Elektrik
Jeotermal Enerji
Jeotermal Enerji Yakıt Yakmanın Yerini Tamamen Alabilir mi?
Ayaklarımızın hemen altında neredeyse tükenmez bir enerji kaynağı var. Jeotermal enerjinin hikâyesini anlatıyoruz. Ardından geleneksel jeotermal santralleri, rüzgâr ve güneş enerjisini dengelemek için gücü artırılıp azaltılabilen geliştirilmiş jeotermal sistemlerle ve tek tek binalar için toprak kaynaklı ısı pompalarıyla karşılaştırıyoruz. Ayrıca kayayı kesmek yerine buharlaştıran yeni derin sondaj teknolojisine de bakıyoruz; bu yöntem jeotermali Dünya'nın neredeyse her yerinde mümkün kılabilir.
Kılavuzu İndir3,4genel
Bu çözüm nasıl puanlanıyor
- Etkisi4 / 5Her zaman açık temiz enerji, yeni sondaj teknolojisi sayesinde daha fazla yerde mümkün.
- Hız3 / 5Her santralin sondajı yıllar sürer; daha yaygın kullanım için daha ucuz sondaj gerekir.
- Maliyet3 / 5Delmesi pahalı, ama işletmesi sonra çok ucuz.
- Olgunluk4 / 5Bir yüzyıldır kanıtlanmış; yeni nesil sondaj hâlâ gelişiyor.
- Doğa3 / 5Çok az yer kaplar; küçük sarsıntı riski düşüktür.
Kılavuz
Bu, filmin resimli metnidir. Kılavuz şu anda sadece İngilizce mevcut - diliniz yakında geliyor.














Test
Soru 1 / 10
1904'te Dünya'nın ısısından ilk kez kim elektrik üretti?
Puan 0 / 10
Metin
Tarih öncesinin odun ateşlerinden modern çağın fosil yakıtlarına kadar, insanlar bir şeyleri yakmaya kafayı takmış durumda. Hatta bunda o kadar iyi oldular ki, şimdiye kadar Dünya’daki tüm bitki örtüsüne denk, devasa miktarda 450 milyar metrik ton karbon yaktılar [1,2].
Peki ya ateş çağı sona erebilseydi? Peki ya insanlık gezegenin enerjisinden yararlanıp Dünya’nın kendisini devasa bir elektrik santraline çevirebilseydi?
Bilim kurgu gibi gelebilir ama Dünya’nın yüzeyinin altında, dünyaya binlerce yıl enerji sağlama potansiyeli olan neredeyse sınırsız bir enerji kaynağı yatıyor: jeotermal enerji.
İnsanlar fosil yakıt yakmaya başlamadan çok önce, Dünya’nın kendisi antik uygarlıklara ısı sağlıyordu. Hatta antik halklar jeotermal kaynakların kutsal olduğuna inanıyordu [3,4].
Antik Romalılar, insanların bir şeyleri yakmaktan daha çok sevdiği tek şeyi yapabilsinler diye onların çevresine kompleksler bile inşa etti [5,6,7]: sıcak, buharlı sularda yıkanmak; Romalı yazar ve yıkanma meraklısı Yaşlı Plinius’un, dünyanın ilk ansiklopedisini [9,10] yazarken keyif aldığı bir uğraş [4,8].
Ama Dünya’nın ısısı yıkıcı da olabilir; Plinius bunu, kendisi ve Pompeii şehri MS 79’daki Vezüv yanardağı patlamasında kül ve zehirli gaz altında kaldığında öğrendi [11,12,13].
Ancak 1904’te, yenilikçi İtalyan Prens Piero Ginori Conti’nin çok ama çok derin bir delik açarsan Dünya’nın ısısına ulaşıp onu elektrik üretmekte kullanabileceğini keşfetmesiyle bu mümkün oldu [14,15,16].
Peki bütün bu enerji nereden geliyor? Ve Conti’nin aleti gibi makineler tam olarak nasıl çalışıyor?
Dünya dışarıdan yaşama elverişli görünebilir ama serin ve yemyeşil dış yüzeyi, kalın erimiş ve yarı erimiş kaya katmanlarının üstünde duran ince, kırılgan bir kabuktan, yani yumurta kabuğundan pek de farklı değil. Ne kadar derine inersen, o kadar sıcak olur. Ve 5.000 °C’nin üzerindeki [17,18] Dünya’nın çekirdeği, Güneş’in yüzeyi kadar sıcak [19,20].
İyi ki neredeyse 3.000 kilometre aşağıda [17,21], yoksa o buharlı Roma hamamları epey daha haşlayıcı olabilirdi!
Bu ısının bir kısmı Dünya’nın 4,5 milyar yıl önceki ateşli oluşumundan kalan enerji, kalanıysa kayanın içindeki radyoaktif elementlerin bozunmasından geliyor [22,23]. Birlikte o kadar çok enerji üretiyorlar ki, yüzeye akan ısı teorik olarak insanlara milyonlarca yıl yetebilir [24,25].
Peki insanlar gezegenin potansiyelini nasıl açığa çıkarabilir?
Üç temel yol var:
1) Geleneksel jeotermal
2) Geliştirilmiş jeotermal
3) Toprak Kaynaklı Isı Pompaları
Geleneksel yöntem, İzlanda’da bolca bulunan doğal bir aşırı ısınmış yer altı suyu ve buhar kaynağı gerektirir. Birbirinden uzaklaşan iki tektonik plakanın birleşiminde yer aldığı ve aslında dev bir yanardağ koleksiyonu olduğu için, yüzeyin hemen altında hem bolca buhar hem de aşırı ısınmış su bulunur. Ona ulaşmak için delik açıldığında, bu buhar türbinleri döndürüp elektrik üretmekte kullanılabilir.
Rezervuar, su soğuduktan sonra yeniden toprağa verilerek sürdürülebilir şekilde yönetilirse, bu süreç yüzyıllarca devam edebilir [26-29]. Jeotermal olarak ısınan bu suyun bir kısmı da borularla evleri, seraları ve hatta yüzme havuzlarını doğrudan ısıtmak için taşınabilir, böylece orada yaşayan insanlar yıl boyunca yıkanabilir.
Hatta İzlanda’nın o kadar çok jeotermal enerjisi var ki, artık temel enerji ihtiyacının devasa bir %70’ini karşılıyor [30,31].
Peki ya ayaklarının altında aşırı ısınmış su rezervuarları olan bir yanardağın yakınında yaşayacak kadar şanslı değilsen? İşte 2. seçenek burada devreye giriyor.
Doğal buharın olmadığı bölgelerde bile [32,33,34], sıcak kayaya su enjekte edilerek geliştirilmiş jeotermal sistem denen yapay bir aşırı ısınmış su rezervuarı oluşturulabilir [35,36,37], bu da ardından geleneksel bir sistemle hemen hemen aynı şekilde enerji üretebilir.
Geliştirilmiş jeotermal rezervuarlar rüzgâr ve güneş enerjisinin en büyük sorununu da çözebilir.
İnsanların enerji talebi belli bir düzen izler: insanlar kahvaltılarını yapmak için sabah kalkınca yükselir, işe gitmek üzere çıktıklarında düşer, televizyon izlemek ve ışıkları açmak için eve döndüklerinde yeniden yükselir.
İronik biçimde, Güneş’in enerjisi en az ihtiyaç duyulduğunda en bol haldedir.
Rüzgâr enerjisinin bulunabilirliği de biraz rastgele olduğundan, ikisi birlikte bile çoğu zaman gerekeni karşılayamaz.
Öte yandan, geliştirilmiş bir jeotermal rezervuardan gelen enerji akışı gün boyunca ayarlanabilir; yani insanlar ihtiyaç duyduğunda elektrik hep vardır.
Bu gerçekten kazandıran bir kombinasyon [43-56]. Peki işin püf noktası ne?
Hem geleneksel hem de geliştirilmiş jeotermal sistemler, yüzlerce, bazen de binlerce metre kayayı delmeyi gerektirir. Ve kayayı bilen herkesin bildiği gibi, kaya meşhur derecede serttir; bu da delmeyi biraz zorlaştırır.
Kayayı yüksek enerjili bir ışınla buharlaştıran milimetre dalgaları gibi teknolojilerdeki gelecekteki gelişmeler [38,39], bir gün insanların o kadar derine inmesini sağlayabilir ki [40] jeotermal ısıya Dünya’nın neredeyse her yerinde ulaşılabilir.
Peki jeotermal ısıyı kullanmanın daha ucuz, daha kolay bir yolu olsaydı?
İşte üçüncü seçenek burada devreye giriyor: Toprak Kaynaklı Isı Pompaları!
Geleneksel ve geliştirilmiş jeotermal sistemlerin aksine, bunlar çok daha sığ derinliklere kurulabilir. Bunlar toprağın ısısını kullanarak özel bir sıvıyı daha ılımlı sıcaklıklara kadar ısıtır, bir ısı değişim sistemiyle sıcaklığını yükseltir, bu ısıyı suya aktarır ve insan evlerini ısıtmak için borularda dolaştırır [41,42].
Uçuk gelebilir ama ısı bu şekilde yükseltildiğinde, Dünya’nın yalnızca birkaç metre altındaki hafif sıcaklık bile güzel, buharlı bir banyo için suyu ısıtmaya fazlasıyla yeter.
Üstelik bunu geleneksel kazanlardan çok daha verimli yapar!
Jeotermal enerji gerçekten insanların bir şeyler yakma bağımlılığını bırakmasına yardım edebilir mi? Evet!
Doğru yatırımlar, vergi teşvikleri, araştırmalar ve teknolojilerle insanlar sonunda gezegenin tüm potansiyelini açığa çıkarıp volkanik kaynaklardan banliyö bahçelerine kadar her yerde bu yer altı enerjisine ulaşabilir, herkes için bolca sıcak buharlı banyosu olan ateşsiz bir gelecek yaratabilir.
Uzman Danışmanlar
2
Teşekkür ederiz:
Prof. Jon Gluyas
Durham Üniversitesi
Başkan, The Geological Society
Yer Bilimleri Bölümü
Dr. Andrea Paulillo
University College London
Kimya Mühendisliği Bölümü
Diğer Videolar
22 bağlantı
Bu kaynaklar bağımsızdır. Burada bağlantısı verilen her şey İngilizce.
Jeotermal Enerji - Genel Bakış
Yenilenebilir Enerji 101: Jeotermal enerji nasıl çalışır?Green Mountain Energy
GCSE Fizik - Jeotermal enerjiCognito
Enerji 101: Jeotermal EnerjiU.S. Department of Energy
Jeotermal enerji yenilenebilir ve güçlü. Peki neden çoğu hâlâ kullanılmıyor?DW Planet A
Neden hepimiz jeotermal enerji kullanmıyoruz?Just Have a Think
Piller kirli. Jeotermal enerji yardımcı olabilirVox
Bu gözden kaçan enerji kaynağı elektriğin %50'sini sağlayabilirCNBC
Dünya'nın ısısı enerji sorunlarımızı çözebilir mi?Real Engineering
Gelişmiş Jeotermal
Geliştirilmiş jeotermal enerji temiz enerjide devrim yaratabilirDistilled
Bu çığır açan temiz enerji kaynağı Amerika'ya enerji sağlayabilirTDC
Utah'da jeotermal enerji [TAM BÖLÜM: Utah'nın enerji dönüşümü B4]PBS Utah
Dünyanın derinlerine sondaj yapmanın büyük sektörüBloomberg Primer
Jeotermal enerjide dev sıçramaThe Economist
Bu teknoloji jeotermalin EN BÜYÜK sorununu çözüyor - oyunun kurallarını değiştirir mi?Two Bit da Vinci
Jeotermal (Yer Kaynaklı) Isı Pompaları
Milimetre Dalga Delme ve Ötesi
Jeotermal Enerji DeğişiyorReal Engineering
Milimetre dalga sondajı | Temiz enerjinin geleceğiQuaise Energy
Temiz enerjinin El Dorado'su: Quaise Energy ile milimetre dalga jeotermal sondajıARPA-E
Yeni SONDAJ makinesi SINIRSIZ ENERJİNİN önünü açıyor!?Motor Explorer
Sonsuz jeotermal enerji için ne kadar derine kazabiliriz?Interesting Engineering
Bu füzyon teknolojisi jeotermal enerji sorununu çözüyorDr Ben Miles
Daha Fazlası
24 bağlantı
Bu kaynaklar bağımsızdır. Burada bağlantısı verilen her şey İngilizce.
Özet Bilgiler
- Jeotermal Temelleri - Department of Energy
- Jeotermal enerji bilgileri ve gerçekler - National Geographic
- Jeotermal Enerji - MIT Climate Portal
- Jeotermal Enerji - National Geographic Education
- Jeotermal ısı pompası | Açıklama, çalışma mekanizması, tasarım, avantajlar, dezavantajlar, & gerçekler - Britannica
Tarihçe
- Jeotermal Şehir: Tarihçe - MIT
- Çağlar boyunca jeotermal enerji - Elektrik & alternatif enerji - Alberta's Energy Heritage
- İtalya'nın Larderello kenti 120 yıllık jeotermal elektrik üretimini kutluyor - Think GeoEnergy
- İlk Ulusal Bilim Tarihi Sergisi 1929 | Piero Ginori Conti - Museo Galileo
Nasıl Çalışır
- Dünya'nın çekirdeği neden bu kadar sıcak? Bilim insanları sıcaklığını nasıl ölçüyor? - Scientific American
Genel Bakış (Geleneksel)
- Jeotermal kaynaklara genel bakış - ThinkGeoEnergy
- Jeotermal Enerji: Genel Bakış - Wright-Ingraham Institute
- Temiz enerjide dünya lideri İzlanda, Afrika'nın jeotermal enerji hamlesini destekliyor - UNEP
- İzlanda jeotermalde döngüyü tamamlıyor - Energy Monitor
Gelişmiş Jeotermal
- Gelişmiş Jeotermal Sistemler - Department of Energy
- Geliştirilmiş jeotermal sistemler (EGS) bilgi notu - US Department of Energy
- Jeotermal teknolojiler programı: Geliştirilmiş jeotermal sistemler - NLR (NREL)
Yerden Isı Pompaları
- Jeotermal Isı Pompaları - Department of Energy
- Temiz enerji 101: Jeotermal ısı pompaları - RMI
- Toprak kaynaklı ısı pompaları: maliyetler, tasarruflar ve faydalar - Energy Saving Trust
Milimetre Dalga Delme
- Milimetre dalga veya doğrudan enerji sondajıyla jeotermal enerji - Geoengineering Global
- Jeotermal enerji için yüksek güçlü milimetre dalga sondajı - Environmental Science
- Quaise Energy, milimetre dalga teknolojisiyle sondajda önemli bir eşiğe ulaştı - Energy Global
- (Quaise Energy'ye bakın)
Kaynaklar
57 bağlantı
Burada bağlantısı verilen her şey İngilizce.
- [1] Analiz: Hangi ülkeler iklim değişikliğinden tarihsel olarak sorumlu? | Carbon Brief (bkz. Kaynak Notları*)
- [2] Dünya'daki tüm yaşamın ağırlığı | ESALQ – College of Agriculture, University of São Paulo
- [3] İnsan ırkı ile jeotermal olaylar arasındaki uzun ilişkinin kısa tarihi | Proceedings World Geothermal Congress
- [4] Çağlar boyunca jeotermal enerji - Elektrik ve alternatif enerji | Alberta's Energy Heritage
- [5] Roman Baths sıcak kaynak suyu ısı geri kazanım sistemi | Buro Happold
- [6] Sulara girmek: Roman Baths'tan ısı geri kazanımı | CIBSE Journal
- [7] Bath Abbey şehrin kaplıcalarından gelen suyla ısıtılacak | Energy | The Guardian
- [8] Greko-Romen dünyasında şifalı kaplıcalar ve iyileştirici spa merkezleri (İçinde: Leisure, Pleasure and Healing) | Supplements to the Journal for the Study of Judaism
- [9] Doğa ansiklopedileri: Pliny'i okumak | Leonardo's Library | Spotlight at Stanford
- [10] Yaşlı Pliny'yi ve ilk ansiklopediyi hatırlamak | Knowable Magazine
- [11] Yaşlı Pliny'nin ölümü üzerine | Memoirs of the American Academy of Arts and Sciences
- [12] Yaşlı Pliny'nin trajik ölümü ve Pompeii'nin son günleri | The Collector (bkz. Kaynak Notları*)
- [13] Pompeii kalıpları: Çökelme sonrası yöntemsel içgörüler | PLOS ONE (bkz. Kaynak Notları*)
- [14] Jeotermal şehir: Tarihçe | MIT
- [15] Biliyor muydunuz… İtalya dünyanın en eski jeotermal santraline ev sahipliği yapıyor? | Utah FORGE
- [16] Dünyadaki ilk jeotermal enerji santrali | World-Energy
- [17] Dünya'nın çekirdeği | National Geographic
- [18] Dünya'nın çekirdeği neden bu kadar sıcak? Bilim insanları sıcaklığını nasıl ölçüyor? | Scientific American
- [19] Dünya'nın çekirdeği gezegeni neden eritmez? | BBC Science Focus
- [20] Koronal ısınma teorisi için güçlü kanıtlar 2015 TESS toplantısında sunuldu | NASA
- [21] Dünya çekirdeği koşullarında demirin ısıl ve elektriksel iletkenliği | Nature
- [22] Jeotermal enerji nedir? | Planète Energies
- [23] Jeotermal enerji: Büyük Britanya'da ısı ve elektrik potansiyeli | House of Lords Library
- [24] Geliştirilmiş jeotermal sistemin (EGS) küresel değerlendirmesi | Renewable and Sustainable Energy Reviews
- [25] Megakentlerin enerji karışımını karbonsuzlaştırmanın bir yolu olarak jeotermal enerji | Communications Earth & Environment | Nature
- [26] Jeotermal sahalarda reenjeksiyon: Güncellenmiş dünya çapında inceleme 2020 | Geothermics
- [27] Reenjeksiyon - genel bakış | ScienceDirect Topics
- [28] Bölgesel ısıtma uygulamalarında orta-derin jeotermal kuyuların ömrü ve güç yoğunluğu | The European Physical Journal Plus
- [29] Jeotermal enerji | National Geographic
- [30] Ada temelli %100 yenilenebilir stratejisinde jeotermal enerjiden yararlanma. Tenerife (İspanya) vaka çalışması | Journal of Cleaner Production
- [31] Enerji rakamları 2021 | Orkustofnun (Ayrıca İzlanda'da birincil enerji kullanımı 1940-2020 | Orkustofnun)
- [32] Jeotermal enerji santrallerinin coğrafi uygunluğunu tahmin etme | Journal of Cleaner Production
- [33] CGG, enerji dönüşümünü destekleyen jeotermal çok müşterili çalışmaları bir ABD enerji şirketine lisanslıyor | Viridien
- [34] Sıcak kayadan faydalı enerjiye: Geliştirilmiş jeotermal sistemlerin potansiyeline dair küresel tahmin | Applied Energy
- [35] Geliştirilmiş Jeotermal Sistem (EGS) bilgi notu | US Department of Energy
- [36] Geothermal Technologies Program: Enhanced Geothermal Systems | NLR (NREL)
- [37] Geliştirilmiş Jeotermal Sistem - genel bakış | ScienceDirect Topics
- [38] Milimetre dalga veya doğrudan enerji sondajıyla jeotermal enerji | Geoengineering Global
- [39] Quaise Energy
- [40] Milimetre dalga teknolojisi kullanarak derin jeotermal sondaj | OSTI.GOV
- [41] Temiz enerji 101: Jeotermal ısı pompaları | RMI
- [42] Jeotermal ısı pompaları: nasıl çalışırlar | AHRI
- [43] Esnek kaynaklar yenilenebilir enerjiye yardımcı olur | Kısa bilgiler | California ISO
- [44] Neden pompajlı hidroelektrik? | Queensland Hydro
- [45] Gerçek zamanlı çalışan şebeke | U.S. Energy Information Administration (EIA)
- [46] Birleşik Krallık'taki evlerde küme analiziyle günlük enerji talebi profillerindeki değişimin zaman içinde yakalanması | Applied Energy
- [47] Talep akıllıdır ve fiyat profilindeki değişimlere uyum sağlar | AleaSoft Energy Forecasting
- [48] Şekil 1: Rüzgar enerjisi ve güneş enerjisi üretim eğrilerinin güçle karşılaştırılması (İçinde: Rüzgar çiftliklerinin istikrarlı üretimi için sıkıştırılmış havanın yeni hibrit modeli) | International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering
- [49] Şekil 1: Yenilenebilir enerji depolamalı günlük arz ve talep (İçinde: Jeolojik gözenek depolama rezervuarlarında sıkıştırılmış yenilenebilir gaz enerjisinin jeofizik değerlendirmeleri) | SpringerPlus
- [50] Şekil 4: Rüzgar çiftliğinin tahmini ve gerçek güç üretimi (İçinde: Rüzgar çiftliği kümesi için rüzgar enerjisi tahmin hatasına dayalı sevkiyat yöntemi) | Journal of Modern Power Systems and Clean Energy
- [51] Şekil 1: Rüzgar ve termal elektrik üretimi ve yarım saatlik spot fiyat (İçinde: Değişen rüzgarlar: rüzgar enerjisi Yeni Zelanda enerji sistemiyle nasıl etkileşir) | Electricity Authority
- [52] Şekil 1: Yarım saat başına ortalama yarım saatlik elektrik tüketimi (Şurada: Akıllı sayaçlı bir gelecekte nüfus sayımı için elektrik tüketimi ve hane özellikleri: çıkarımlar) | Computers Environment and Urban Systems
- [53] Şekil 1: Rüzgar, güneş, rüzgar-güneş hibrit sistemi çıktısı ve yük profilinin benzetilmiş saatlik profilleri (Şurada: Enerji depolama ihtiyacını azaltmak için rüzgar-güneş kaynaklarının tamamlayıcılığından yararlanmak) | AIMS Energy
- [54] Şekil 2: Kontrol döneminde ortalama yarım saatlik elektrik talebi (Şurada: Yaz saati uygulaması elektrik talebini nasıl etkiler? Batı Avustralya'daki doğal deneyden elde edilen toplu verilerle bir yanıt) | Energy Economics
- [55] Jeotermal enerjinin esnek dağıtımı için rezervuar içi enerji depolamanın değeri | Applied Energy
- [56] Şekil 15 (Şurada: Cuckoo search algoritması kullanılarak Kamerun'daki üç uzak bölgenin elektrifikasyonu için farklı enerji depolama teknolojilerine sahip fotovoltaik/rüzgar hibrit güç sisteminin nicel tekno-ekonomik karşılaştırması) | Journal of Energy Storage
Kaynak Notları
3
1.718 Gt CO2 bildiriyor, bu da 468,54 Gt karbona eşdeğer.
Ekstra Malzeme - Yaşlı Plinius, son anlarında banyo yapıyor (animasyona bakın)
[12] Yaşlı Plinius, Vezüv Dağı'nın tepesinden büyük, uğursuz bir bulutun yükseldiğini gördü. Bir şeylerin ters gittiğine karar verince, kaçıp kendini kurtarmak yerine kıyıdaki diğer insanlara yardım etmek için bir savaş gemisi filosu gönderip onlarla yola çıktı. Arkadaşı Rectina'dan yardım isteyen bir not alınca, yolculuğun bir kurtarma görevi olduğu hızla anlaşıldı. Plinius, Pompeii'den 5 km uzaktaki evinde Rectina'ya ulaştı ve dümencisi tarafından geri dönmesi söylendi - ama Plinius bunu reddedip Stabiae'deki diğer arkadaşı Pomponianus'a yardım etmeye devam etti. İki adam burada rahatlamaya, yemek yemeye, yıkanmaya ve tehlikeyi gece boyunca atlatmaya çalıştı. Ama gece boyunca kül ve ponza taşı yağmaya başladı, sarsıntılar temellerini salladı ve lav akışı uzaktaki evleri yutup eve hızla yaklaştı. Koşullar kötüleşti, hem içeride hem dışarıda tehlikeler arttı. Sabah olunca tahliye edip sahile gitmeye karar verdiler - ne yazık ki kaçarken artan sıcaklık, alevler ve boğucu dumanlara yenik düştüler.
[13] felakete yol açan tek bir olay olmadığını, bunun yerine üst üste gelen çok sayıda felaket yaşandığını ve piroklastik dalga halkın çoğunun hayatını almadan önce, sıcak kül ve ponza taşı yağarken Pompeii halkının kaçmaya çalışacak vakti olduğunu açıklıyor. Bu, tahliye girişimi yapılmadan önce Yaşlı Plinius'un yıkanmaya ve rahatlamaya vakti olduğu sonucunu güçlendiriyor.
Enerji Talebi Grafiği
Gösterilen grafik, [43-56] temel alınarak enerji talebindeki günlük değişimlerin ve yenilenebilir kaynakların kesintililiği sorununun 4 ana parametreyle görselleştirilmiş basitleştirilmiş bir gösterimidir:
- İnsanlar günlük rutinlerini sürdürürken enerji talebi genellikle gün boyunca değişir. Elektrik tüketimi, insanların uyandığı ya da işten eve geldiği sabah ve akşam saatlerinde - ışıkları, televizyonları, yemek pişirme aletlerini vb. açtıklarında - zirve yapma eğilimindedir; insanlar işte, yolda ya da dışarıdayken gün ortasında ise genellikle sabit kalır veya azalır. Tahmin edilebileceği gibi, talep insanların uyuduğu gece saatlerinde en düşüktür.
(Belirli talep örüntüleri kaynaklar arasında değişir; bu grafik için birkaç kaynak incelenip basitleştirilmiştir.) - Güneş enerjisi - Güneşten üretilen elektriğin arzı, güneş ışığının en güçlü olduğu gün ortasında zirve yapar ve güneş batarken akşama doğru azalır. Bu tanıdık örüntü, insanların elektrik tüketimiyle uyuşmazlık gösterir ve talebin en yüksek olduğu zamanlarda arz açıkları yaratır: Güneş doğup arz artsa bile, sabah talep zirvesini karşılamaya yetmez. Öte yandan, güneşin en yüksekte olduğu gün ortasında elektrik fazlası vardır, ama talep görece düşüktür.
- Rüzgar enerjisi - Rüzgardan üretilen elektriğin arzı doğası gereği oldukça değişken ve düzensizdir. Güneş ışığındaki gibi rüzgarın kısa vadede (saatlik) tutarlı, öngörülebilir bir örüntüsü yoktur (bazı kaynaklar rüzgarın öğleden sonra zirve yapma eğiliminde olduğunu söylese de). Ama güneş gibi rüzgar enerjisi de günün bazı saatlerinde fazlalık yaratabilir, başka saatlerdeyse talebi karşılayamayabilir. Rüzgarın talep için yetersiz kaldığı tamamen durgun günler geçebilir ya da durmaksızın rüzgarlı günler sürekli elektrik fazlası sağlayabilir. Sonuçta, rüzgar enerjisi tek başına güvenilmez bir enerji kaynağıdır. Rüzgar ve güneş birlikte olsa bile, özellikle bulutlu ve rüzgarsız günlerde, talebin zirve yaptığı dönemlerde yeterli elektrik sağlayamayabilirler.
- Tamamlayıcı enerji - Rüzgar ve güneşle bağlantılı kesintili elektrik açıklarını telafi etmek ve arzın talebi karşılamasına yardımcı olmak için başka enerji kaynakları kullanılabilir. Hidroelektrik, biyoyakıtlar ve geliştirilmiş jeotermal gibi kaynaklardan sağlanan enerji gün boyunca ayarlanabilir; gerektiğinde ek enerji sağlar ya da talebin düşük olduğu dönemlerde aşırı üretimi ve boşa giden fazlalıkları azaltır. Bu, farklı enerji kaynaklarından oluşan bir birleşim kullanılarak talebin günün her saatinde düzenli biçimde karşılanmasını sağlar. Ayarlanabilir, tamamlayıcı arz olarak fosil yakıtlar yerine yenilenebilir bir kaynak kullanmak, daha fazla gereksiz karbon salımı yaratmadan talebin karşılanmasına yardımcı olur.
Yük takibi ve baz yük enerjisi:
Geliştirilmiş jeotermal enerji, kesintililik ve insan tüketim alışkanlıklarının yarattığı talepteki gerçek zamanlı değişimlere uyacak şekilde esnek ve dinamik olarak ayarlanabilen bir enerji kaynağının önemli bir örneğidir ve ‘yük takip eden’ arz olarak bilinir. Fosil yakıtlı veya nükleer santraller gibi diğer enerji kaynakları ise geleneksel olarak ‘baz yük’ enerji arzı A olarak bilinir. Bu, en temel enerji taleplerimizi karşılamak için sürekli ve güvenilir elektrik sağlayabilecekleri anlamına gelir; ancak geliştirilmiş jeotermalin aksine, kolayca ayarlanamazlar ve üretimleri talebe ayak uydurmak için hızla artırılıp azaltılamaz. ‘Pik yük’ olarak bilinen ek santraller, talebin zirve yaptığı dönemlerde ilave elektrik sağlamak için şebeke ağına entegre edilir. Ama pik yük santrallerinin bile açılıp kapanması zaman alır; bu da verimsizlik, aşırı üretim ve israf yaratır.
Grafiğimiz, güneş(/rüzgar) kaynaklı talep ve arz farkını ve bunun elektrik şebekemizde yarattığı yükü gösteren, yaygın olarak bilinen bir grafik olan Ördek Eğrisi'nin B basitleştirilmiş bir çeşididir - yani güneş(/rüzgar) enerjisiyle karşılanan talep zaten hesaba katıldıktan sonra kalan net talebi gösterir ve böylece bu parametreleri tek bir eğride birleştirir. Rüzgar ve güneş enerji ihtiyacının karşılanmasına yardımcı olsa da, baz yükün tamamının yerini (şimdilik) alamayacaklarını vurgular. Talebin her zaman %100'ünü karşılamadıkları için, bunu telafi etmek üzere geleneksel, yavaş artırılıp azaltılan baz yük santrallerinin hızlı ve daha sık ayarlanmasını gerektirerek şebeke üzerinde ek baskı yaratabilirler (ya da en azından, fazlalıklar, ciddi verimsizlikler ve boşa giden elektrik olmadan bunu yapamazlar). Örneğin, elektrik talebi zirve yaparken güneş üretimi akşam saatlerinde azalınca, baz yük santrallerini işleten elektrik şirketleri güneşin yerine üretimi hızla artırmak zorunda kalır. Bu yalnızca işletme baskısı yaratmaz, bu santraller ancak sürekli çalıştıklarında ekonomiktir - gün boyunca açılıp kapanmaları onları ekonomik olarak sürdürülemez kılar.
Bu sorunun çözümleri ‘ördeğin karnını düzleştirmeyi’ (ve böylece baz yük santrallerinin artırılıp azaltılması gereken miktarı düşürmeyi) hedefler ve şunları içerir:
- Üretimi daha esnek ayarlamak için baz yük işletimini iyileştirmek
- Enerji tüketim alışkanlıklarımızı gün boyunca daha tutarlı olacak şekilde değiştirmek
- Fazla elektriği başka kullanım alanlarına yönlendirmek
- Şebeke ölçekli enerji depolamayı dahil etmek
- Geliştirilmiş jeotermal veya hidroelektrik gibi daha esnek başka ‘yük takip eden’ kaynaklara geçmek
Ayrıca bakınız: Ördek Grafiğini On Yıl Boyunca Analiz Etmek: 2008'deki bir NREL Keşfi Bugün Şebekede Daha Fazla Güneş Enerjisine Nasıl Yardım Ediyor | NLR (NREL) (arşivlenmiş)














