Dönüşümde Maliyeti Düşürmenin “Anahtarı”

10 Ekim 2018

Los Angeles’in bunaltıcı havasında insanlar evlerini klima ile serinlettiklerini düşünebilirler, ancak onları esas serinleten şey binlerce kilometre uzaktaki Columbia Nehri Kanyonu’nda elektrik üreten barajlar. ABD’nin kuzeydoğusundakiler ise yine uzaklardan, Kuzey Quebec’ten gelen hidroelektrik santrallerinde üretilen elektriği kullanıyorlar. Enerji uzak yerlerde üretildikçe, üretilen bu enerjiyi verimli bir şekilde iletecek teknolojiler giderek daha da önem kazanmaya başladı.

Uzun mesafelerden çok fazla güç iletmeniz gerekiyorsa, alternatif akım (AC) yerine doğru akım (DC) kullanmak daha az maliyetli bir yol. Ancak bir jeneratörden gelen alternatif akım, aktarım için doğru akıma dönüştürülmeli. Sonrasında da Amerikalıların onunla tıraş makinelerini ya da televizyonlarını çalıştırabilmesi için tekrar alternatif akıma döndürülmesi gerekiyor. Bu da uzun mesafeli güç iletmenin en zayıf noktası. Yüksek miktarda enerjiyle başa çıkabilecek bir anahtar, doğru ve alternatif akım dönüşümünün kilit noktasıdır. Daha iyi bir anahtar teknolojisi üretmek ise GE araştırmacılarının ve diğer araştırmacılarının odak noktası.

Rüzgâr ve su enerji üretmek için oldukça önemli. Fakat üretilen bu enerjiyi en verimli şekilde aktarmak da en az üretmek kadar önemli.

Günümüzde ABD’deki doğru akım ve alternatif akım dönüşümü, büyük şehirlerin veya kalabalık lokasyonların yakınında bulunan büyük binalarda gerçekleşiyor. Bu işlemin ufak detayları bile başlı başına enerji mühendislerini tüm gece uyanık tutmaya yeter. 300.000 voltta 1000 amperlik enerjiyi kaldırabilen tek bir anahtar henüz mevcut olmadığından, mühendisler bir akıllı telefonun bilgisayar çiplerini oluşturan hassas malzeme olan yarı iletkenlerden oluşan küçük anahtarlar kullanıyorlar. Her bir yarı iletken 3.000 ila 7.000 volt arasında çalışabildiğinden, mühendisler bunların yüzlercesini bir araya getirmek zorunda kalıyor. Bu düzenlemenin en büyük zorluğu ise çok sayıda anahtarı bir araya getirmek değil, her birinin aşırı hassas ve pahalı olması.

Yüksek voltajlı yüksek amperli aktarım hatlarının üstesinden gelebilecek tek ve büyük bir anahtar daha iyi bir çözüm olacak. New York’taki GE Küresel Araştırma Merkezi’nde çalışan fizikçilerden biri olan Tim Sommerer, böyle bir anahtar için yıllardır çalışıyor. Küresel Araştırma Merkezi’nin laboratuvarında ürettikleri prototip, helyum gazı ile ayrılan iki elektrottan oluşuyor. İki elektrot arasında büyük bir voltaj göründüğünde gaz, bir elektrottan diğerine kontrollü bir yıldırım şeklinde elektrik iletebiliyor.

Şimdiye kadar çıktıkları en yüksek enerji miktarı 100.000 volta 100 amper. Ancak gittikleri yön 300.000 volta doğru. Bir gün bu teknoloji veya bir başka teknoloji başarıya ulaştığında enerji endüstrisinde büyük maliyet tasarrufu sağlanabilecek. Günümüzde 3 gigavat’ı alternatif akımdan doğru akıma dönüştürmek yaklaşık 400 milyon dolara mal oluyor. Bu teknolojinin ise maliyeti en az yarı yarıya azaltması bekleniyor.

Yorumlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir