Yöntem eski de olsa işe yaradı: Geleceğin enerji ihtiyacı için büyük adım
Bilim insanları enerji üretimi konusuna odaklanmış durumda. Zira enerji tüketimi yıldan yıla büyük bir artış gösteriyor ve gelecekte bizleri bu açıdan tatsız günler beklediği de sık sık dillendiriliyor. Alman fizikçi Johann Seebeck’in bundan 200 yıl önce keşfettiği bir yöntem ise bilim insanlarının enerji üretimi çalışmalarının imdadına yetişti desek yeridir. Bilim insanları, bu eski ama oldukça önemli yöntemle, verimli şekilde elektrik üretilebileceğini düşünüyor.
Güneş enerjisinden elektrik üretmek artık dünyada yaygın bir şekilde kullanılan yöntemlerden biri...
Gündüz, Güneş gökyüzünde görünür haldeyken elektrik enerjisi verimli bir şekilde kullanılabiliyor. Gece de depolanan elektrik enerjisi, insanların kullanımına sunulabiliyor. Araştırmacılar, daha fazla elektrik enerjisi depolamak adına verimli yollar bulmak için çalışmalarına devam ediyorlar.
- Stanford Üniversitesi ve UCLA’dan bilim insanları, gece gökyüzünden elektrik üretmek için çalışma yürütüyorlar. Devam edilen çalışma henüz Güneş'in ürettiği kadar elektrik üretmese bile geleceğin enerji ihtiyacında önemli bir talebe karşılık verebilir.
Çalışmanın temelinde aslında yeni bir şey yok. Temel prensip, bundan 200 yıl önce Alman fizikçi Johann Seebeck tarafından ortaya konuldu. Şu an Amerikalı bilim insanlarının üzerinde çalışma yürüttükleri termoelektrik jeneratörü de, Seebeck etkisinden faydalanarak elektrik üretmek için iki plaka arasındaki sıcaklık farkından yararlanıyor. Seebeck etkisine göre, iki plaka arasındaki sıcaklık farkı arttıkça üretilen güç de artıyor.
Seebeck etkisinden ortaya çıkarılan teknoloji, makineler ve araba motorlarından ortaya çıkan atık ısıyı dönüştürmek için kullanıyoruz. Yeni araştırmada bilim insanları, gökyüzüne ve yere bakan iki yüzey arasındaki sıcaklık farkını kullanarak elektrik üretmeye çalışıyor.
- Bilim insanlarının çalışmasında, cihazın iki plakası birbirinin üzerinde bulunuyor. Üstte bulunan plaka gece, gökyüzünün soğuk havasına bakarken, altta bulunan plaka daha sıcak olan yere bakacak şekilde yerleştirildi.
Isı her zaman sıcak olan ortamdan soğuk olan ortama doğru hareket eder ve ortam ne kadar soğuksa o kadar hızlı hareket eder. Açık bir gecede gökyüzüne bakan plaka, alt plakayı çevreleyen kapalı havadan daha soğuk olduğundan, üst plaka, alt plakadan daha hızlı ısı kaybediyor. Bu durum, iki plaka arasında bir sıcaklık farkı oluşturuyor. Araştırmacıların çalışmasında bu fark, 4 ile 5 santigrat derece arasında oldu. Bu farklı sıcaklıklarda, ısı daha sıcak olan plakadan daha soğuk olan plakaya doğru hareket etmeye başladı. Cihazda elektrik üretmek için bu ısı akışını kullandı.
- Bu küçük sıcaklık farkından ortaya çıkacak güç sınırlıdır. Araştırmacılar, cihaz ile metrekare başına sadece 25 miliwatt üretebildiler. Bu güç, sadece küçük LED okuma ışığını çalıştırmak için yeterli olabilir. Aynı boyutlardaki güneş paneli ise üç adet 32 inç LED televizyonun çalışmasını sağlayabilir. Aradaki fark 4.000 kattır.
Cihazı verimli hale getirmek için birkaç farklı uygulama yapılabilir. Cihaz, kuru iklimlerde daha iyi bir performans gösterebilir. Nemli iklimlerde, havadaki nem aşağıya bakan plakanın üzerinde yoğunlaşarak plakanın soğumasını sağlayarak, plakalar arasındaki sıcaklık farkını azaltabilir.
İkinci olarak, cihazın kendisi üzerinde başka çalışmalar yapılabilir. Örneğin, araştırmacılar, cihazın gün boyu düşük sıcaklıklı bir ortamda kalmasını sağlayarak, gece daha fazla güç üretmesini sağlayabilirler.
Seebeck etkisi ile elektrik üretecek termoelektrik cihazlar, hala gündüz depolanıp gece kullanılan güneş enerjisinin yerini alamazlar. Güneş pilleri, şu anda on yıl önceki maliyetlerinin dörtte birine mal oluyorlar. Pil depolu güneş sistemleri, küçük ölçekli endüstriyel ve evsel kullanım için enerji ihtiyacını karşılayabiliyorlar.
Ancak, termoelektrik cihazlar, Güneş enerjisi ve pil depolaması için yararlı bir tamamlayıcı olabilirler. Cihazlar, piller arızalandığında, hayati işlemler için enerji sağlayabilirler.