GELECEK

Geleceğin Ütopik Araçları: Güneş Arabaları

Düşünsenize, trafiktesiniz ve hiç motor sesi gelmiyor, gelen tek ses dışarıda cıvıldayan kuşların veya çocukların sesi. Yanınızda konuşan arkadaşınızı ya da müziğinizi rahatça işitebiliyorsunuz. İstediğiniz yere bedava gidebiliyorsunuz!

Hatta giderken kullandığınız klima, dinlediğiniz müzik, arka koltuktakilerin izlediği TV, telefonunuzun ya da bilgisayarınızın şarjı, yol bilgisayarınızı çalıştıran elektriğe kadar tüm tüketiminiz bedava!

Bu size hayal gibi mi geliyor? Belki de çok yakın bir geleceğin hayali…

Bu yazımızda yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin ulaşım araçları, özellikle de arabalarda kullanımını inceledik. Güneş enerjisi ne kadar etkin kullanılabilir? Güneş enerjisi kullanmanın artı/eksileri nelerdir?

Dünyamızın uzaydan görünüşü(1)

Güneş Enerjisi

Tek bir saat içinde, güneşten Dünya’ya gelen güç miktarı, tüm dünyanın bir yılda tükettiğinden daha fazladır. Bunu ABD Enerji Bakanlığı’nın rakamlarla ifade edersek: Her saat güneşten 430 kentilyon jul (bu 430 sonra 18 tane sıfır demek!) enerji Dünya’ya ulaşıyor (watt birimine çevirirsek yaklaşık 119,444.44 TWh(terawatt hours)).

Buna karşılık, tüm insanların bir yılda kullandığı toplam enerji miktarı 410 kentilyon juldür(2). Daha iyi anlaşılması için Türkiye’nin 2023 yılı beklenen elektrik enerisi tüketimi 375,8 TWh olarak hesaplanıyor(3).

Açıkçası, neredeyse sınırsız bir kaynağımız var (güneş 5 milyar yıl kadar daha ölmeyecek) güneş enerjisi şeklinde temiz enerji – onu yakalayamıyoruz.

Yenilenebilir kaynaklar – güneş, rüzgar, hidroelektrik, biyokütle ve jeotermal dahil – toplam enerji üretiminin hala çok küçük bir kısmını oluşturuyor.

Sonsuza dek petrol ve kömür kullanmaya devam edemeyiz ve etmemeliyiz – Elon Musk’un dediği gibi “tarihin en saçma deneyi”, çünkü sonuçlarını bilmeden Dünya’nın atmosferini değiştiriyoruz(2).

Güneş çok güçlü ise, neden hala çok azını kullanıyoruz?

Sorunun büyük bir kısmı pillerle alakalı. Güneş tarafından üretilen enerjinin yeterince verimli bir şekilde depolanabilmesi için güvenilir güç sağlayabilecek piller geliştiremedik. Güneş olmadığında da bu enerjiyi kullanabilmek için daha iyi pillere ihtiyacımız var(2).

Diğer bir sorun, güneşten gelen tüm enerjiyi yakala-yama-mamız. Üniversiteler ve özel laboratuvarlardan araştırmacılar her yıl daha iyi güneş panelleri geliştiriyor, ancak evde kullanılan paneller enerjinin sadece % 14’ünü elektriğe dönüştürebiliyor. Laboratuvarda bu oran % 23’e çıkabiliyor, ancak bunun günlük kullanımına dönüşmesi yıllar alacaktır(2).

Güneş Arabaları Yarışları

Güneş enerjisi hali hazırda evlerde, uçaklar, tekneler gibi pek çok ulaşım aracında kullanılıyor. Peki arabalarda kullanılması neden bu kadar önemli?

Çünkü, arabaları tamamen terk etmek, insanların karbon ayak izlerini küçültmek için atabileceği en etkili adımlardan biridir(4).

O halde alternatif yakıtlarla çalışanları kullanmak yapabileceğimiz en iyi tasarruflardan biridir.

The International Rectifier Company tarafından geliştirilen sürülebilir ilk güneş arabası-1962(5)

Alternatif enerjilerin kullanımını teşvik etmek için tüm dünyada ve ülkemizde güneş arabaları yarışları düzenleniyor. Dünya çapında düzenlenen iki büyük yarış var. Bizde ise, TÜBİTAK 2005-2014 yıllarında üniversiteler arası “Formula G” ismiyle güneş arabaları yarışları düzenlemişti(6).  

2013 yılı Formula G yarışlarından bir kare(7)

Dünya çapında düzenlenen yarışlardan Avustralya’daki yarışı (World Solar Challenge) 2017 yılında kazanan öğrenci takımının girişimiyle kurulan Lightyear’ın geliştirdiği ve 2021 yılında yollarda olması beklenen, enerji bağımsız (Energy independent electric vehicles-EIVs) güneş arabasını aşağıda görebilirsiniz(8).

