Soğuk, Karanlık Gecenin Enerjisine Ne Dersiniz?

Halen milyarlarca insanın evinde güvenilir elektrik dağıtımına erişimin olmadığı dünyamızda yenilenebilir kaynakları sonuna kadar kullanmak çok önemli. Yaygın elektrik şebekelerini kullanamayanların en önemli güç kaynağı güneş enerjisi olsa da alternatif çözümler araştırılmaya devam ediliyor. Geceleri serinleyen havanın yarattığı ısı farkından elektrik üretebilen bir sisteme ne dersiniz?

Stanford Üniversitesi ve UCLA’deki (California Los Angeles Üniversitesi) araştırmacılar tam olarak bunun üzerinde çalışıyorlar.

Teknolojinin kendisi yeni değil; aslında, bunu mümkün kılan prensipler neredeyse 200 yıl önce keşfedildi. Termoelektrik jeneratörü adı verilen cihaz, Seebeck adı verilen bir etkiyle elektrik üretmek için iki metal plaka arasındaki sıcaklık farkını kullanıyor. Sıcaklık farkı arttıkça, üretilen güç de artıyor.

Cihazın iki plakası birbirine yapışık duruyor. Üst plaka gece gökyüzünün soğuk havasına bakarken, alt plaka daha sıcak bir ortamda, yere bakacak şekilde kapalı tutuluyor. Isı her zaman sıcaktan serin ortamlara doğru yayılır ve ortam ne kadar soğuksa, ısı da o kadar hızlı hareket eder. Açık gece gökyüzü, alt plakayı çevreleyen kapalı havadan daha soğuk olduğundan, üst plaka alt plakadan daha hızlı ısı kaybeder. Bu, iki plaka arasında bir sıcaklık farkı oluşturur.

Farklı sıcaklıklarda, ısı daha sıcak alt plakadan daha soğuk üst levhaya doğru hareket etmeye başlar. Cihaz elektrik üretmek için bu ısı akışını kullanır.

Teori işin kolay kısmı, asıl zorluk doğru malzemeleri bulup, bunları gece serinliğinden çabaya değecek bir voltaj üretecek şekilde düzenlemekte.

Stanford Üniversitesi’nden Mühendis Wei Li ve arkadaşları California, Stanford’da aralık ayındaki açık bir gecede cihazın 20 cm’lik bir prototipini test ettiler.

Maliyetleri düşürmek için, deneyi yapan ekip hemen hemen her birimizin kolayca ulaşabileceği basit, hazır ürünler kullandı.

Ucuz bir termoelektrik jeneratör yapıp, gece gökyüzüne bakan siyah bir alüminyum diskle birleştirdiler. Jeneratör, kızılötesi ısı ışımasını geçiren saydam bir pencere ile kapatılmış ve tek bir minik LED’e bağlanmış bir plastik muhafazanın içine yerleştirildi.

Isı zeminden gökyüzüne akarken, küçük jeneratör, LED ışığı canlandırmak için yeterli akımı üretebildi.

Deneyde kullanılan jeneratör metre kare cihaz başına yaklaşık 25 miliwatt’a kadar güç üretmiştir. Ekip, soğuk üst plakanın daha iyi yalıtılması gibi tasarımda geliştirme çalışmalarının, üretimi metrekare başına en az 0,5 watt’a kadar artırabileceğini tahmin ediyor. Çok büyük enerji üretiminden bahsedilmese de bu teknoloji güneş enerjisi ve akü depolaması yanında iyi bir tamamlayıcı olarak düşünülebilir. Aküler arızalandığında veya paneller kırıldığında şebekeden uzak yaşayanlar için hayati bir yedek enerji kaynağı.