Elektrik Depolama ve Enerji günümüzün en büyük ihtiyacı. Dünyanın enerji ihtiyacı her yıl %3 – %4 civarında arttığını bu nedenle yenilenebilir enerji kullanılmasının yaygınlaşması gerektiğini daha önceki yazımızda sizlere anlatmıştık. ( Bkz. Türkiye’nin Yenilenebilir Enerji Potansiyeli)
Yenilenebilir enerji potansiyelimiz yüksek olmakla birlikte bunları sisteme kazandırmak her zaman kolay olmamaktadır. Yenilenebilir enerji (güneş, rüzgar, dalga, jeotermal vb.) hava şartlarına bağlı olduğu için kesintisiz, sürekli bir enerji akışı sağlamamaktadır. Enerji ihtiyacı süreklilik arz etmekte olup üretiminin süreklilik sağlamaması sistemde sorunlara neden olmaktadır.
İhtiyaç olan elektrik ve sisteme verilebilen elektrik dengesiz olduğunda ekipman ve sistemsel bazlı sorunların çok daha büyük olacak olması nedeniyle enerji depolama ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Aynı şekilde üretilen elektriğin tamamı kullanılmadığında da dengesizlik oluşacak ve üretilen elektriğin boşa gitmemesi için elektrik depolama ihtiyacı doğmuştur.
Depolanan elektrik ana enerji kaynaklarının olmadığı durumlarda devreye girerek ihtiyacın kesintisiz olarak karşılanmasını sağlayacaktır. Enerji depolama sistemlerinin ana şebekeden bağımsız olması büyük avantaj olup kurulumu yüksek maliyetli olan elektrik iletim hatlarına olan ihtiyacın azalmasını sağlayacaktır.
Elektrik depolamak günümüzde büyük önem taşımakla birlikte bir çok alanda kullanılmaya başlanmıştır. Elektrik depolama sistemlerini basit olarak sizlere aktaralım.
Batarya – Elektrik Depolama
Günlük hayatımızda karşımıza en fazla çıkan ve hemen hemen her yerde kullanılan bir depolama sistemidir. Kullanım alanları oldukça geniştir. Cep telefonları batarya kullanan en popüler cihazdır. Bunun dışında diz üstü bilgisayarlar, elektrikli taşıtlar, şarjlı ev aletleri batarya kullanan cihazlara örneklerdendir.
Bataryalar genel olarak kurşun-asit ve lityum-iyon (Li-ion) olmakla birlikte sıcaklık yükseldiğinde şarj performansı düşmektedir. Aynı şekilde şarj ve deşarj döngüleri kısa olup zamanla performans düşüşü görülmektedir. Bataryaların bu dezavantajları nedeniyle mobil, küçük sistemlerde tercih edilmektedir. Batarya süresini uzatabilmek için sürekli çalışmalar yapılmakta olup teknoloji geliştirilmektedir.
Ultrakapasitör – Süperkapasitör
Nanometre boyunda olan yüzeysel elektrotlar sayesinde norma kapasitörlere oranla çok daha yüksek kapasitelere sahiptirler. Genel olarak küçük ve güçlü sistemlerde tercih edilir. Bataryaların gelişen teknolojiye yeterince ayak uyduramaması nedeniyle ultrakapasitörlerin kullanım alanları çok daha fazla olmuştur. Hibrit araçlarda tercih edilmekle birlikte, frenleme enerjisinden elektrik enerjisi üretilerek (Rejeneratif fren enerjisi) kullanılır.
Ultrakapasitörün iç yapısında herhangi bir kimyasal reaksiyon olmadığı için frenleme ile üretilen enerji daha verimli bir şekilde kullanılabilmektedir. Şarj – deşarj döngüsü normal bataryalara göre çok daha fazladır. (Yaklaşık olarak bir milyon döngü) Bunun yanında -40oC gibi çok düşük sıcaklıklarda dahi çalışabilmesi araçlarda tercih edilebilirliğini artırmaktadır.
Volan
Volan, hareketli mekanik bir sistem olup enerjiyi kinetik enerji olarak depolayabilmektedir. Volan bir eksen etrafında döner ve dönüş hızına bağlı olarak depoladığı enerji değişmektedir. Volan’a ilk hareketi verebilmek için bir enerji gerekmektedir. Bu enerjiyi sağlayan genelde bir elektrik motoru olmaktadır. Volan tek başına kullanılamamakla birlikte depoladığı enerji kısa süreli ve geçicidir. Bu yüzden hibrit otomobillerde batarya ile, güç ünitelerinde yedek sistem olarak yer almaktadır.
