Enerji Depolama Sistemi Nedir? Çeşitleri Nelerdir?

Enerji çağımızın en büyük temel ihtiyaçlarından biridir. Tarihe baktığımızda enerjiyi elde ederek güç kazanmak isteyen ülkeler arasında savaşlar, enerjiyi kendisi üreterek ücretsiz halka temin eden ülkeler, enerjiyi diğer ülkelerden satın almak durumunda kalan ve çok buna çok ciddi bütçe ayıran ülkeler, birbirleri ile enerji için savaşan ülkeler gibi olaylar enerjinin ne kadar önemli olduğunu gösteren bazı durumlara örnektir. 

Bu temel ihtiyaçtan doğan bir başka gereksinim de enerjinin depolanması olarak karşımıza çıkmaktadır. Enerji depolandığı zaman daha uzun süreli temin edilebilmesi ve maliyetin düşürülmesi gibi faydalar ortaya çıkar. Dolayısıyla enerji ne kadar uzun süre depolanabilir hale gelirse üretime harcanan maliyetler o kadar düşecek ve enerji verimliliği de bir o kadar artacaktır. 

Bu içeriğimizde enerji depolama ile ilgili olarak enerji depolama sistemlerinin hangi açılardan önemli olduğu, halihazırda kullanılmakta olan enerji depolama teknikleri, hangi teknolojilerin kullanılarak enerjinin depolandığı ve enerji depolamanın ne gibi avantajlar sağladığı gibi konu hakkında en çok merak edilen hususlara detaylı bir şekilde değineceğiz. 

Enerji Depolama Sistemlerinin Önemi Nedir?

Günümüzde enerjinin ne kadar yaygın bir alanda duyulan ihtiyaçlardan biri olduğu ve olmazsa olmaz pek çok alanda kullanıldığı aşikardır. Enerjiyi depolamak bu talebin sürdürülebilirliğine katkıda bulunmanın yanı sıra başka açılardan da oldukça önemlidir. 

Enerjinin temin edilmesi ve talep edilmesi arasında bir dengede duran enerji depolama ihtiyaç halinde enerjinin daha fazla kullanılabilmesini sağlayan ve enerji noksanlığından dolayı ortaya çıkabilecek mağduriyeti de minimum düzeye indirger.

Başka bir önemli nokta da enerjinin depolanması ile üretim için gereken yakıt miktarını azaltarak çevreye verilen zararın azaltılmasıdır. Çağımızın en büyük problemlerinden biri olan küresel ısınmaya yol açan sera gazlarının atmosfere salınımına yol açan unsurlardan biri de elektrik üretimidir. Elektriğin depolanabilmesi bu zararı da azaltmaktadır. 

Konuyu Türkiye açısından ele alacak olursak enerjiyi depolamak üretim için ihtiyaç duyulan fosil yakıtların dış ülkelerden teminini azaltarak ülke ekonomisine de katkıda bulunmaktadır. 

Giderek daha yüksek kapasitelerde depolama yetisi enerji üretimi için harcanan maliyetleri azaltır, enerjinin daha uzun ömürlü kullanımını vaat eder ve talep arttığında mağduriyet oluşturmaz. 

Kullanılan Enerji Depolama Yöntemleri Nelerdir?

Enerji depolama yöntemleri kendi içinde farklı başlıklara ayrılmaktadır. Bunlar; 

1-) Mekanik depolama

2-) Biyolojik depolama

3-) Elektromanyetik depolama

4-) Kimyasal depolama

5-) Termal depolama şeklinde kategorize edilmektedir. 

Burada birbirinden ayrılan depolama biçimleri farklı enerji türleri ile de ilişkilidir. Hangi depolama türünün hangi enerji ile ilgili olduğunu da inceleyelim. 

Mekanik Depolama 

1-) Katı Kütle Yer çekimi ile

2-) Yay

3-) Pompalanmış Su ile Depolama

4-) Sıkıştırılmış Hava ile Depolama

5-) Volan

6-) Hidrolik Akümülatör

Biyolojik Depolama 

1-) Glikojen

2-) Nişasta

Elektromanyetik Depolama

1-) Gaz Gücü

2-) Vanadyum Pentaoksit

3-) Süperkapasitör

4-) Kimyasal Depolama

5-) Biyoyakıtlar

6-) Kapasitör

7-) Sulu Tuzlar

8-) Süper İletken Manyetik Depolama

9-) Hidrojen Depolama

10-) Hidrojen Perokside

Termal Depolama

1-) Buz Depolama Kliması

2-) Sıvı Nitrojen Motoru

3-) Ötektik Sistem (Maksimum Erime Özelliği Olan)

4-) Kriyojenik Depolama

5-) Güneş Havuzu

6-) Buhar Akümülatörü

7-) Eriyik Tuz Depolama

8-) Faz Değiştiren Malzeme

9-) Mevsimsel Termal Depolama

Enerji Depolama Teknolojileri

Enerji depolama teknolojileri karşımıza; 

1-) SHED (Sıkıştırılmış Hava ile Enerji Depolama)

2-) Flywheel (Volan) ile depolama

3-) Batarya ile depolama

4-) Pompalanmış su ile depolama

5-) Hidrojen ile depolama

6-) Termal depolama 

7-) Manyetik depolama şeklinde çıkmaktadır. 

