Enerji Uygulamalarında Kullanılacak Grafen Malzemeler

Antik dönemlerin aksine günümüzde enerjinin elde edilerek kullanılması,  insan yaşamı açısından en önemli ihtiyaçlardan biridir.  Fakat tükenen fosil yakıtlar nedeniyle,  gelecekte çok ciddi bir enerji krizi kapımızın önünde bizleri bekliyor. Enerjinin depolanarak taşınması süreçlerinde de  çevremize zarar vermeye devam ediyoruz. Temiz,  yani sürdürebilir ve yenilenebilir enerji, enerji teknolojilerinin öncelikli hedefidir. 

Elektrokimyasal Enerji Depolama Sistemleri 

Bu ihtiyaçları karşılamak için elektrokimyasal enerji depolama sistemleri mevcuttur. Bu elektrokimyasal enerji depolama aygıtları, yük transferinin gerçekleştiği bir elektrolit ve elektrotlardan oluşur. Bu sistemlerde nano yapıda malzemelerin kullanılması, daha fazla işlevsellik ve verimlilik açısından muazzam avantajlar sağlar. Nano yapıları nedeniyle, bu malzemeler enerji depolama teknolojilerinde büyük olanaklar ve benzersiz özellikler ortaya çıkarmaktadır. 

Grafenin Özellikleri ve Avantajları 

Grafen, bir atom kalınlığında olan iki boyutlu bir nano yapıdır. Grafen içindeki karbon atomları, onlara eşsiz özelliklerini veren yoğun bir bal-petek yapısında sp2 olarak bağlanmıştır. Yüzyılın harika malzemesi olan grafen, malzeme bilimlerinde ve teknolojik uygulamalarında devrim yarattı. Grafenin benzersiz özellikleri arasında 'yüksek yapısal taşıyıcı mobilite (200000 cm2 V-1 s-1), olağanüstü termal iletkenlik (5000 W m-1 K-1, bakırdan 10 kat daha iyi),% 97.7' lik mükemmel optik geçirgenlik, yüksek Young modülü  (1.0 TPa),  yüksek mekanik dayanım , mükemmel esnekliğe sahip yüksek çekme dayanımı ve ultra yüksek yüzey alanı (teorik olarak 2630 m2 g-1) sayılabilir. Bu olağanüstü ve benzersiz özellikler grafeni uygulama çeşitliliği için en uygun malzeme haline getirir ki bu uygulamalardan biri de enerji depolama teknolojisi alanındadır. 

Grafen Enerji Depolamada Gelecek Vaadeden Tek Boyutlu Bir Malzemedir. 

Grafenin diğer nanoyapılara göre bir üstünlüğü de büyük ölçekli endüstri ve uygulama alanlarında kontrollü imalat ve üretime imkan vermesidir. Ayrıca, grafen üretimi daha düşük maliyetlerle gerçekleştirilir. 

Araştırmacılar Oleg Yazyev ve Yong Chen'e göre  " Geniş alanlı grafen filmler genellikle polikristaldir. polikristalin grafenin özellikleri tane sınırına ve diğer kusurlara hassas bir şekilde bağlıdır”.

Enerji Depolama Uygulamalarında Grafen 

Yığılmış grafen levhalarda olduğu gibi çok miktarda grafen içeren yapılarda kusur ve boşluklar bulunur. Sentezleme yöntemi nedeniyle bu tür yapılara indirgenmiş grafen oksit ya da işlevsel hale getirilmiş grafen levhalar ismi verilir. Enerji depolama uygulamalarında aranan en önemli özellikler grafen malzemelerde mümkün olduğu gibi yüksek enerji ve/veya güç yoğunluğu, uzun döngüsel ömür, ve çevre dostu oluştur. Tüm bunlar nedeniyle grafen enerji depolama araştırmalarında çok önemli bir yer tutar. 

Elektrokimyasal bir kondansatör (veya süper kapasitörlerde veya ultrakapasitörlerde ) enerji, hızlı bir şarj ve deşarj yoluyla karbon yüzey ile elektrolit arasındaki iyonlar üzerinde depolanır. Grafen ile, istenen yüksek yüzey alanı ve mükemmel elektriksel iletkenlik kombinasyonu sağlanabilmektedir. Bu, süreç levhaların yüzeyinde ve kenarlarında iyonların tutunmasıyla (adsorpsiyonuyla ) birleşerek sürekli olarak değişen potansiyelleri mümkün kılarak grafenin elektrokimyasal kapasitörler için harika bir malzeme özelliği sergilemesini sağlar. 

Grafen ayrıca elektrokimyasal iletkenliği arttırmak için elektrotları işlevselleştirmede kullanılır. Lityum-iyon piller, süper kapasitörler ve diğer şarj edilebilir piller (örneğin, lityum-kükürt (Li-S), lityum-oksijen (Li-O2) ve sodyum-iyon (Na-iyon) kimyasalları) günümüzde yaygın enerji depolama aygıtlarıdır . Grafenin Lityum-iyon bataryalar ve süper kapasitörlerle melezlenmesi bu enerji depolama sistemlerinin performansını arttırmıştır. Bu şekilde enerji uygulamalarındaki en büyük engellerden biri olan şarj / deşarj verimliliğini arttırılmış olur. 

Çok Yakın Bir Gelecekte Grafen Tabanlı Süper Kondansatörler Günlük Hayatımızın Bir Parçası Haline Gelecek..

Böylesi umut vadeden özellik ve olanaklar beraberinde bir soruyu gündeme getiriyor; Grafen teknolojileri şu anda ticarileşmeye hazır mı? Güvenlik endişeleri özellikle bu teknolojilerin günlük hayatta genel kullanıma dahil olmasının öncesinde giderilmesi gereken bir konu. Ne var ki grafenin enerji uygulamalarında kullanılmasının önünde birkaç engel bulunuyor. Düşük maliyetli , büyük ölçekte ve yüksek kaliteli ürün üretme süreçleri henüz iyi denetlenen ve standartlaştırılmış değiller. Grafen üretimi halen diğer geleneksel batarya ve kondansatörlerle kıyaslandığında pahalı kalmaktadır. Genel yaklaşım olarak grafen sık sık, etkin yüzey alanının azalmasına neden olacak şekilde levhalar halinde yığılır. Bu da katman oluşumuna neden olarak iyon ve elektron taşınmasını engeller. 

Pasifik Northwest Ulusal Laboratuvarı’ndan Jun Liu isimli araştırmacının 2014 yılındaki ifadesiyle ; 

Grafen kondansatörler gelecekte hızlı cevap zamanı (milisaniyeler), yüksek verimlilik (% 95 üzeri), yüksek güç, uzun periyodik işletme süresi (binlerce çevrim), frekansta arz ve talep arasındaki dengesizlikten ötürü geniş aralıkta çalışmanın gerekli olduğu şebeke uygulamalarına çok aranan bir devre elemanı olacaktır.

Kuvars Bazlı Osilatörler Neden Hala Üstünlüğünü Sürdürüyor?

Kuvars bazlı olanların yanında, MEMS bazlı osilatörlerde ürün yelpazesi giderek genişlemektedir. Bu yazıdaki ikisi arasındaki farklar , hangi teknolojinin ne zaman seçilmesi gerektiği ve yeni olanın her zaman daha iyi olup olmadığı gibi soruların cevabını vermeye çalışacağız. 

Kuvars Osilatörün Yapısı

Osilatörler, mantık devreleri için uygun ve kare dalga şeklinde bir saat sinyali sağlarlar. Kompakt bir mahfazada, bir osilatör devresi için gereken tüm bileşenler birleştirilir ve birbirlerine en uygun şekilde uyumlu hale getirilirler. Kuvarslı ve ayrık (tekli olarak imal edilen ) bileşenli bir osilatör devresine kıyasla, devreyi optimize etmek için gereken ve oldukça maliyetli olan uyumlulaştırma gereksinimi ortadan kalkar. Bu nedenle, geliştirme döngüleri basitleştirilmiş ve kısaltılmıştır. Şimdi, zaman içinde kendini ispat etmiş olan kuvars bazlı osilatörlerin yanı sıra geliştiricilerin lehine olan ve gittikçe sayısı artan MEMS tabanlı alternatifler var. Ancak çeşitli makalelerde övülerek ön plana çıkarılan bu yüksek teknolojinin gerçekte sağladığı avantajlar nelerdir? 

Teknik Esaslar 

Bir kuvars osilatörünün kalbi kuvars kristalidir. Buradaki fiziksel temel prensip piezoelektrik etkidir: Eğer kuvars plakaya (silisyum dioksit, SiO2) elektriksel bir darbe akımı , metalik buhar bırakımlı elektrotlar vasıtasıyla uygulanırsa, kristal kafes yapısında şekil değişikliği meydana gelir.. Bu da elektriksel bir gerilime yani sinyale neden olan bir yük ötelenmesine neden olur. Bir invertörle (geri besleme) kuvvetlendirildiğinde, kristal yapı belirli koşullar altında rezonans frekansıyla salınmaya başlar. Bu frekans en başta malzeme sabitinin yanı sıra kuvars kristal lamelinin büyüklüğü, kalınlığı ve şekli ile belirlenir. 

Bir MEMS osilatöründe, kuvars kristali yerine kuvarsın aksine piezoelektrik özellikte olmayan, polisilikondan yapılmış bir MEMS rezonatörü kullanılır. Rezonatör, silikon bir yonga plakası üzerinde özel bir yarı iletken prosesiyle üretilen mekanik bir yapıya dayanmaktadır. MEMS rezonatör yapısının yan duvarları ile dış sabit elektrotlar arasında bir kapasitans (sığa ) olur. Bir elektrik alan ile sadece 250 mikron büyüklüğündeki rezonatör yapısı salınıma geçmektedir . MEMS osilatörler her zaman dolaylı frekans üretimi ile çalışırlar. Bu amaçla, ASIC mimarisindeki bir osilatörün tipik olarak 100 Hz adım büyüklüğüne sahip olan ve 1 MHz ila 150 MHz aralığında çıktı frekansları üreten, programlanabilir bir PLL'si vardır. 

Üstünlükler ve Zayıf Yönler 

Kuvars osilatörlerinin olağanüstü güçlü yönlerinden biri, çok iyi kısa süreli stabilite (10-9 ila 10-11) , düşük faz gürültüsü ve düşük titreşmedir. Uzun yıllara dayanan tecrübeler göstermiştir ki , yüksek kaliteli kuvars osilatörlerinde uzun süreli stabilite , yaşlanma davranışı ve güvenilirlik açısından anmaya değer sapmalar ortaya çıkmamaktadır. Bu nedenle özellikle telekomünikasyon, veri iletimi, ses ve ölçme tekniği gibi alanlarda birçok uygulama için idealdir. 

Ancak bir kuvars osilatör gerçekten her zaman mükemmel bir zamanlama sinyali üreteci midir? Gerçekten de kuvars osilatörler temel olarak salınım üretimi için kullanılan salınım kuvarsının bizzat yol açtığı bazı yapısal zayıflıklara sahiptir .Şok ve titretişim gibi mekanik yüklenme durumunda ve termal etkiler nedeniyle oluşan yüksek bir hassasiyet bunlardan biridir . Çok yüksek yüklenmeler kuvars kafesinde bir değişikliğe neden olur ve bu nedenle geri döndürülebilir olsa da genellikle geri döndürülmesi zor olan frekans sapmalarına neden olabilir. Ek olarak, bazı kuvars ürünler için, montaj sırasında ve aynı zamanda temizleme (örneğin ultrasonik banyo işlemi ) sırasında maruz kalınan mekanik yükleme kapasiteleri yönüyle de sınırlamalar söz konusudur. 

Mems Tabanlı Osilatör

Diğer bir zayıf yön , kuvars bazlı osilatörlerin üretimi ile ilintili olan nispeten yüksek üretim maliyetlerdir. Bir kuvars kristali neme ve kire son derece hassas tepki verdiğinden, imalat işlemi sırasında ortamın temizliği için çok yüksek standartlar uygulanır. Benzer şekilde, kuvars ve kuvars osilatörleri için özellikle yoğun, sağlam ve bu nedenle genellikle daha pahalı olan mahfaza türleri kullanılmalıdır ki genellikle günümüzde ürün maliyetlerinin büyük bir kısmını seramik mahfazalar oluştururlar. 

Ayrıca, kuvars bazlı osilatör, tasarımların daha da minyatürleştirilmesi noktasında giderek daha çok fiziksel ve yapısal sınırlamalarla karşılaşmaktadır. Bir kuvars kristali, azalan frekansla artan bir kalınlığa sahiptir. 10 MHz'nin altında, salınım kuvarsı genellikle kuvarsın ve benzer şekilde osilatör mahfazası boyutu için belirleyici faktör haline gelir. Bununla birlikte, geçmişte bu problem en azından osilatörler söz konusu olduğunda dolaylı frekans üretimi ile çözülebiliyordu . Kuvars, küçük boyutlara ve elverişli elektriksel özelliklere sahip olmasını sağlayan ortalama bir frekansa (örneğin 25 MHz) sahiptir . Arzu edilen çıkış frekansı daha sonra bu frekansı çarparak ya da örneğin bölerek üretilir. Bunun için sadece , çoklayıcı gibi bir bölücüye ya da programlanabilir bir PLL ‘e sahip bir osilatör- ASIC gereklidir. 

MEMS osilatörleri de çoğu standart uygulama için oldukça uygundur. Bununla birlikte, nispeten yüksek bir faz gürültüsüne ve yüksek bir faz titreşimine sahip olabileceği göz önünde bulundurulmalıdır. Eğer bir osilatörün frekansı PLL vasıtasıyla üretiliyorsa çıkış sinyali özellikle doğrudan sadece kuvars temelli gerçekleştirilen frekans üretimine nazaran genellikle daha yüksek faz titreşimi gürültüsü ve aynı şekilde faz titreşimi değerlerine sahiptir. Tabii ki, bu durum aynı ASIC osilatörü daima PLL tabanlı olarak işlev gören MEMS osilatörleri için de geçerlidir. Yine de sektörde zaman zaman faz titreşimi özellikleri diğer PLL osilatörleri ve hatta kuvars bazlı osilatörler ile rahatlıkla boy ölçüşebilir sofistike ASIC / PLL cihazları da kullanıldığı görülmektedir. Ancak, hassas TXCO (ısı kompanzasyonlu kristal osilatör )'ların ve OCXO (sabit ısı odalı osilatör )'ların frekans kararlılığı ve sinyal kalitesine henüz yaklaşabildikleri söylenemez.

Ancak osilatör seçiminde, MEMS osilatörleri için, kendisini ispat etmiş olan kuvars osilatörlerinin aksine, uzun vadeli bir kullanıma ait tecrübenin hala eksik olduğu göz ardı edilmemelidir. Örneğin, geçen yıl Illinois’deki Morris Hastanesinde Apple iOS cihazları için olağandışı arıza bildirimleri meydana gelmişti. Bu olayda bir manyetik rezonans tomografi cihazı değiştirilirken büyük miktarda sıvı helyum serbest kaldı. Görünüşe göre, uçucu özellikteki soy gaz burada Apple tarafından küçük boyutlarından dolayı tercih edilmiş olan MEMS osilatörlerini etkisiz hale getirmişti. Illinois'deki MRI uygulamasında bu gazdan etkilenen cihazların çoğu artık işe yaramaz hale gelmişti öyle ki basit bir şarj işlemi bile gerçekleştirilemedi. Diğerleri, WLAN çalışırken LTE ve UMTS bağlantısı kurmadan sorun yaşadı. Aslında, bu sorun Apple tarafından biliniyor ve iPhone'un kullanım kılavuzunda, akıllı telefonun yakınında helyum gibi sıvılaştırılmış gazların buharlaşmasından kaçınmanızı öneren bir uyarı bile bulabiliyorsunuz. Buna karşılık Çoğu kuvars osilatörünün kullanıldığı Android telefonlarda helyumun hiçbir etkisi yoktur.

H.V.D.C (Yüksek Gerilimde Doğru Akım İletimi)

Yüksek gerilim doğru akım (HVDC) iletimi elektriksel gücü uzun mesafelerde iletmek için kullanılır ve geleneksel üç fazlı yüksek gerilim enerji hatlarına dikkat çekici bir alternatiftir. Düşük kayıplı HVDC teknolojisi, birkaç yüz kilometreden birkaç bin kilometreye kadar uzanan bir mesafe aralığında iletimin gerçekleşmesine olanak sağlayan yüksek gerilim doğru akım kablolarından devre kesicilerden, yüksek performanslı tristörlü ve IGBT'lerden dönüştürücülerden ve gerilim tepe değerlerini düşüren güç kondansatörlerinden oluşurlar. 

380 Kilovolt HVDC  Yeraltı  Kablosu

Şimdiye kadar, elektriksel güç aktarımı için 50 Hz ve 60 Hz frekansında üç fazlı teknoloji kullanılagelmiştir . Bu tekniğin avantajı gerilim kademelerinin elverişli bir biçimde dönüştürülebilmesidir. Bununla birlikte, üç fazlı hatlar, kapasitif reaktif akımlar, endüktif dirençler ve etkili hat kesitini azaltan deri olayı etkisinden dolayı nispeten yüksek kayıplara sahiptir, çünkü iletkenlerin sadece dış kısmı akım tarafından geçilmektedir. Bu kayıplar, bin kilometre mesafeden yüzde 10'a kadar yükselebilir. 

Yüksek gerilim doğru akım kablosu en fazla 1 Megavolt (OG) ve birkaç 1000 Megawatt (MW) güç aralığında iletim gerçekleştirebilmektedirler. Havai, yeraltı ya da denizaltı kabloları olarak imal edilirler . Faz kablolarının aksine sadece akım taşıyan bir iletken ve topraklama kablosundan oluşurlar. Asıl üstünlükleri bin kilometre masefede yaklaşık % 3 mertebelerinde seyreden düşük kayıba sahip olmalarıdır. Sadece bu özelliği sayesinde 1000 km mesafede 200 MW güç transferi gerçekleştirilirken 14 MW büyüklüğünde bir güç tasarruf edilmektedir. HVDC teknolojisinin aktarılan güç bakımından daha üst versiyonu ultra yüksek voltajlı doğru akım (UHVDC) 'dir. Bu teknikte, 10 GW büyüklüğünde güçler ve 800 kV kademesinde gerilimler söz konusu olmaktadır. 

