Yenilenebilir enerji kaynakları alternatifleri arasında hatırı sayılır önemi olan Güneş enerji sistemlerinde çok önemli gelişmeler yaşanmakta.
Stirling motoru, jeneratör ve yansıtıcı aynalar...
Fotovoltaik pil denen yüksek teknolojili ve pahalı Güneş enerji sistemlerine dişli bir rakip 19.yy'dan çıkıvermiş görünüyor.
İskoçların en bilinen icatlarından olan Stirling motoru bir yandan enerji savaşlarının önünü keserken bir yandan da gittikçe bozulan doğal dengeye yeni bir soluk getirebilecek mi?
Yenilenebilir enerji kaynakları dünyanın enerji kaynağı alternatifleri arasında son dönemlerde gittikçe önem kazanmakta ve 2030'larda yenilenebilir kaynakların ihtiyacın %25'ini tek başına karşılaması beklenmekte. Nehirler, rüzgar, biyokütle ve jeotermal enerji kaynakları dışında bu enerjinin diğer bir kaynağı da açıkça Güneş'tir.
Solar termal diye de adlandırılabilecek Güneş'ten elde edilen ısı enerjisini elektriğe dönüştürme teknolojisi fotovoltaik sistemlerden oldukça farklıdır. Fotovoltaik sistemler güneşden bize ulaşan fotonlardan bir pile benzeyen mekanizma ile direkt olarak elektrik elde ederken solar thermal enerji sistemlerinde aynalar ve lensler aracılığı ile güneşten elde edilen ısı enerjisi bir sterling motoruna yansıtılmak sureti ile hareket enerjisine, oradan da elektriğe çevirilmektedir.
1816 yılında İskoç rahip R. R. Stirling tarafından icat edilen Stirling motoru, arabalarımızdaki içten yanmalı motorlardan oldukça farklıdır. İçerisindeki helyum, hidrojen gibi hafif bir gazın
dışarıdan habire ısıtılıp soğutulması ile çalışır.
Stirling motoru çalışma şekli...
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemlerinin modelleri aslında yaklaşık 20 senedir başarı ile test edilmektedir ve 26,000 saatten fazla bir süre kullanılabilirliği kanıtlanmıştır.
McKinsey'nin tahminlerine göre dünya çapında güneş enerjisinden elde edilen enerji 2005 senesinde 6 GW (Gigawatt) düzeyinden 2020'lerde 200 GW seviyesine fırlayacak, bunun da yaklaşık 50 GW'ı yoğunlaştırılılmış güneş enerjisi sistemlerinden elde edilecektir.
Nasıl çalışıyor?
Stirling motor ve güneş ışığı yansıtıcı sistemlerin bileşiminden oluşan yeni teknoloji güneşten gelen termal enerjiyi elektrik enerjisine yansıtıcı aynaları bir Stirling motorunun bir duvarına yansıtarak dönüştürülmekte. İçerideki gazın ısınma akabinde genişlemesi ile yaratılan basınç arabalardaki gibi bir pistonu ittirmekte bu da bir mili döndürmektedir. Jeneratörden elektrik elde edilirken. Bu esnada soğumakta olan gaz yüzünden piston tersine hareket etmekte ve çevrim sürmektedir.
Diğer Güneş enerjisi sistemleri ile karşılaştırma
Sandia Ulusal Laboratuarlarının yaptığı bir çalışmaya göre Stirling teknolojili sistemler diğer güneş enerjisi sistemlerine kıyasla neredeyse iki kat daha verimli çalımaktadır. Karşılaştırlan bazı sistemler; Parabolic aynalarla ışığın yansıtılması prensibini aynen koruyan fakat buhar çevrimi ve türbinlerden elektrik edilmesi gibi daha yüksek teknoloji ve sürekli bakım gerektiren alternatifler ile bilgisayar çiplerindeki gibi yarıiletken malzemelerden üretilen dayanıklı, yüksek teknolojili fakat üretimi son derece pahalı fotovoltaik pillerdir.
