Enerji ve Çevre Dünyası Dergisi 142. Sayı (Mayıs-Haziran 2018)

Enerji ve Çevre / Mayıs - Haziran 2018 37 enerji-dunyasi.com 2.2. Elektrokimyasal Sistemler (Piller) Dünyada birçok pil teknolojisi mev- cut olmakla birlikte toplam pil depo- lama kapasitesi de giderek artmakta- dır. Ayrıca pillerin maliyeti de giderek azalıyor ve ileride yenilenebilir enerji sistemlerine yüksek bir katkı yapacağı öngörülüyor. Avustralya’da Tesla tarafından dün- yanın en büyük (100 MW) lityum-ion tipi pil depolama sistemi, 315 MW kurulu gücü olan Hornsdale rüzgar enerji sant- ralinde devreye alındı. Bu santralde temel kullanım amacı, herhangi bir arıza sonrasında, yedek güç kaynakları devreye girene kadar şebekeyi denge- lemektir. Bu depolama sistemi 10 dakika için 70 MW ya da 2 saat için 30 MW güç çıkışı sağlayabiliyor. Bunun haricinde dünyada mevcut bazı pil depolama sistemleri aşağıdaki gibidir: a) 36 MW kapasiteye sahip 153 MW Notrees (Texas) rüzgar santraline kurulan pil depolama sistemi, b) E.on tarafından kendi rüzgar sant- rallerine kurulan 10 MW kapasiteye sahip pil depolama sistemleri, c) 228 MW Pen y Cymoedd rüzgar santraline (Galler) entegre edilen 22 MW kapasiteli pil depolama sistemi, d) Dünya’nın ilk yüzen rüzgar santrali olan Hywind Scotland Pilot Park projesi’ne (30 MW) akuple olarak da 1 MW Batwind projesi devreye girecektir. Bazı pillerin dezavantajları, kendi- liğinden deşarj olması ve şarj-deşarj döngüsünde kısıtlı kapasiteleri olması- dır. Bunun haricinde, şebekeye çok kısa sürede cevap vermesi ve %90 - %95 civarındaki verimi de avantajlarından bazılarıdır. Pil depolama sistemleri yeni- lenebilir enerji kaynaklarında şebeke iyileştirme, frekans kontrolü ve gerilim kontrolünde yaygın olarak kullanılması hedeflenmektedir. 2.3. Termal Sistemler Isıl enerjisi depolama sistemleri, atık ısı kaynaklarını ısıl enerjisi biçiminde depolamak için kullanılan yapılardan meydana gelir. Literatürde üç farklı termal enerji depolama yöntemleri mevcuttur: Materyalin sıcaklığındaki değişim sonucunda ortaya çıkan duyu- lur ısı, maddenin faz değişimi sırasında çevreden aldığı veya verdiği gizli ısı ve maddenin kimyasal enerjiye dönüştü- rülerek depolanabilen termokimyasal enerji depolama sistemleridir. Termal depolama sistemlerinin seçimi depolama sıcaklık aralığı, özel uygulama alanları ve depolama ortamı gibi faktörlere bağlıdır. Termal depolama genellikle düşük ve yüksek sıcaklık sis- temleri olarak iki ana başlıkta sınıflan- dırılır. Düşük sıcaklıklı termal depolama sistemleri 200 °C’den düşük sıcaklık aralığında çalıştığı varsayılmaktadır. Bu türe ait depolama sistemleri çoğunlukla bina ısıtma ve soğutma uygulamala- rında, güneş enerjili su tanklarında ve hava ısıtma sistemlerinde bulunur. Yük- sek sıcaklıklı termal depolama sistemleri ise genellikle yenilenebilir enerji sistem- lerinde ve atık ısıdan yararlanmak için kullanılır. Dünyada erimiş tuz formunda yakla- şık 2.5 GW ve soğutulmuş su depolama sistemleri yaklaşık 250 MW kapasitede- dir. Ortalama güçleri yaklaşık 10 MW’a kadar ve deşarj süreleri 4 saate kadar sürmektedir. Verimleri ise %80 – 90 aralığındadır. 2.4. Hidrojen Depolama Sistemleri Hidrojen diğerlerine göre kütle başına en yüksek enerjiyi içeren yakıtla- rın başında geliyor. Ancak, ortam sıcak- lığında düşük yoğunluğu sebebiyle daha yüksek enerji yoğunluğuna ulaşmak için gelişmiş depolama teknolojilerinin geliş- tirilmesini gerektirmektedir. Sıkıştırılmış, sıvılaştırılmış ve metal hidrid vb. hidrojen depolama yöntemleri mevcuttur. Hidro- jen depolama sistemine ait akış şeması aşağıdaki şekilde belirtilmiştir: b) E.on tarafından kendi rüzgar santrallerine kurulan 10 MW kapasiteye s sistemleri, c) 228 MW Pen y Cymoedd rüzgar santraline (Galler) entegre edilen 22 depolama sistemi, d) Dünya’nın ilk yüzen rüzgar santrali olan Hywind Scotland Pilot Park pr akuple olarak da 1 MW Batwind projesi devreye girecektir. Şekil 4. Hornsdale rüzgar enerji santraline kurulan pil depolama Bazı pillerin dezavantajları, kendiliğinden deşarj olması ve şarj - deşarj d kapasiteleri olmasıdır. Bunun haricinde, şebekeye çok kısa sürede cevap v %95 civarındaki verimi de av t jlarında bazılarıdır. Pil depolama sistemleri y kaynaklarında şebeke iyileştirme, frekans kontrolü ve gerilim kontrolünd kullanılması hedeflenmektedir. Şekil 4. Hornsdale rüzgar enerji santraline kurulan pil depolama sistemi