Kaçak alanlara gelince,bu iletim tipinde statik elektrik alan ve statik manyetik alanlar meydana gelmektedir. Her iki alan da nispeten düşük bir alan kuvvetdir ki mesela yeraltı kablolarının döşenmesi söz konusu olduğunda, bu alanın dünyanın manyetik alanın büyüklüğünü aşmayan bir değerde olduğunu ve sağlık için herhangi olumsuz bir etkiye sahip omadığını söyleyebiliriz. Yeraltı kablolarının statik elektrik alanları da kablo yalıtımı ve ekranlamaları sayesinde kablonun yüzeyinde neredeyse ölçülemeyecek kadar küçük alanlar meydana getirmektedir. 

Yer veya denizaltı kabloları olarak kullanılan yüksek gerilim DC kablolarının çapı 5 cm ila 20 cm arasındadır. Açık deniz rüzgar çiftlikleri ile kara veya kıtalar arasında geçişlerde kullanılmaktadırlar..

H.V.D.C Teknolojisinin Bileşenleri 

 Denizaltı HVDC Kablosunun  Döşenmesi Özel Sistemler Gerektirir. 

Yüksek gerilim DC kablolarına ek olarak, HVDC teknolojisi, AC gerilimin DC gerilime dönüştürüldüğü HVDC platformları ile güç kondansatörlerinden bahsetmeliyiz . Dönüştürücüler tarafında HVDC teknolojisi yüksek gerilimlerde işlev gören yüksek güçlü tristörler ve IGBT'ler kullanır. Güç kapasitörleri, HVDC dönüştürücünün gerilim dönüşümünde meydana gelen tepe değerlerini düşüren sönümleyici özellikteki kapasitörleridir. HVDC teknolojisinde kullanılan güç kapasitörleri, birkaç yüz kilovolt (kV) a dayanabilen bir dielektrik kuvveti ile karakterize edilir. İletim hattının başında ve dalgalılığı giderici olarak, hattın sonunda ise burada bulunan eviricilerde yüksek gerilimli doğru akımın alternatif gerilime dönüştürülerek dağıtım şebekesine verilmesinde kullanılırlar.

Gaz Yalıtımlı Şalt Tesislerinin (GIS) Test Edilmesi

Gaz yalıtımlı şalt sistemi (GIS), klasik hava yalıtımlı tesislere göre yerden tasarruf sağlayan önemli bir alternatiftir. Bazı durumlarda (gerilim seviyelerine bağlı olarak ) konvansiyonel yani hava yalıtımlı sistemlere nazaran 1 e 10 oranında yerden tasarruf sağlanabilir. Bu sistemlerde düşük yalıtım mesafeleri, kükürt heksaflorür (SF6) gazının yüksek dielektrik dayanımı ile garanti edilir. Bu tesislerin güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlayabilmek için yalıtımın mükemmel olması esasen şarttır. Yine SF6 gazının karakteristik özellikleri sayesinde canlı kontakların birbirlerinden ayrılması sırasında oluşabilecek elektriksel arkların söndürülebilmesi mümkün olmaktadır.

Gaz Yalıtımlı Şalt Cihazlarının Kısmi Boşalma Testlerinin de Yapılması Gerekmektedir. 

Sistemin imalatı, işletilmesi ve bakımının yapılması sırasında , mekanik vibrasyondan, özellikle kesicilerin hareketli parçalar olmasından ve bakım sırasında meydana gelen istenmeyen durumlar neticesinde iletken kısımların yüzeyleri kirlenebilir veya potansiyel olarak hasar görebilir. Bunun iletken kısımların sistem yalıtımını ilgilendiren davranışları üzerinde olumsuz bir etkisi vardır. Tekrarlanan kısmi boşalmalar, bir deşarj arkı meydana gelinceye kadar özellikle iletken kısmı yatayda taşıyan metal bölmelerin arasındaki ara plakalarda yavaş yavaş gelişen kademeli bir karbonizasyonu tetikleyebilmekte ve şalt sisteminin yalıtım yapısının tümüyle ya da kısmen görevini göremez hale gelmesine neden olabilmektedir. 

Kısmi boşalmalar meydana geldiğinde (bir nanosaniyeden daha düşük gerilim düşümleriyle sonuçlanır), şalt boyunca yayılacak elektromanyetik dalgalar üretir. Bu dalgalar, çeşitli frekans aralıklarında çalışan farklı teknolojilerle ölçülebilir. Düşük frekans aralıklarında kısmi boşalmaların tespiti, akustik sensörlerle ölçüm yapılarak gerçekleştirilebilir. 

Orta frekans aralığında, birkaç kHz ve birkaç MHz arasında, genellikle bir bağlama kapasitörüyle ölçümler yapılır. Bu cihazı kullanmanın dezavantajı, çevrimiçi izleme için uygun olmamasıdır. Bununla birlikte, basınçlı gazdaki kısmi boşalmalar, 100MHz ve 2GHz arasındaki Ultra Yüksek Frekans (UHF) aralığında ölçülebilir. 

Ayrıca gaz yalıtımlı şalt sistemlerini devreye alırken, standartlara uygun bir gerilim dayanım testi yapmak gereklidir (IEC 62271-203).

Güç Elektroniğinde Komütasyon Olayı

Genelde güç elektroniği çalışmalarında okuyucunun olayı genel hatlarıyla anlaması adına güç anahtarlarının anahtarlama yaptığı sırada akım ve gerilim arasında herhangi bir gecikme olmadığı kabul edilerek bu durum her zaman idealize edilmiştir.. Bu gerçekte böyle olmuyor elbette. 

Devre elemanlarının en ideal kabul edilebilir durumlarında dahi bağlantı ve iletkenlerden kaynaklanan parazit endüktanslar ve kapasitanslar nedeniyle idealden uzak bir anahtarlama davranışıyla karşılaşabiliriz. Bu bağlantıların göz ardı edilmesi halinde, izin verilen elektriksel sınırlar aşılacağından devre elemanlarının zarar görmesi söz konusu olabilir. 

Anahtarlama yapılırken ortaya çıkan komutasyon kısaca akım yollarının anahtarlar üzerinden değiştirilmesi olayıdır. Bu olay esnasında iki anahtar arasında devre elemanları için zararlı olabilecek çok kısa süreli ve geçici hal olaylarına neden olan kısa devre meydana gelmektedir. 

Şimdi kısaca komütasyon olayını bir buck yani gerilim düşürücü devre üzerinden birazcık daha açalım.

Güç Elektroniğinde Komütasyon Olayını Modellemede Anahtarlar için  LsD ve  LsT Parazitik Endüktansları Kullanılır. 

İlk olarak, transistör ve diyotun ideal bir anahtarlama davranışında bulunacaklarını varsayalım, ancak diyot ve transistöre ait akım yollarında  LsD ve  LsT parazitik endüktansları dikkate alacağız. Ayrıca bilelim ki  bu indüktanslar birkaç nH civarındadır.
Yukarıda verilen ŞEKİL’den de açıkça anlaşılacağı üzere transistörden akan akım devredeki endüktanslar nedeniyle  bir anda kesilemeyecektir..Aynı şekilde böyle bir girişim yüzünden, transistörün elektriksel gerilim sınırının aşılması ve dolayısıyla tahrip olmasına neden olunacaktır. Güç devre elemanlarını bu tür bir tahribata karşı devre yapısında koruyan önlemlere snubber koruma devresi adı verilir.

Değişken Isıyla Mıknatıslanma Sayesinde Atık Isı Elektriğe Dönüştürülüyor.

Gündelik hayatın akışında ve endüstriyel alanlarda sürekli olarak düşük sıcaklıkta atık ısı üretilmektedir. Leibniz Katı Hal Enstitüsü ve Malzeme Araştırma Enstitüsü araştırmacıları, atık ısıyı elektriğe dönüştüren manyetik bir jeneratör geliştirdi. Verim yönüyle daha gelişmiş bir sistemden bahsedeceğim sizlere.. 

Gündelik ve endüstriyel süreçlerin birçoğu, içerisindeki artık enerjinin makul ölçüde geri kazanılabilmesi için yeterince sıcak olmayan atık ısı üretmektedir. Büyük bilgi işlem sunucularından veya elektrik santrali soğutma kulelerinden kaynaklanan atık ısı, sonuç olarak havaya karışarak israf olur. Zira şu anda düşük sıcaklıktaki atık ısıyı elektriğe dönüştüren (uygun maliyetli) uygulanabilir çok az sayıda teknoloji bulunmaktadır. Doğrudan malzemenin ısı farkından elektrik gerilimi üreten termoelektrik malzemeler bu alanda umut vaat etmektedir.

              Değişken Isıyla Mıknatıslanmadan Elektrikl Üreten
              Termomanyetik Jeneratör Atık Isıyı Geri Kazandırır.  

Termoelektrik Malzemeler: Verimli, Ancak Pahalı ve Kısmen Toksik 

Termoelektrik jeneratör (TEG) şeklinde kullanılırlar ve kullanılmayan ısıyı elektriğe dönüştürürler. Bu, bir sürecin verimini ve enerji bilançosunu geliştirir. TEG, titreşimsiz, emisyonsuz ve bakım gerektirmeyen bir şekilde çalışır. Örneğin türbinlerin aksine, ısı enerjisini doğrudan hareket  enerjisine - hiçbir hareketli parça olmadan - dönüştürürler. Çok önemli bir zayıf noktadan bahsetmek gerekiyor: Bugüne dek kullanılan, termoelektrik malzemeler pahalı ve kısmen de toksiktir. Bu nedenle, termoelektrik malzemelerin araştırılması, seramik, toksik olmayan, düşük maliyetli malzemelerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. 

Bir Alternatif Olarak Termomanyetik Jeneratörler 

İkinci bir enerji geri kazanım imkanı termomanyetik jeneratörlerin kullanılmasıdır. Bazı alaşımların manyetik özelliklerinin sıcaklığa bağlı olmaları gerçeğinden yararlanırlar. Böyle bir malzeme için örnek demir, kobalt, lantan ve silikon elementlerinin alaşımıdır. Bugüne kadar manyetik soğutma uygulamaları için kullanılmıştır. Altında manyetik olduğu 27 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda manyetik değilken altındaki sıcaklıklarda manyetik bir malzemedir. 

Sıcak ve soğuk suyla temas ettirildiğinde, malzemenin mıknatıslanması değişir. Bu, jeneratörün içinde bulunan bobinde üretim ve süreçler için kullanılabilecek bir gerilime neden olur. termomanyetik jeneratörün çalışma prensibinden yüz yıldan daha uzun bir süredir faydalanılmaktadır. Şimdiye kadarki enerji geri kazanımının verimi termoelektrik jeneratörlerin veriminden çok daha düşüktü. Ancak teorik hesaplamalar verimin çok daha yüksek olması gerektiğini göstermiştir. 

Yeniden Düzenlenmiş Bileşenler 

Dresden Leibniz Katı Hal ve Materyal Araştırmaları Enstitüsü'ndeki bilim adamları (IFW), termomagnetik jeneratörlerin performansını kapasite yönünden daha da geliştirmeyi başardılar. Bu doğrultuda Berlin'deki TU Dresden ve Federal Malzeme Araştırma Enstitüsü (BAM) ile işbirliği içerisinde, sistem bileşenlerini tek tek yeniden düzenleyerek verimi önemli ölçüde artırdılar. 

Yeni termomagnetik jeneratör de "bileşenler" 2 manyetik kaynak ve 2 termomanyetik alaşım elementidir. Tüm bileşenler, manyetik olarak iletken bir malzemeye bağlanır ve bu, 2 yerde bir bobin ile sarılır. Soğuk-Ilık dönüşümlü bir akış sistemi , termomagnetik elemanların manyetik akıyı dönüşümlü olarak iletmesine veya kesmesine neden olur. Bu sayede manyetik akı, bobinlerde bir elektrik gerilimi meydana getirecek şekilde devrede sürekli olarak yön değiştirir. 

Thermomanyetik Jeneratörler Uygulanabilirdir. 

Termomanyetik jeneratör 0,2 volt volta ve 1,24 miliwatt gücüne ulaşmaktadır. Bu, kendisinden öncekilerden daha büyük değerlere ulaşıldığını ve IFW bilim adamlarının bakış açısıyla termoelektrik jeneratörlere olası bir alternatif oluşturulduğunu göstermektedir. Araştırmacılara göre, bu nedenle termomanyetik jeneratör, elektriğin atık ısıdan geri kazanılması için uygulaması mümkün olan bir teknoloji olarak öne çıkmaktadır. Termomanyetik jeneratörün özelliklerinin daha da geliştirilebileceğini varsaymaktalar.

