Konsantre Güneş Enerjisi ve Depolama Çözümleri
Güneş enerjisi, yaz aylarında oldukça bol miktarda mevcutken, kışın veya bulutlu günlerde bu kaynak oldukça sınırlı kalmaktadır. Bu durumu aşmanın en etkili yolu, geniş bir enerji depolama sistemine sahip olmaktır. Peki, bu depolama alanı neden eski bir petrol sahası olmasın? Güneş enerjisini en verimli şekilde kullanmanın yollarından biri olan konsantre güneş enerjisi teknolojisi, bu noktada devreye girmektedir.
Parabolik güneş enerjisi santrallerinde, güneş ışığı parabolik aynalar sayesinde toplanarak, ortadaki borulardan geçen özel bir yağ ile ısıtılmaktadır. Bu yağ, yaklaşık 370 °C sıcaklığa kadar ısıtıldığında, güneş enerjisinin %80’ine kadarını ısı enerjisine dönüştürebilmektedir. Isıtılan bu yağ, daha sonra suya aktarılır ve önceden petrol üretimi için kullanılan bir alana enjekte edilir. Ardından, bu süreçle enerji kaynağını yitiren su, başka kuyulardan tekrar çekilmektedir.
Alternatif bir çözüm olarak, dev bir kule üzerinde yer alan aynalar, güneş enerjisini toplayarak bu enerjiyi bir kuleye yönlendirmektedir. Bu kulede, tuz 600 °C sıcaklığa kadar ısıtılmakta ve bu ısının bir kısmı kullanılmakta, fazlası ise depolama tanklarında saklanmaktadır. Bu tanklar sayesinde, güneş santralleri gece ve gündüz, 24 saat kesintisiz çalışabilmekte ve enerji üretebilmektedir. Ancak, bu yöntemlerin inşaat maliyetleri oldukça yüksek olabilmekte ve uzun süreli güneşsizlik dönemlerinde sistemin çalışmaması gibi sorunlar ortaya çıkabilmektedir.
Güneş enerjisini depolamak için önerilen bir diğer çözüm ise, Amerikan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuarı (NREL) tarafından sunulmuştur. Bu laboratuvar, artık kullanılmayan petrol kuyularında enerji depolamayı önermektedir. Bu kuyular, derinlikleri ve gözenekli yapıları sayesinde, aşırı sıcaklıktaki ısıtılmış suyun basınç altında kuyulara pompalaması ve soğumuş suyun diğer bir kuyudan geri çekilmesi işlemi için uygun bir ortam sunmaktadır. Böylece, dev depolara, yüksek kulelere veya güneşi sürekli takip eden büyük aynalara ihtiyaç duyulmamaktadır.
Parabolik, yani yarım ay şeklindeki güneş ısısı toplayıcılar ile 370 °C’ye kadar ısıtılan su, eski bir petrol sahasındaki enjeksiyon kuyusuna enjekte edildiğinde, yer altındaki sıcaklık bu işlemle 160 °C‘ye kadar yükselebilmektedir. Gerekli durumlarda, üretim kuyusundan enerji çekilerek elektrik üretimi gerçekleştirilmektedir. Bu sistemde, verilen elektrik ile alınan elektrik enerjisi arasındaki fark %43 olsa bile, elektriği depolamanın maliyeti yalnızca 0,11 dolar cent olarak hesaplanmaktadır. Yani, bu sistem başlangıçta daha fazla enerji kaybı yaşasa da, düşük başlangıç yatırımı sayesinde uzun vadede kimyasal bataryalara göre daha ekonomik bir çözüm sunmaktadır.
Kaliforniya’da, terkedilmiş bir petrol sahasında kurulması planlanan sistem, toplamda 24 üretim, 7 enjeksiyon ve 3 izleme kuyusu ile birlikte 200 bin m²’lik bir alanı kapsayacaktır. Toplamda 400 MW gücünde olması beklenen bu sistem, 1000 saatten fazla enerji depolama kapasitesine sahip olacaktır. Depolanan enerji kapasitesi, 200 GWh gibi devasa bir miktarı ifade etmektedir. Sistem, istenildiği anda 24/7 elektrik üretebilecek, ancak esas amacı yaz aylarında üretilen fazla enerjiyi yer altında termal olarak depolayıp, kış aylarında bu enerjiyi kullanarak aynı güçte enerji elde etmektir. Projenin toplam maliyetinin 1,8 milyar dolar olması beklenmektedir. Bu sistem, akşam saatlerinde en yüksek elektrik talebinin olduğu ve dolayısıyla en yüksek fiyatların belirlendiği dönemlerde, fosil bazlı doğalgaz çevrim santrallerinin yerini alması için tasarlanmıştır.