SHED (Sıkıştırılmış Hava ile Enerji Depolama)

Elektrik enerjisi depolama için kullanılan SHED teknolojisi enerji isteğinin az olduğu durumlarda üretilmiş fazla elektrik enerjisini yüksek basınçta kompresör ile sıkıştırır ve yer altında yapay olarak ya da doğal olarak bina kadar geniş bir alanda depolanır. 

Üretim az enerji gereksinimi yüksek ise sıkıştırılan hava gaz türbinlerinden geçirilip elektrik üretimi yapılabilmektedir. Sıkıştırılan hava ısınır ve bu teknolojide havanın ısısının korunması oldukça elzemdir. Sıcaklığın yüksek olması doğru orantılı şekilde teknolojinin verimliliğini arttırmaktadır. Isıyı daha çok korumak adına sisteme ısı aküleri eklenebilir. Bu teknolojinin verimlilik oranını %70 – 80 gibi düşünebiliriz. 

Flywheel (Volan) ile Depolama

Bu enerji depolama teknolojisinde rotor yüksek hız ile elde ettiği enerjiyi dairesel enerji olarak tutar. Enerjinin kullanılacağı zaman Termodinamik kanunun 1.’si olan enerjinin korunması ilkesine göre düşer ve sistemin enerji aktarımı doğal biçimde volanın dönüşünü hızlandırır. 

Mıknatıslı yataklar kullanılarak ayrılan ve vakum altında 20bin ila 50bin rpm hıza varabilen yüksek karbonfiber kompozit kullanılarak yapılmış rotorlar bulunmaktadır. Bazı türleri dakikalar içerisinde hızlanır ve diğerlerinden daha hızlı kapasitesine ulaşarak çalışır. 

Batarya ile Depolama

Elektrik depolama için kullanılan teknolojilerden biri de en bilindik olan türler arasında yer alan batarya ile depolamadır. 19. Yüzyıl döneminde geliştirilmiş bataryalar sabit şekilde elektrik enerjisini depolamada kullanılmaktadır. 

Laptoplar, elektrikli arabalar, akıllı cep telefonları, sokak lambaları gibi birtakım yerlerde kullanılan bataryalar bu tip depolama şeklinde örnek gösterilebilir. 

Pompalanmış Su ile Depolama

Santral tarafından üretilen elektrik enerjisinin fazlasını depolamak için kullanılan pompalanmış su ile depolama teknolojisinde rezervuarda yer alan suyun seviyesi pompalanarak arttırılır ve böylece elektrik enerjisi depolama işlemi tamamlanmış olur. 

Tüketilecek enerji gereksinimi arttığında su kapakları açılır ve düşük seviyeye doğru hareket ederek su türbinlerinden elektrik üretimi yapıp enerjiyi şebekeye doğru aktarır. En güvenilir, en çok tercih edilen enerji depolama teknolojilerinden biri olarak karşımıza çıkar. 

Hidrojen ile Depolama

Kimyasal hidrojen enerjisinin üretilip depolandığı, hidrojenin oksitlenmesinden geri elde edilebildiği bir enerji depolama teknolojisidir. Bu teknik dönüşüm mantığına dayalı depolama gerçekleştirir. Gaz formunda silindir içerisinde, atık gaz sahalarında, kriyojenik sıvı olarak veya metal hidrit gibi formlarda hidrojenin depolanması mümkündür. 

Termal Depolama 

Solar termal güç santrallerinde eriyik tuzda ısının depolanması, evlerde kullanılan güneş enerjisinden elde edilen sıcak su kaynağı gibi pek çok farklı termal depolama tipi mevcuttur. 

Manyetik Depolama 

Süper iletken teknolojisi ile geliştirilen enerji depolama türünde olduğu gibi enerji manyetik teknolojisi ile de depolanabilmektedir. Halen daha gelişmekte olan bir depolama teknolojisi olduğunu da belirtelim.

Enerji Depolamanın Avantajları

Depolama enerji kaynakları gibi konulara değindikten sonra enerji depolamanın ne gibi avantajlar sunduğundan da söz edelim. Bu durumlar şu şekilde belirtilebilir;  

1-) Enerjinin arz ve talep arasında denge kurar. 

2-) Enerji üretilirken daha esnek, dayanıklı ve verimli sonuç alınır. 

3-) Enerji üretim maliyetini düşürür. Santrallerin ve işletmelerin harcadıkları eforu azaltarak maliyet üzerinde ciddi etki oluşturur. 

4-) Rüzgar ve güneş gibi kesikli enerji kaynakları günün herhangi bir saatinde elektrik üretimi yapamamaktadır. Bu kaynaklardan gelen enerjinin depolanması karbon ayak izinin azalmasında çok faydalı ve çevre dostudur. 

5-) Enerji üretiminde sürdürülebilirliğe katkı sağlar. 

6-) Bazı depolama teknolojileri atık enerjiyi yeniden sisteme dahil ederek yakıt tüketimini azaltabilmektedir. 

7-) Daha çok yenilenebilir enerji kaynağının kullanımını destekler. 

8-) İklim koşullarının değişiminden kaynaklanan dezavantajları minimalize eder.