Elektrikli Otomobiller Neden Temiz Enerjiye Dönüşün Düşmanıdır?

Otomobil endüstrisindeki hızlı dönüşüm, karları azaltıyor, marjları daraltıyor ve iş imkanlarını açıktan tehdit ediyor. 20 yıl içerisinde çocuklarımız haklı olarak nasıl bir düşünceyle böyle hareket ettiğimizi soracaklar. 

Almanları diğerlerinden ayıran, ancak gurur vesilesi olmayan bir durumdan bahsedelim şimdi : Anglo-Amerikan dilinde yüzyıllardır geçerli olan bir terim “Alman korkusu”. İlk tren 1835'te Nürnberg ve Fürth arasında işletildiğinde endişeli çağdaşlar sağlık sorunları konusunda uyarılarda bulundular, çünkü onlara göre bu tren insanlık dışı bir hızla hareket ediyordu. Her ne kadar bu endişe demiryolu kullanımında ortaya çıkan patlamayı engellememiş olsa da, en hızlı ve en güvenilir trenler bugün başka yerlerde çalışıyor. 

Örnek olarak, iklim değişikliği korkusu, iyi niyetli ve ilerleme tutkunu Almanları, özellikle kariyer politikacılarını da tahrik etmeye devam ediyor. Bu korkunun sonucu da tabii ki enerji dönüşümü ve elektrikli otomobiller olarak karşımıza çıkıyor. 

Ancak korku kötü bir kılavuzdur. Bu korku, iklimin korunmasına gerçek bir katkının nasıl sağlanabileceği konusundaki olgusal tartışmanın gündemden düşmesine neden olmuştur. Daha da kötüsü, Almanlar, dünyanın zirvesinde olan son sanayisini yok etmenin eşiğindeler. Çünkü otomotiv endüstrisindeki hızlı dönüşüm karları azaltıyor, marjları daraltıyor ve işleri tehdit ediyor. 20 yılda çocuklarımız haklı olarak nasıl bir düşünceyle böyle hareket ettiğimizi soracaklar. 

Bugün Almanya’daki Elektrikli Araçlar İklimi Mahvediyor 

Temel olarak, elektrikli arabalar taşımacılık sektöründeki CO2 sorununa bir cevaptır, ancak mutlak anlamda bir cevap değil - en azından bugün değil, önümüzdeki birkaç yıl içinde ve özellikle Almanya'da değil. Ülke, kWh başına yaklaşık 489 g CO2 (2017) üreten ve eş zamanlı olarak gün boyunca büyük miktarda arz edilen yenilenebilir enerji ile başa çıkmaya çalışan enerji mevcut üretim altyapısını “ ilerlemeci “ bir enerji dönüşümüne borçludur. 

Elektrikli araçlar da eklenirse, Alman binek araç filosunun elektrikli araçlarla % 100 penetrasyonu durumunda yaklaşık 110 TWh ek elektrik gücü talebi meydana gelecektir. Sonuçta, bu bugünkü toplam Alman elektrik talebinin yüzde 20'si - yani on nükleer santrali büyüklüğünde bir talep oluşturmaktadır. 

Tabii ki, bu ek elektrik talebi yavaş yavaş oluşacaktır. Şu anda, Alman elektrikli araçlarının elektrik talebi bir TWh'nin bile altında. Ancak, ilave bir talep söz konusu olduğu için, her şeyden önce linyit başta olmak üzere fosil yakıtlardan elektrik üretimini azaltmada rekabete maruz kalacaktır.Bir kWh yenilenebilir enerji ile ya bir kWh linyit gücü ikame edilebilir veya bir elektrikli otomobil çalıştırılabilir. 

Gerçekten Yeşil Değiller: Elektrik Üretimi  Tümüyle Yeşil Değilse , Elektrikli Araçlar  CO2 Bilançosu  Verimli Değildir

Tabii ki bu öyle o kadar kolay değil, çünkü e-araçlar, özellikle de büyük bir bataryaya sahip olanlar, çoğunlukla geceleri şarj ediliyor; Güneş enerjisi bu durumda yakıt olarak düşünülemez. Bu ek talebi karşılamak için, biyokütleden veya rüzgâr gibi diğer enerji kaynaklarına ve bunlar için gerekli altyapılara ihtiyaç vardır. Yenilenebilir enerjinin 1 kilowatt saatinin linyitten üretilen 1 kilowatt.saat elektriğin yerini alması durumunda, CO2 emisyonları yaklaşık 910 g / kWh azalacaktır.Bu 1 kilowatt.saat enerjinin orta menzilli bir elektrikli arabanın çalışması için kullanılması halinde yaklaşık altı kilometre daha fazla yol katedilebilecek olup bu da e içten yanmalı bir motorlu taşıtın emisyonunun aynı ölçüde azalması anlamına gelecektir. Pratik kullanım göz önünde bulundurulacak olursa, modern bir dizel araç dizel yakıtın taşınması ve üretilmesi emisyonlarını hesaba katarsak aynı mesafede yaklaşık 790 gram Co2 yayar ki bu da linyitin yerinin alınması durumunda elde edilecek olan Co2 azalma miktarından bile daha düşüktür. 

Elektrikli otomobiller, Almanya'daki toplam CO2 dengesini kötüleştirecek 

Akü üretimindeki emisyonları da dahil edersek , elektrikli araçların bilanço dengesi daha da kötüleşir (akü boyutu 40 kWh olarak düşünülsün ). Bu emisyon artışı altı kilometrelik mesafe üzerinden hesaplandığında 215 gram CO2 olarak ortaya çıkar. Elektrikli araç daha büyük bir aküye sahipse, örneğin Tesla'daki gibi 100 kWh, o zaman 540 gram CO2 artışından bahsedilmelidir. Bunları bir araya getirirsek ortaya çıkan manzara nettir: 1 kWh linyit enerjisinin yerine geçen bir kWh yenilenebilir enerji, çevreyi yaklaşık 910 gram CO2 gazından kurtarmış olurken elektrikli arabada kullanılması halinde bu rakam yaklaşık olarak sadece 490 gram olacaktır. 