İlk güneş arabası 1955 yılında yapılmış ve 1970’lerden beri insanlar kendi güneş arabalarını yapıyorlar. Çoğu bilinen otomobil markasının bile hali hazırda güneş enerjisi kullanan hibrit araçları piyasada.

O halde neden arabalarımızın üzerinde hala güneş panelleri yok?

Güneş arabalarının güç toplama ve depolama şekli büyük bir sorun. Güneş enerjisi binalar, uzay istasyonu ve hatta uydular için anlamlı, çünkü bu yapılar düzenli olarak güneşe maruz kalır.

Bu uygulamalarda, güneşin ürettiği enerjiyi depolamak için ayrıca pil de kullanılır. Büyük bir akü paketi – arabayı gün batımından gün doğumuna kadar çalıştırmak için yeterli depolama alanına sahip – elektrikli bir arabayı çok ağır hale getireceği ve gün içinde gelen güneş ışınlarının açısı değişeceğinden güneş enerjisiyle çalışan bir otomobilin etkili olması için neredeyse tüm gün güneşte kalması gerekir.

Bir otomobilin hayatının %95’inin park halinde geçtiğini ve yapılan yolculukların %60’ının 10km’den kısa olduğunu düşünürsek bu çok sorun olmayabilir. Fakat, bir tünelde, kapalı bir otoparkta veya bulutlu olduğunda güneş enerjisiyle çalışan araçlar çok da kullanışlı olmayabilir(9).

Bina çatıları, uzay istasyonu ve uydular, daha fazla enerji toplanmasını sağlayan çok daha büyük ve güçlü panellere sahiptir. Bir otomobilin eşit miktarda enerjiden faydalanması için, aracın güneş gören yüzeyinin çok büyük olması gerekir.

Ama otomobilin yüzey alanı bizi kısıtlar. Günümüz otomobilllerine bakarsak yeterince panel yerleştirmek mümkün olmayabilir. Bununla birlikte, güneş panellerinin maliyeti de yüksek.

Güneş enerjisiyle çalışan otomobillerde kullanılan güneş panellerinin türü çok pahalı ve güneş enerjisiyle çalışan bir yarış otomobili yüksek bir meblağa mal olabilir – ve daha önce de belirttiğimiz gibi, güneşin olmadığı zamanlarda arabayı kullanılabilir hale getirmenin iyi bir yolu yok(9).

Başka bir sorun da sağlamlık. Güneş arabaları, hala yollardaki diğer araçlar kadar sağlam tasarımlara sahip değil ve bu da sürücü ve yolcu güvenliği açısından önemli. Ayrıca, daha güvenilir akülerin yapılması da gerekiyor.

Bu sorunlara rağmen, güneş enerjisi kullanan arabalar üzerine çalışmak, mühendislerin diğer alanlarda çözümler geliştirmesini sağlıyor. Örneğin; daha küçük, daha verimli paneller ve benzinle çalışan arabalara bağlanabilen, verimliliği artırıp yakıt tüketimini azaltacak güneş panelleri üretildi(9).

Bir gün, güneşimizin sağladığı tüm enerjiyi yakalamayı başarabileceğiz. Bu da bir sürü yenilik gerektirecek.

KAYNAKLAR:

  1. https://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html
  2. https://www.businessinsider.com/this-is-the-potential-of-solar-power-2015-9?amp
  3. https://www.nature.com/articles/d41586-020-01045-w
  4. https://www.automostory.com/first-solar-car.htm
  5. https://bilimteknik.tubitak.gov.tr/system/files/biltek_arsiv/S-446-72.pdf
  6. https://challenge.tubitak.gov.tr/2013-tr.html
  7. https://www.betterworldsolutions.eu/lightyear-builds-sun-powered-car/
  8. https://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/vehicles/solar-powered-vehicle-possibility2.htm

Güneş arabaları hakkında ayrıntılı bilgi almak için: http://www.solarpoweredcars.net/

https://futurism.com/fully-solar-powered-car-hitting-road-2019

https://www.elektrikport.com/haber-roportaj/gunes-arabasnn-incelenmesi/4397#ad-image-0

Nesibe Manav

Öğrendikçe büyüyoruz, hayallerimiz ve dünyamız güzelleşiyor. Öğrenmek, hayatı anlamak için pek çok pencere açıyor. Matematiğin öğrettiği şeylerden biri de ne kadar bilirsen o kadar az şey bildiğini farketmen. Öğrenmeyi seviyorum ve öğrendiklerini paylaşmak beni mutlu ediyor. O yüzden paylaşalım ki bilgimiz artsın.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu