Fotovoltaik Sistemlerin Ana Şebeke Frekansına Bağlı Olarak Devreden Çıkarılmaları (50,2 Hz Problemi )

Elektrik şebekeleri duyarlılığı yüksek altyapılar arasındadır. Her an enerji talebi ve arzı dengede olmak zorundadır. Bu durumu takip etmenin en kolay yolu şebeke frekansını takip etmektir. Avrupa’da normal durumda şebeke frekansı 50 Hz dir. Frekans arttığında elektrik şebekesine güç girişinin arttığını ve böylece şebekedeki talebin arzdan daha düşük kaldığını anlayabiliriz. Çok ufak çaplı frekans dalgalanmaları olağandır ve bu durum şebekeyi gözetim altında tutan otoritece takip edilir. 

Eğer şebeke frekansı 50 hz değerinin çok üzerinde veya altında olursa bu durum ciddi bir sorun teşkil eder. Mesela frekans 50, 2 hz’a yükseldiğinde çok küçük çaplı üreticilerin çoğu (güneş enerjisi üreticileri )aynı anda devreden çıkartılır. Böylece bir anda çok büyük miktarda Gigawattlar mertebesinde bir güç kapasitesi devreden çıkartılır ve böylece bir saniyeden diğerine enerji arzı çok ciddi anlamda geriler. Gerçi acil durumlar düşünülerek yaklaşık 3 Gigawatt kadar bir Primer Kumanda Gücü her zaman ihtiyat olarak rezerv bırakılır ama bu güç hem miktar hem de işletmeye geçme süresi bakımından yeterli bir güç olmayacaktır.

Ana Elektrik Şebekesinin Frekansı 50,2 Hz olduğunda Başta Almanya ve Avrupa'da önce küçük Fotovoltaik Üreticilerden Başlanmaktadır. 

 Eğer 50,2 Hz eşik değerine ulaşılarak fotovoltaik işletmeler devreden aynı anda çıkarılırsa bu durum büyük çaplı bir elektrik kesintisine neden olabilecektir. Bu durum elbette ki çok küçük bir ihtimal dairesindedir ama Avrupa ve Almanya’da (diğer bir deyişle Avrupa Kıtası Ülkelerarası Senkron Çalışma Bölgesi’nde )yüksek bir enerji sürekliliğinin sağlanabilmesi için önlemlerin alınması gereklidir. Bu meyanda Almanya’da fotovoltaik elektrik üreticilerinin bu frekansa ulaşılması durumunda fotovoltaik sistem bağlantısını devreden çıkaracak bir donanım kullanmaları gerekmektedir. Buna göre 10 kW gücündeki panellerden başlanarak tüm üreticilere bu prensibe göre çalışacak bir donanımı sistemlerine eklemeleri isteniyor. 

Not: Bu donanım bilebildiğim kadarı ile son yönetmeliklerde düzenleme yoluna gidilerek adım adım devreden çıkarmalar yapan bir yazılımla güncellenerek olası bir sistem çökmesine karşı tedbir mahiyetinde yenilenmişti. Yani 50,2 Hz üzerindeki frekans kademeleri oluşturularak öncelikli olarak küçük güçler (10 kW ve üzerindeki güçlerden başlayarak ) devreden çıkarılıyor ve frekans artmaya devam ederse kademeyle orantılı olarak devreden daha büyük üreticiler çıkarılıyor )

Seksiyonlara Ayrılmış Tek Bara Sistemi

Bu şebeke şemasında, anabara kuplaj şalteri ile bu şalterin önünde ve arkasında bulunan ve bara kısımlarını güvenli şekilde ayırmada görev alan bulunan iki ayırıcı ile seksiyonlara bölünür. Anabaranın bir kısmının devreden tamamen çıkarılması ve böylece bakım işlemlerinin yapılması mümkündür. Aşağıdaki şekli inceleyelim:

Seksiyonlara Ayrılmış Tek Bara Sistemi

 Seksiyonlara Ayrılmış Tek Bara Sisteminin Üstünlükleri & Zayıflıkları

Üstünlükler:

• Tek bara sistemler kadar kolay işletilebilmektedir. 
• Bakım maliyeti düşüktür. 
• Anabaranın bakımı veya tamiri için anabaranın sadece tek bir seksiyonunun enerjisiz bırakılması yeterlidir. Bu yüzden baranın tümüyle enerjisiz kalması olasılığı söz konusu olmamaktadır. 
• Anabara gerilimini hat röleleri için kullanmak mümkündür. 

Zayıflıklar

• En ciddi zayıflığı herhangi bir devrenin kesicisi görevini yapmayacak olursa söz konusu kesici tamir edilinceye dek o devreye güç temininin mümkün olmamasıdır. 
• Anabarada rutin bakım gerçekleştirmek için anabaranın yarısı devreden çıkarılmalıdır. Böylece o kısma ait fiderler ve trafolar enerjisiz kalacaktır. 
• Eğer herhangi bir aşamada mevcut sisteme bir devre eklemek gerekecek olur ise yine anabaranın ilgili kısmı/seksiyonu/yarısı devreden çıkarılmak zorundadır.

Nano- Işık Kuleleri

Fiber kablolalar, evinde internet bağlantısı olan çoğu kişinin iyi bildiği gibi veri aktarımında bir atlama taşıydılar. Veri indirmeleri daha hızlı, izlenen filmler duraklamadan izlenir hale geldi ve bu konudaki temel çalışmalar için 2009 yılında Nobel Fizik ödülü verilmesi çok isabetli ve adilane bir karar oldu. 

Fiber optik kablonun üstün yönü: İnternet sitelerini ve filmleri kullanıcıya ulaştırmakta aeskiden bakır kablolarla olduğu gibi elektronlardan değil elektronlardan faydalanması. 

Buna karşılık, fiber kablolar artık standart bir ürün haline gelmiş iken, bilgisayarlar hala bakır üzerinde akan elektronlar temelinde çalışmaya devam etmekte. Bilgiyi taşıyanlar elektronlar. 

Günümüzdeki Işık Kaynakları Hala Çok Büyük.

Öyleyse bilgisayar çiplerinde neden ışık sinyalleri kullanılmıyor? Bir sorunumuz var: Böylesi bir işlem için uygun ışık kaynaklarımız yok. Bilinen varyantlar günümüzdeki çiplerde kullanılmak için gereğinden fazla büyük . Bilim insanları bu yönde bir adım attılar oysa ki. 

Hollanda Eindhoven Üniversitesindeki araştırmacılar yanal ebatları insan saç telinin yaklaşık yüz kat daha küçük olan bir nano-ışıkkulesi tasarladılar. Söz konusu ışık yayan led (LED) bilinen ışık kaynaklarından 1000 kez daha verimli. 

Elektron mikroskobu ile alınmış bir fotoğrafını veriyorum:

Nano- Işık Kulesi 

Kulenin yanal uzunluğu 350 nanometre civarında ve uzunluğu da bunun üç katı kadar. Işık i-InGaAs olarak tarif edilen bir bölgeden yayılıyor . Bu bölge İndiyum, Galyum ve Arsenik’ten meydana gelmiştir. 

Işık üretimi, şu anda piyasada satılan Led ampüllerde olduğu gibidir. Buna karşılık yayılan ışık çıplak gözle görülmez. Infraruj olarak yayılan bir ısı yayılması söz konusudur. 

Araştırmacılar Sinyalleri Dönüştürmeyi Başarıyor. 

Nano-ışıkkulesi elektron mikroskobunda köşeli yükselti olarak gözlemlenen bir dalgakılavuzu üzerinde bulunmaktadır. Bu sayede araştırmacılar elektronik sinyalleri nano-ışıkkulesine göndermeyi başarabildiler. Işık kulesi de bu sinyali ışığa dönüştürerek göndermeyi gerçekleştirdi. Bu dönüştürme işlemi şimdiye kadar ki dönüşümlerden çok daha verimli gerçekleşti. 

Ayrıca araştırmacılar ışık kaynaklarının çok hızlı sinyallere de tepki verebildiklerini gözlemlediler. Böylece bu yapının günümüzün çok hızlı elektronik devrelerine uyum gösterebilir olduğu anlaşıldı. 