Politika Süreci Yönetmeli Ama Lütfen Doğru Şekilde 

Bu durumda, siyasetin bu alandaki uzmanlara müdahale etmesi ve otomotiv sektörünün CO2 azaltımına gerçek bir katkı yapmasını sağlaması istenmeliydi. Fakat şu anda tam tersi gerçekleşiyor: Dizel, sorgulanabilir ölçüler ve hatta daha fazla sorgulanabilir sınır değerler esas alınarak kötüleniyor, AB CO2 emisyon hedeflerini daha da düşürüyor, böylece daha fazla elektrikli araç satışını zorluyor. Sonuç olarak, Almanya'daki ulaştırma sektörünün CO2 emisyonları düşebilir, ancak örnek hesaplamada gösterildiği gibi genel CO2 bilançosu bozulacaktır. 

Peki ne yapılmalı? Bugün, makul bir şekilde tüketilemeyen veya depolanamayan çok fazla çevre dostu yenilenebilir elektrik enerjisi var. Bu enerjinin elektromobilite için kullanılması istenmesi halinde, otomobil kullanıcılarının yenilenebilir enerjinin bol olduğu durumlarda araçlarını şarj etmeleri için teşviklerin getirilmesi gerekmektedir. Örneğin, öğle yemeği arasında. İşyerinde şarj imkanlarının daha güçlü bir şekilde desteklenmesi bu nedenle anlamlı bir siyasi girişim olabilir. Ek olarak, fazla üretim oluşan zaman dilimleri için ekonomik teşvikler yaratılması memnuniyetle karşılanacaktır. Bu süre zarfında kullanıcıya üstüne ödeme bile yapan ücretsiz elektrik veya bir bonus sistemi kullanmak da düşünülebilir. Bu elektrikli otomobilin yaygınlaşmasını teşvik edecektir. 

Temiz Enerji Fazlalığı Olduğunda Şarj 

Politikacılar içten yanmalı motorların temelde kötü olduklarını ileri süren dogmalarını sorgular hale geldiklerinde bile bu önemli bir adım sayılmalıdır. Ama ya elektriği tamamen rejeneratif kaynaklardan temin ediyorlarsa ? Çünkü bu durumda bile elektrikli otomobilin kullanılması çevresel yönden muhtemelen anlamsız olacaktır. Mesele mesafelere bağlı hale gelmektedir. Her gün işe gitmek için 20 kilometre ve ayda bir kez akrabalara ya da tatile gitmek isteyen birisi için , tümüyle elektrikli bir otomobil, gerçekten nadiren ihtiyaç duyulan çok büyük bataryası nedeniyle yanlış bir tercih olacaktır. Bu sadece araç kullanırken enerji harcanmasına neden olmaz , aynı zamanda akü üretiminde gereksiz yere CO2 salınımına neden olur . Yaklaşık 50 ila 100 kilometre elektrik menziline sahip olan bir plug-in hibrit araç bu durumda çok daha çevre dostu bir alternatif olacaktır. 

Hala Uzun Bir Süre İçin Çevre Dostu Temiz İçten Yanmalı Motorlara İhtiyacımız Var. 

Dünyanın karmaşık bir yer olduğunu ve en basit çözümlerin genellikle işe yaramadığını kabul edelim. Modern ve temiz içten yanmalı motorların, ulaştırma sektöründe meydana gelen zararlı emisyonları etkin bir şekilde azaltmak için uzun bir süre stratejimizin bir parçası olarak kalması gerekecektir. Bu nedenle, politikalarımızın tarafsız ve ideolojik olmayan bir temelde hareket ederek , doğru karar vermek için biraz daha fazla zaman harcaması yerinde olacaktır. İklimin korunması insanlık için son derece hayati bir konudur.

Daha Güçlü Motorlar Neden Daha Fazla Yakıt Tüketir

Çoğu durumda - her zaman olmasa da - bir otomobil daha büyük bir motora sahip olduğunda daha fazla yakıt tüketir. Bu ilk bakışta, tamamen doğal bir durum gibi görünüyor - ama bu duruma tekrar bir göz attığımızda görürüz ki bu aslında böyle olmak zorunda değil. Bu konuda dikkat edilmesi gereken bazı ilginç şeyler var.

Anma Tüketimi

Bir vasıtanın anma yakıt tüketimi tip doğrulama çerçevesinde standardize edilmiş bir ölçme yöntemi ile belirlenir. Güçlü bir motor, burada kendisinden daha zayıf bir motordan daha fazla iş yapmaz. Aynı aracı aynı hızda ve aynı mesafe boyunca hareket ettirmekten bahsediyoruz. Bu durumda daha büyük bir motorun çoğu zaman daha fazla tükettiği savının ne kadar açık olduğu belirsizdir. Aşağıda bu durumun en önemli sebepleri izah edilecektir.

Daha güçlü motorlar daha ağır olma eğilimindedir, dolayısıyla araç ağırlığı da buna paralel olarak artmaktadır. Bu bir yandan yuvarlanma direncini ve diğer yandan hızlanma sırasında meydana gelen enerji sarfiyatını arttırır. Ancak, artan motor gücüyle, aracın toplam ağırlığının yüzde birkaçtan daha fazla artmaması beklenir.

Ayrıca, dolaylı bir etki araç ağırlığını daha da artırabilir. Motor gücünün artırılması beraberinde, üretici ve müşterileri aracı yeterince hızlandırmak için ağırlığı düşük tutma ihtiyacını ortadan kaldırma imkanını sağlar. Bu nedenle bugün yollarda güçlü motorlara sahip olan birçok ağır binek araç görüyoruz. Örneğin, motor gücü yasalarca koltuk sayısı esas alınarak sınırlandırılmış olsaydı, hiç kimse bu duruma uygun düşen çok düşük performansa sahip olan ağır bir binek araca sahip olmak istemezdi.

