo yakıttan vesaireden karşılamamış enerji verimliliğinden kazanmış. Yani kazan-kazan yapmış. Elindekini değerlendirmiş.

Peki Türkiye’de durum ne? Durum hiç iç açıcı değil. Dünyada enerjiyi en verimli kullanan ülke Almanya. 2014 sıralaması şu şekilde: Almanya, İtalya, AB Devletleri, Çin, Fransa, Japonya, Birleşik Krallık, İspanya, Kanada, Avusturya, Hindistan, Güney Kore, ABD, Rusya, Brezilya ve Meksika. Görmüş olduğunuz üzere Türkiye listede yok. Değerlendirmede bile yok. Sanki enerji kaynaklarımız çokmuş, topraklarımızda petrol, uranyum, zengin kömür madenleri çıkıyormuşçasına enerjide bu kadar savurganız.

Aşağıdaki görselden de anlaşılacağı üzere ABD neden 13. sırada olduklarını ve lider olmak için neler yapmaları gerektiğini tartışa dursun biz hâlâ enerjiyi/paramızı sokağa savuralım.

iscorecard-graphic-full

Yanı başımızdaki nükleer santraller

nukleer

Türkiye’de kurulacak olan nükleer santrallere karşı gelen çevreler hemen yanı başımızda sadece birkaç km uzağımızda bulunan aktif nükleer santraller için ne diyor acaba? Bunu gerçekten merak ediyor. Ermenistan veya Romanya bizden daha mı iyi işletme becerisine sahip. Ya da onların kurdukları santral daha mı üst düzey güvenlik önlemlerine sahip? 1980 yılında Ermenistan’da kurulan Metsamor hâlâ aktif ve 376MWe enerji üretiyor. Romanya’da 2007 yılında faaliyete geçen Cernavoda-2 650MWe enerji üretiyor. Metsamor 30 km Cernavoda ise 200 km uzağımızda. Onlarda olabilecek bir problem bize sirayet etmeyecek mi?

Zaman enerji midir?

Enerjinin asla kaybolamayacağını ancak şekil değiştirebileceğini lisede ve üniversitede öğrenmiştik. Kinet enerji, potansiyel enerjiye veya elektrik enerjisi kinetik enerjiye dönüşüyordu.

Dün Ordu’dan gelirken bunu düşündüm. Normalden daha hızlı kullanıyordum arabayı (genellikle pek tercih etmem) haliyle daha fazla yakıt tüketimim oldu. Yani daha fazla enerji kaybettim. Bunu düşünürken bir aradanda sagramdan yiyordum. O da enerji. Ancak araba daha fazla enerji kaybederken -enerjinin korunumu kanununa göre- ne kazanıyordum. Açıkça belli zaman kazanıyordum. Daha erken varacaktım Trabzon’a. O zaman enerji zamana mı dönüşüyordu. Zaman enerji miydi?