Hareketsiz Parçalardan Oluşan Elektrik Makinesi

Hareketsiz parçalardan oluşan bir motor yapılabilir mi? Bu sorunun cevabını MIT’deki bilim adamları verdi. Yaptıkları çalışmalar sonucunda hareketli parça olmaksızın ısı yardımıyla elektrik üretmeyi başardılar. Üstelik %40’ın üstünde termofotovoltaik verim ile...

A- A+

25.04.2022 tarihli yazı 5570 kez okunmuştur.

Hepimizin bildiği üzere güneş pilleri, güneş ışığından elektrik üretmektedir. Termofotovoltaik hücreler (TPV) ise bunu kızılötesi ışınlar yardımıyla gerçekleştirmektedir. Bu hücreler, fotovoltaik hücreler ile benzer özeliklere sahip olsa da bazı karakteristik davranışları bulunmaktadır. Örneğin elektrik üretimi için 3.400 ile 4.300 derecedeki sıcak bir kaynaktan yüksek enerjili fotonları yakalayabilmektedir.

►İlginizi Çekebilir: Lüle Taşı Tozundan Güneş Enerjisi Hücresi Ürettiler

Yapılan yeni çalışmalar ile bahsi geçen termofotovoltaik hücreler %40’ı aşan verimde çalışır hale geldi. Bu değer ABD’de güç üretmek amacıyla kullanılan ortalama türbinlerden çok daha yüksek verimde çalışacağının işaretlerini veriyor. Bu buluş sayesinde elektrik şebekeleri karbonsuz hale gelebilir. Bu da yenilenebilir enerji için termal pillerin etkinleştirilmesinin şebeke ölçeğinde önünün açılacağı anlamına geliyor.

Küresel enerji üretiminin önemli bir kısmı kömür, doğalgaz gibi yenilenemez; nükleer ve konsantre güneş enerjisi gibi büyük ölçekli yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanıyor. Bu enerjinin kullanıldığı santrallerin çoğu elektriği, türbinler yardımıyla üretmektedir. Türbinler, buhar gibi bir akışkanın nükleer enerji veya güneş ısısı tarafından tahrik edilmesi prensibi ile çalışmaktadır. Buradaki temel amaç, akışkanın kinetik enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren jeneratörün rotor şaftını döndürmektir. Bahsedilen buhar türbinleri etkin bir çalışmaya sahip olsa da ortaya çıktıkları kadar verimli değiller ve maalesef ki düzeneklerinde zamanla bozulabilen hareketli parçalar barındırıyorlar. Bu parçaların yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklı halde olması gerekmektedir.

►İlginizi Çekebilir: Isı Değiştirici Nedir? Isı Değiştirici Tipleri

TPV motor araştırmacıları, bütün bunlarla mücadele için katı hal alternatifleri araştırmaya koyulmuştu. Bu çalışmadaki temel amaç, daha düşük bakım maliyeti ile daha yüksek sıcaklıkta çalışabilir hale getirmekti. Bu da katı hal enerji dönüştürücülerinin hareketli parça barındırmaması ile mümkün olmaktaydı. Edinilen başarılı sonuçlar doğrultusunda yeni inovatif planlar da yapılmaya başlandı.

Isı motorunu geliştirmek için çalışmalar sürerken, şu anki plan hücrelerin ızgara ölçekli bir termal pile dahil edilmesi yönünde. Bu termal pilin, Güneş gibi kaynaklardan gelen aşırı ısı termal enerjiyi emebilecek ve enerjinin yalıtılmış sıcak grafit tabakasında depolayabilecek özellikte olması gerekiyor. Avantajlı yanı ise enerjiye ihtiyaç duyulması halinde TPV hücrelerinin ısıyı elektriğe dönüştürebiliyor olması.

Talebi karşılayacak güçte olmamaları halinde ise yenilenebilir kaynaklardan gerekli ilave miktarı şebekeye sağlayabilirler. Ancak bahsi geçen planların gerçekleşmesi şu anlık mümkün değil. Çünkü şu an edinilen başarı küçük ölçekte ve çalışmalar demo bir test ortamı oluşturulması üzerine sürüyor. Demo test ortamında başarılı sonuç alındıktan sonra uzun vadeli fosil yakıtlı enerji santrallerinin değiştirilmesi hedefleniyor.

Kaynak:

► interestingengineering.com
► spectrum.ieee.org
► news.mit.edu