Bu kulelerin çoğunun sadece eksi 260 celsius derece gibi çok düşük sıcaklıklarda düzgün çalışabildiğini ve bu nano kulelerin günümüz çip teknolojisi için hala çok büyük olduğunu belirtmekte fayda var.

LON (Local Operating Network) Ağları

Farklı altyapıları birleştiren ağ yapısı 

LON ingillizce Local Operating Network kelimelerinin baş harflerinden türetilmiş olup, çok farklı sistem ve iş sahalarında kullanılan cihazları tek bir sistem çatısı altında birleştiren bir ağ teknolojisidir. Böylelikle, ısıtma, iklimlendirme, havalandırma, güneş siperi, aydınlatma , giriş kontrol, yangın ve duman uyarı ve benzeri sistemler birleştirebilen bir ağ yapısından bahsediyor oluruz. 1990’lı yılların başından itibaren Amerikalı Echelon firması tarafından geliştirilmiştir. 

Lon dağıtılmış zeka prensibiyle çalışır. Bir Lon network’üne entegre edilmiş sensör ve aktuatörlerin tümü düğüm olarak adlandırılır ve bu düğümlerin her biri serbestçe programlanabilir çiplere sahiptir. Nöron olarak da tanımlayabileceğimiz bu düğümler üç CPU çekirdeğinden (CPU : merkezi işlem ünitesi ) oluşur. Bu üç çekirdekten ikisi bus erişimi ve protokol işlemlerinde görev almaktadır. Üçüncü çekirdek ya da işlemci ise uygulama programının işletilmesinden sorumludur. Bu düğümler , istenilen herhangi bir network topolojisi ile değişik aktarım ortamları üzerinden ( örneğin radyo, fiber, plc, vs gibi) bir birleri ile birleştirilebilir. Bir Lon ağında haberleşme bir merkezden bağımsız şekilde gerçekleşmektedir. Düğümler bir birleriyle bilgiyi doğrudan paylaşabilmekte ayrıca Lon ağında bulunan her mahal ve sistem katılımcısına özel faaliyet başlatabilmektedir. Bu amaçla LonTalk adı verilen bir haberleşme protokolü , standart hale gelmiş ağ değişkenleri yani SNVT ler kullanılmaktadır. 

Lon Ağı Peer-to-Peer Çalışır.

LON ile farklı bölgelerde uygulamalar gerçekleştirilebilmektedir. En önemli uygulamalar içerisinde, Bina ve Ev otomasyonu , sanayi ve proses otomasyonu vs alanındakilerdir. Bina ve ev otomasyonu hakkında kısaca bilgi verelim. Etkin bir ısıtma, havalandırma , aydınlatma ve perdeleme ve benzeri sistemlerin otomasyon yönüyle birlikteliğinin sağlanmasıyla pek çok işlevselliğe sahip olabilen bir işletmeden bahsetmek mümkün olmaktadır:

· Aydınlatmanın açık ve kapalı çevrim kontrolü

· Zaman veya olay yönelimli anahtarlama programlama

· Odaların, kullanıma uygun bir esneklikle ısıtmasının ayrı ayrı otomasyonu, 

· Enerji yönetimi

· Bina verilerinin görselleştirilmesi

Bu farklı sistemlerin bir araya getirilebilmesinin mümkün olduğunu ve enerji ve personel bakımından tasarruf sağlandığını görüyoruz. Bunlardan başka işletmede bir değer artışı ve konfor da söz konusu olmakta. Yine çok sayıda sensör ya da aktüatör kullanılmasıyla da ilk yatırımda maliyet avantajları ortaya çıkmakta. Kablolama maliyeti, yatırıma esas bina otomasyon altyapısının belli bir değerinden sonra daha da düşmekte ve tüm bina otomasyon sisteminin ağa dahil olması mümkün olmaktadır. Bir Lon ağının modüler mimari ve esnekliği sistemde yapılacak tadilat ve genişletmeyi kolaylaştırmaktadır.

Lon ağları bölgesellikle sınırlı değildir. İnternet yoluyla uzaktan kontrol ve denetimleri yapılabilir , ayrıca bölgesel ağlar daha büyük farklı sistemlerle birleşebilen ağlarla birleştirebilirler. Pek çok mahalli bulunan bir işletme bu mahallerin her birini bir ağa entegre edebilir. 

Lonworks IP Server

Karşılıklı İşletilebilme Yeteneği 

İşlevsel bir Lon ağı için teknik bir zorunluluk olarak farklı işlev ve üreticilere sahip cihazların karşılıklı işletilebilmeleri esastır. Bununla Lon ağındaki cihazların birbiriyle her halükarda uyumlu bir birliktelik içinde çalışabilmesi kastedilmektedir. Bu şekilde bir karşılıklı çalıştırılabilme şartı veya özelliğini Uluslararası LonMark Organizasyonu tarafından garanti altına alınmaktadır. Bu organizasyon profil ve tasarıma dönük direktifler oluşturarak, bu direktiflere uyan ve böylelikle karşılıklı işletilebilir olan komponentleri sertifikalandırır ve üzerine logosunu yerleştirir. 

Farklı Sistemlerin Biraraya Getirilmesinde Planlama

Bütüncül ve farklı sistemleri bünyesine alan bir fikir ve planlama Lon teknoloji temelinde 

düzgün işleyen bir sistem için gerek şarttır. Burada sistem entegratörleri uygulamaya dönük işlemlerde planlamayı yapan tarafı desteklemektedir. 

Lon açık bir teknoloji olduğu için, dünya çapında farki bölgelerdeki binlerce işletme yeni uygulama ve ürünler üzerinde çalışmaya devam etmektedir. Avrupa’da firmalar, üniversiteler, sistem entegratörleri, planlamayı yapanlar, ve uç kullanıcıları ulusal Lon-Kullanıcıları Organizasyonu çatısı altında birleşmiştir.

Manyetik Alana Bağlı Direnç Değişimi (Manyetodirençlilik )

Manyetodirençlilik, (manyetorezistiflik ) bazı malzemelerin manyetik bir alana maruz kaldığında gösterdiği bir özelliktir. Buna göre manyetodirençliliğe sahip malzemelerin elektrik direnci manyetik alanla birlikte değişmektedir. Bu özellik ilk kez 1857 yılında William Thomson tarafından farkedilmiştir. Kendisi o yıllarda elektrik direncini yüzde 5 den fazla değiştirememişse de bugün teknolojinin yardımıyla %600 lere kadar değiştirilebilmektedir. 

En son araştırmalarla çok yüksek manyetodirençlilik ve tünelleme manyetodirençlilik özelliğine sahip malzemeler üretmek mümkün olabilmiştir. . Tünelleme ve çok yüksek manyetodirençlilik özelliği elektronların spinlerine dayanmaktadır ve bu yüzden spintronik sahasının bir parçacısıdır. 

Bugünkü bilgisayarlar bu özellikten faydalanmaktadır. Harddisk dediğimiz donanımlar manyetodirençlilik özelliğini (ve yine çok yüksek manyetodirençliliği de )kullanan donanımlardır. Disklerin okuyucu iğnesi veya kafası elektrik direnci manyetik alana bağlı olarak değişen bir takım maddelerden imal edilir. Harddiskte bilgiyi temsil eden bitler, küçük bir mıknatıs gibi saklanmaktadır. Okuyucu kafa altından geçen ve bir biti temsil eden bu küçük mıknatısı algıladığında elektriksel direnci değişmektedir. Bu sayede kafa bu etki sayesinde bilgiyi (burada bir bit, yani lojik 1 bilgisini ) işlemciye gönderebilmektedir. 

