Hava Yardımıyla Enerji Depolama

Rüzgâr ve güneş enerjisi gün geçtikçe daha çok önem kazanıyor. Özellikle Avrupa ülkelerindeki güneş panellerinin ve rüzgâr türbinlerinin sayısı hızla artıyor. Bu durum, elde edilen enerjinin gerektiğinde kullanılana kadar daha etkin bir biçimde depolanması için yeni yöntemler geliştirilmesini gerektiriyor.

Rüzgârdan ve güneş ışığından elde edilen enerjiyi depolamanın en ucuz yolu su rezervuarlarını “batarya” olarak kullanmaktır. Elektrik enerjisi bataryalarda kimyasal enerjiye dönüştürülerek depolanır ve gerektiğinde bu kimyasal enerji yeniden elektrik enerjisine dönüştürülerek geri alınır. Benzer biçimde su rezervuarlarından da rüzgârdan ve güneş ışığından elde edilen enerjiyi depolamak ve gerektiğinde kullanmak için yararlanılabilir. Bu sistemde farklı yüksekliklerde iki ayrı su rezervuarı vardır. Depolamak istenen enerji alçaktaki rezervuardan yüksekteki rezervuara su pompalamak için kullanılır. Enerji ihtiyacı olduğundaysa bu rezervuardaki su hidrolik enerji santrallerinde olduğu gibi su türbinlerini döndürerek elektrik üretmek için kullanılır.

Rüzgâr ve güneş enerjisini depolamak için geliştirilmiş bir başka sistemdeyse su yerine hava kullanılır. Bu yöntemin temel ilkeleri kısaca şu şekilde özetlenebilir: Elde edilen fazla enerji havayı sıkıştırmak ve yeraltında depolamak için kullanılır. Enerji geri alınmak istendiğindeyse sıkıştırılmış hava bir gaz türbininden geçirilerek elektrik üretilir. Şu an dünya genelinde çeşitli yerlerde bu sistem kullanılıyor. En büyük tesislere sahip olan ülkelerse ABD ve Almanya.

Hava sıkıştırıldığı zaman ısınır. Sıkıştırılmış havaya dayalı sistemlerin verimliliğini belirleyen şeyse sıkışma sırasında depolanan ısının ne kadarının korunabildiğidir. Gaz türbinlerinden geçen havadaki ısı miktarı ne kadar yüksekse üretilen enerji de o kadar fazladır. Şu an kullanımda olan sistemlerin verimliliği %45-55 civarında. Bu durum sıkıştırılmış havadan elde edilen enerjinin havayı sıkıştırmak için kullanılan enerjinin ancak yarısı kadar olduğu anlamına geliyor.

Günümüzde Avrupa Birliği tarafından desteklenen bazı projeler kapsamında çeşitli araştırma grupları hava sıkıştırmalı enerji depolama sistemlerinin verimliğini artırmak için çalışmalar yapıyor. Öne çıkan fikirlerden biri depoya doğru yol alan havayı içi kaya parçalarıyla dolu bir istasyonun içinden geçirmek. Böylece sıcak hava, istasyonun içinden geçerken sahip olduğu ısı enerjisinin büyük bir kısmını kaya parçalarına aktaracak. Soğuyan hava büyük bir oyuğun içinde depolanacak. Enerji geri alınmak istendiğindeyse depodaki hava gaz türbinlerine doğru yol alırken yine kaya parçalarıyla dolu istasyonun içinden geçecek ve bu sırada ısınacak. Kaya parçalarının ısı kaybını azaltmasıyla sistemin verimliliğinin %70-80’ler civarına çıkabileceği düşünülüyor.

Norveç’teki Endüstriyel ve Teknik Araştırmalar Kurumu’nda (SINTEF) çalışan Giovanni Perillo, havayı sıkıştırarak enerji depolamak için yeni oyuklar açmanın çok maliyetli olacağını söylüyor. Bu yüzden kurulması düşünülen enerji depolama tesislerinin zaten var olan yeraltı oyuklarında inşa edilmesi daha büyük ihtimal. Örneğin yeryüzünde şu an kullanım dışı olan çok sayıda eski tünel ve maden kuyusu var. Bu oyuklar yeniden düzenlenerek enerji depolamada kullanılmaya uygun hale getirilebilir. Gerekli olan en önemli şeyse oyukların içinin havanın dışarı sızmasını engelleyecek malzemelerle kaplanması.