Foveal Nanokameralar (Kartal Gözlü )

Daha ufak kameralar ile daha yüksek çözünürlüklü fotoğraflar. Alman araştırmacılar dört mercek kullanarak çok yüksek çözünürlüğe sahip bir kamera tasarladılar. Tıp alanından böcek şeklindeki dronlara kadar Pek çok kullanıma sahip bu kameraları biraz anlatalım:

Nanokamera için model olarak kartal gözü kullanıldı: Stuttgartlı araştırmacılar dört adet çiftli mercek/lens kullanarak geliştirdikleri nanokamera ile görüntünün merkez ekseninde çok yüksek bir çözünürlük elde etti. Stuttgart üniversitesinde geliştirilmiş olan 3D (3 boyutlu) baskı tekniği yardımıyla nanocihaz (lens yapısı) bir imaj sensörün üzerine yerleştiriliyor. Alois Herkommer ve Harald Giessen’in öncülük ettiği ekip, “Science Advances” dergisinde yeni geliştirdikleri kamerayı tanıttılar.

Araştırmacılara göre; bazı memeli hayvanların retina bölgesinde, hayvana özellikle üst düzeyde bir görme kabiliyeti kazandırabilen bölgeler var. İnsanlar Fovea Centralis’ten okuma esnasında yararlanmakta. Kartallar ve diğer yırtıcı kuşlar , kendilerine çok yüksek bir noktadan yerde bulunan fare vs gibi avlarını izleyebilme yeteneği kazandıran görme çukurlarına(Foveae ) sahipler. Aynı şekilde dronkameraları ,robotik görme, Otomatik sürüş özelliğine sahip otomotivlerin görsel sensörleri veya farklı türlerdeki hareketli sistemler gibi teknik uygulamalar , görüş sahalarının merkezindeki bu yüksek çözünürlükten yararlanmaktadır.

Cmos İmaj Sensörü Üzerine Düşen Foveal Görüntü 

Mini kamera yanyana dizilmiş dört adet çift lensten ibaret. Bu lenslerin her birinin odak (fokal ) mesafesi bir diğerinden farklı. 35 milimetre bir kamerada uygulanacak olursa bu mesafeler sırası ile 31,38, 60, 123 mm olur. Artan odak mesafesiyle görüntünün daha ufak bir kısmına odaklanılır ama bu görüntü imaj sensörün aynı büyüklükteki bir alanının üzerine düşürülür. Böylelikle bu görüntüyü oluşturan kısmın çözünürlüğü artmış olur. Kameranın elde ettiği dört resim özel bir yazılım ile birleştirilir. En yüksek çözünürlüklü olan resim ortada kalır ve diğer üçü eşeksenli daireler halinde dışa doğru yayılır. 

Bu kameranın bir diğer ilgi çekici özelliği ise üretimindedir. Çiftli lendler bilgisayar programı vasıtası ile şekillendirildikten sonra, çift foton litografisi ile üç boyutlu olarak imal edilir. Bu imalata esas yöntemde bir lazer ışığından alınan çift foton, ilk olarak sıvı durumunda olan plastik esaslı malzemeyi sertleştirmek için gereklidir. Bu ise lazer ışınının odak noktasında gerçekleşmektedir. Odak noktası en son teknikler kullanılarak o derece incelikli bir şekilde kontrol edilmektedir ki ebatları birkaç nanometre (milimetrenin milyonda biri ) yi aşmayan yapılar üzerinde çalışmak mümkün olabilmektedir. Plastik esaslı malzemenin iş görmeyecek olan sertleştirilmemiş kısımları üç boyutlu yazıcıyla yapılan baskının ardından parçadan uzaklaştırılmaktadır. 

İmaj sensörlerin çift mercekli üzerindeki alanı sadece 300x300 mikrometre büyüklüğündedir. Tıp tekniğinde uygulama sahası bulacağı düşünülen bu kameralarla neler yapılabilir ?:

Işık taşıyan bir fiber kablonun ucuna yerleştirildiğinde, nanokameralarımız çok küçük ve narin bir endoskopi aleti olarak iş göreceği şeklinde bir öngörü söz konusu. Böceklerden daha büyük olmayan dronlarda böylesi küçük kameralara ihtiyaç duyulacağı düşünülüyor ayrıca. Şu an için görüntü işleme ile ilgili olarak bilhassa daha gelişmiş algoritmalardan faydalanılarak yapılacak bir takım iyileştirmelere ihtiyaç duyulduğu muhakkak. Diğer taraftan araştırmacılar bu kameraların çözünürlüklerini daha da geliştiribilmeyi ümit ediyor ve ekliyorlar:

“Görüntü sensörleri şu an için bu sistemi kısıtlayan en önemli bileşenler”

Biyoyakıtlar

Yenilenebilir enerjinin türlerinden biri de biyoyakıt. Bu yakıtların hammaddesi bitkilerin veya hayvanların neden olduğu veya ürettiği organik maddelerdir. Bu hammaddelerden katı, akışkan ve gaz formunda bulunan ve enerji ihtiva eden bir yakıt elde edilebilmektedir. Pratikte çok kolay temin edilebilen, neredeyse zararlı emisyon gerçekleştirmeyen ve fosil yakıtlardan tamamıyla bağımsız bir enerji kaynağı olma özelliğine sahiptir. 

Biyoyakıtlara örnek olarak, bitkiler, bitkisel uzuvlar, bitkisel ve hayvansal menşeli arazi, orman ve deniz çiftliklerin atık ve yan ürünleri, biyoatıklar,yıllanmış kereste ve bitkisel yağ metilesteri vs verilebilir. Biyoyakıtların enerji üretiminde kullanılması ( elektrik, ısı ve yakıt üretimi) söz konusu olduğunda, kendini yenileyen hammaddeler veya enerji üretimi amaçlı olarak yetiştirilen bitkiler ve organik atıklar arasında bir ayrıma gidilir. 

Biyoyakıtlar Temiz Bir Çevre İçin İyi Bir Alternatif Oluşturabilirler. 

Kendini yenileyen hammaddeler, hızlı şekilde büyüyen ağaç türleri , enerji üretimi amaçlı olarak yetiştirilen bir yıl kadar ömrü olan, ve yakıt olarak işlev görecek kuru kütlesi oldukça yüksek olan özel bitkiler, etanole dönüştürülecek olan şeker ve nişasta içerikli tarla meyveleri ile sürtünmeyi düşürücü işlevleri olan veya akaryakıt olarak kullanılacak olan biyodizel (kanola yağı metilesterleri ) ya da biyoyağ üretimine dönük olarak yetiştirilen yağ içeriği yüksek meyvelerdir. Organik artık/atık maddeler, tarım arazilerinin, ormanların , sanayi bölgelerinin ve konut bölgelerinin ortaya çıkardığı maddelerdir. Biyogaz üretimi için gereken hammaddeyi meydana getirirler.  

Dünyada bu yakıtların kullanımında öncülük onuru Brezilya'ya aittir.  Amazon ormanlarının varlığı, ve ciddi su kaynaklarına sahip olması, iklim kuşağı ve arazi formasyonu buna imkan tanımaktadır.  2015 yılında sadece şeker kamışıyla üretim yapan merkezlerin toplam kapasitesinin 10.000 MW olması bizi fikir sahip yapmaya yetecektir.  

Bina tekniğinden bahsetmemiz gerekirse, biyoyakıt olarak odun, pelet, talaş, ısı üretimde kullanılan saman gibi ürünler tercih edilirler. Bundan başka biyoyakıt kullanan ısı merkezlerinde, aynı anda hem ısı hem elektrik üretilmektedir. Bu sayede konutların enerji ihtiyacına ciddi şekilde katkı sağlanmış olmaktadır. Devlet teşviklerinden hangi tür malzemelerin yararlanacağı yönetmeliklerde ve kanun hükmündeki kararnamelerde belirlenmektedir. 

. 

Nano Teknolojinin Enerjide Getireceği Yenilikler

ENERJİ TÜRÜ
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Yenilenebilir Enerji:
Güneş Enerjisi: Nano teknolojiyle üretilmiş hücreler(polimerik, boya, kuantum nokta, ince film çoklu jonksiyon, ), anti yansıtma kaplamalar.
Rüzgar Enerjisi:  Daha güçlü ve hafif rotor kanatlarında nano kompozit malzemeler, aşınma  ve yorulmaya karşı koruma,  rulmanlar için kaplamalar.
Jeotermal Enerji:  Delgi aletlerinde yorulmaya karşı dayanıklı nano kaplama ve kompozit malzemeler.
Hidro ve Dalga Enerjisi: Aşınmaya karşı dayanıklı nano kaplamalar.
Biyokütle Enerjisi: Nano tabanlı yüksek verimlikli tarım uygulamaları (nanosensörler, böcek ilacı ve gübre gibi katkıların kontrollü şekilde kullanımı ve depolanması vs..)
Fosil Yakıt Enerjisi:
Petrol ve Doğalgaz çıkarmada kullanılan delgi aletlerinde aşınmayave yorulmaya dayanıklı malzemeler. Gelişmiş üretim tekniklerinde nano parçacıkların kullanımı.
Atom Enerjisi (Nükleer): Radyasyondan korunmada kullanılan ekranlama malzemesi olarak nano kaplamalar, (kişisel teçhizat ve konteynırlarda )

ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Gaz Türbinleri:
Rotor kanatlarının ısı ve aşınmaya karşı korunması.<(seramik veya metaller arası nano kaplamalar)
Termoelektrik : 
Verimli termoelektrik güç üretiminde kullanılacak nano yapılı bileşikler.  (arayüz dizaynları ve nano çubuklar) (otomobillerde atık ısının kullanımı   ve insan bedenindeki ısının  kişisel elektronik cihazlarda kullanımı)
Yakıt Hücreleri : 
Otomobil ve cep telefonu sektöründe, nano yapıda membran ve elektrotların kullanıldığı  verimli uygulamalar
Hidrojen Üretimi:
Verimli uygulamalarda kullanılacak olan nano katalist ve işlemler. ( fotoelektrik, elektroliz, biyofotonik vs)
Yanmalı Motorlar : 
Motor komponentlerinin aşınma ve yorulmaya karşı korunması. (Nano kompozitler, yakıta ilave edilecek nano parçacıklar. )
Elektrik Motorları:
Elektromotorlarda süper iletken komponentlerde kullanılacak nanokompozit malzemeler,

ENERJİ DAĞITIMI 
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Güç İletimi:
Yüksek Gerilimle  İletim: 
Elektriksel izolasyon sistemlerinde nanodolgular.  Etkin akım dönüştürmede kullanılacak yumuşak manyetik nano malzemeler.
Süper İletkenler:
Daha az kayıplı güç iletimi için tasarlanmış nanoölçekli arayüzlere dayanarak optimize edilmiş yükses sıcaklık süper iletkenleri.
Karbon Nano Tüp Esaslı Güç Hatları:
Karbon nanotüp esaslı süper iletkenlerle güç iletimi ,
Kablosuz Güç İletimi: 
Nano ölçekte optimize edilmiş komponentler kullanılarak yapılan ,  lazer , mikrodalga, elektromanyetik rezonans tekniklerini esas alan güç iletimi
Akıllı Şebekeler:
Çok dağınık durumdaki güç girişlerini etkin şekilde yönetebilecek akıllı ve esnek sistemlerde görev alacak Nanosensörler (örnek: manyetorezistif )
Isı Transferi: 
Nano ölçekte iyileştirilmiş ısı eşanjör ve iletkenleri ile  ısı akışının  etkin şekilde kontrolü 

ENERJİ DEPOLAMA
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Elektrik Enerjisi :
Piller:  
Nano ölçekte yapılandırılmış elektrotları ve esnek seramik  ayırma folyoları ile optimize edilmiş lityum iyon bataryaları.  Uygulama sahası olarak: taşınabilir elektronik ürünlerde, otomobillerde, güç şebekelerinin esnek yük yönetim sistemlerinde, 
Süper Kondansatörler:
Elektrotlarda kullanılacak nano malzemeler(karbon aerojeller , karbon nanotüpler,  metaloksitler ) ve daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip elektrolitler. 
Kimyasal Enerji 
Hidrojen:
Taşınabilir elektronik ürünlerde veya otomobillerdeki  mikro yakıt hücrelerinde görev alacak nanogözenekli malzemeler(organometaller, metalhidritler )

Şarj Şekillerine Göre Akü Tipleri

Aküler genel olarak bu anlamda iki tiptir.

1- Sabit Akım İle Şarj Edilenler

2- Sabit Gerilim İle Şarj Edilenler 

Şimdi kısaca bahsedelim:

1- Sabit Akım İle Şarj Edilenler

Bu tip bataryalar sabit büyüklükteki bir akım altında şarj olurlar. Batarya hücrelerinin uçlarındaki gerilim seviyesi sadece  yük akımına ve şarj durumuna göre değişkenlik gösterir. Bu ikisi dışında bu değere tesir eden farklı bir parametre bulunmamaktadır.  Bu tipteki bataryalara örnek olarak NiCd (Nikel Kadmiyum) ,NiMH(Nikel Metal Hidrit) verilebilir.

Düşük şarj (yük) akımlarında daha doğrusu normal şarj halinde bu bataryaların hücreleri aşırı yüklenme tehlikesine maruz kalmazlar. Yüksek şarj akımı ile yüklenme durumunda yani hızlı şarj altında  gerilim seviyesi belirli bir seviyeye ulaşıldığında aşırı şarj oluşmasını önleyebilmek için bataryalar hemen devreden çıkarılırlar.

Bataryalarda Sabit Akım ile Sabit Gerilim Altında Şarj Eğrileri (Kolaylık Sağlaması İçin Tek Grafikte Verilmiştir. )

2- Sabit Gerilim İle Şarj Edilenler 

Sabit büyüklükte bir gerilim altında şarj edilen bataryalardır. Yük durumundan bağımsız olarak sabit gerilim altında değişken akımlar ile şarj olmaktadırlar.  Bu tip akülere örnek olarak Lityum bataryalar ile  otomobillerde tercih edilen kurşun esaslı  bataryalar verilebilir.

Boş bataryalarda yük akımı çok yüksektir. Dolu bataryalarda ise neredeyse sıfırdır. Böylece normal yüklenmede aşırı yüklenme gibi bir durum mümkün değildir.  Biraz daha yüksek bir gerilim kullanarak daha hızlı şarja imkan veren şarj cihazları kullanılabilmektedir.  Gerilim belirli bir seviyeye ulaştığında yine batarya otomatik olarak devreden çıkarılmaktadır.

Dinamik RAM'ler

Basitçe Dinamik RAM

Bilindiği gibi iki tür bellek söz konusudur. Bunlardan biri olan Dinamik RAM’lerde veri kondansatörlerde tutulur. Üstteki şekilde basitleştirilmiş bir dinamik RAM hücresi görülmektedir. Dinamik RAM modüllerinde bu hücrelerden milyonlarca bulunmaktadır. Sütun yani Algılama ve Satır yani denetleme hatları lojik 1 e çekildiğinde mosfet iletime geçere kondansatörü doldurur. Bu hatlar sonrasında lojik sıfıra çekildiğinde ise mosfet açma yaparak kondansatörün yükünü koruması sağlanır. Bu şekilde bilgi 1 bit olarak depolanmış olur. Bu işlemler için sadece bir mosfet ve kondansatör yeterli olduğundan, dinamik RAM’ler üzerinde statik RAM’ler ile kıyaslandığında birim alan üzerinde daha fazla hücre yerleştirilebilmektedir. 

Bu tip RAM’lerin zayıf noktası, her birkaç milisaniyede bir kondansatör üzerindeki yükün yenilenmesi/tazelenmesi gerekiyor olmasıdır. Bu durum, fazladan donanım gerektireceğinden sistem tasarımını karmaşıklaştırmaktadır. 

Bu hücrelerde mosfet bir anahtar görevi görmektedir. Devre aslında üç adet üç durumlu buffer ihtiva etmektedir. Giriş bufferi,çıkış bufferi, ve son olarak yenileme/tazeleme bufferi. Giriş ve çıkış bufferleri Okuma /Yazma (R/W )hattıyla kontrol edilir(etkin, devre dışı halleri) Okuma/Yazma hattı (R/W) lojik sıfır iken giriş bufferi etkin, çıkış bufferi devre dışıdır. Yükseğe çekildiğinde ise tam tersidir.

(Lojik Devre Elemanlarıyla Beraber Gösterilen )Dinamik RAM'ler