Düşük Yükte Kullanım

Belirli bir güç talebi söz konusu ise daha güçlü bir motor buna uygun olarak daha düşük oranda yüklenmiş olacaktır. Bunun motor verimi yani genel konuşursak enerji verimliliği üzerinde önemli etkileri var:

Çok büyük yüklenmelerde örneğin başka bir aracı sollamada, motorun sınırlarını zorlamaması dahi avantajlı bir durum olabilir. Azami güç, verimin önemli ölçüde azaldığı yüksek hızlarda elde edilir. (Sürtünme ve akış kayıpları bu durumda daha büyük olacaktır.) Ayrıca, tam yükte yakıtı zenginleştirme işleminin sık kullanılması hem ekonomik hem de ekolojik olarak çok zararlıdır. Bu koşullarda, daha güçlü motora sahip bir aracın daha az kullanılması durumu bile söz konusu olabilir.

Öte yandan, özellikle şehir içi trafikte, ya çok düşük bir sürüş gücü veya hiç güç gerektirmeyen birçok durum vardır, ancak motorun hala çalışması gerekir (hibrit bir motorunuz yoksa). Maalesef, içten yanmalı motorlar bu alanda çok verimsizdir. Tabii ki, bu yaygın problem daha büyük motorlarda daha önemli hale gelmektedir. Örneğin, eğer 150kW'lık bir motor, bir aracı düz bir yolda sabit 40km / s hızda hareket ettirmek için sadece 2kW'lık bir tahrik gücü sağlayacaksa bunu 50 kW'lık bir motora kıyasla çok daha verimsiz bir şekilde yapar. En azından, bu dezavantajlı durumu gelişmiş teknolojilerle telafi etmenin oldukça zor olacağını söyleyebiliriz.

Aslında, pratikte daha güçlü modellerin kullanımının otoyollardan ziyade daha çok şehir trafiğinde gözle görülür şekilde arttığı (tabii ortalamalar üzerinden konuşuyoruz) görülmektedir.

Bununla beraber, motorumuzun sık sık rölantide çalıştırıldığını düşünün ki bu durum çoğu kişinin düşündüğünden çok daha fazla yakıt tüketilmesine neden olur. Daha büyük bir motorun - muhtemelen daha fazla sayıda silindirle (buna bağlı olarak daha fazla sürtünme kaybına neden olur) bu durumda daha kötü performans göstermesi hiç de şaşırtıcı değildir.

İlk Isınma

Bilindiği gibi, motorun ilk ısınma süresi içerisinde yakıt tüketimi önemli ölçüde artar. Daha büyük bir motor için bu daha önemli hale gelmektedir çünkü daha verimli çalışma mümkün olana kadar daha büyük bir kütlenin ısınması gerekliliği söz konusudur. Bu, özellikle kısa mesafelerde çalıştırılan araçlar için önem arz eder.

Hızlı Sürüş

Ayrıca, pratikte, daha güçlü bir motor genellikle daha "dinamik" (yani, savurgan) sürüş tarzını teşvik eder. Gerçekten gerekli olmasa bile hızlı ivmelenmenin tadını çıkarırsınız ve ardından yine buna bağlı olarak daha fazla enerji "ısı olarak " kaybedilir. Otoyolda daha hızlı sürüldüğünde hava direncine bağlı olarak enerji kayıpları hızla orantılı bir şekilde artar.

Teknolojik bir Çözüm olarak Hibrit Tahrik Uygun mu ?

Daha güçlü araçların daha fazla tercih edilmesine neden olan bu nedenlerin birçoğunun, iyileştirilmiş motor teknolojileriyle ortadan kaldırılması veya dengelenmesi oldukça zordur. Asıl sorun özellikle içten yanmalı motorların düşük yükte verimsiz çalışması olup aynı şey bu durum için de geçerlidir.

Bununla birlikte, bir hibrit sürücünün kullanılması oldukça etkili bir önlem olabilir. Burada böyle bir motor yapısının sunacağı bir takım üstünlükler ortaya çıkmaktadır ;

- Elektrikli motordan sollama manevraları için ilave güç temin edilebilir ise içten yanmalı motor daha küçük tasarlanabilir. 

Yanmalı motorların verim ve hareket kabiliyetlerinin az olması nedeniyle , diğer araçlardan farklı bir yol izlenerek bariz verimlilik üstünlüklerine sahip olan bir Atkinson motoru kullanılabilir.

-Düşük yükte, içten yanmalı motor tamamen kapatılabilir ve bu süre zarfından enerji ihtiyacı aküden karşılanır.

Ayrı olarak geri kazanım yani frenle ısıya dönüşecek olan araca ait kinetik enerjinin geri kazanılması imkanı vardır,

Bununla birlikte, hibrid konseptinin, pratik işleyişte yüksek maksimum performans ile yüksek verimlilik arasındaki sorunlu ilişkiyi tamamen çözebileceğine inananların sayısı fazla değil. Burada da, örneğin daha büyük içten yanmalı motor, ısınma aşamasında daha fazla yakıt tüketimi gerektirir. Ek olarak, akü ağırlığının getirdiği kısıt nedeniyle elektrik motorunun destekleme kabiliyeti de kısıtlanmaktadır; Büyük bir motor için konuşacak olursak , bir yandan akü sistemi için çok yüksek olan ama içten yanmalı bir motor için çok düşük değerlere karşılık gelen kayda değer bir tahrik sahasının varlığından bahsetmemiz mümkündür. Örneğin, birkaç kilowatt saatlik kapasiteye sahip bir hibrid araç bataryası çok uzun süre boyunca 5 kW lik bir yükü besleyemeyecektir. Diğer taraftan da 80 kW gücündeki bir motor bu 5 kW gücü verimli bir şekilde kullanamayacaktır. Bu nedenle, bugünün hibrit otomobillerinin daha düşük güçte olduklarında çok daha ekonomik olabileceklerini söyleyebiliriz. 

Özet 

Daha yüksek motor gücünün aracın daha hızlı sürülmediği halde dahi daha fazla yakıt tüketimine neden olmasının birkaç nedeni vardır. Bu nedenle, özellikle bunu ve yine iklimin korunmasının ne denli acil bir durum olduğunu kavrayan bir otomobil müşterisinin bir sonraki satın alma sürecinde daha temkinli olacağı aşikardır. 

Bu noktada, ulaştırma sektöründeki eğilimi yıllardır tersine döndüremediğimizi ve bu tersine döndürme ihtiyacının iklimin korunması için kesinlikle gerekli olduğunu özellikle vurgulamak istiyorum. Daha güçlü ve daha büyük/ağır araçlara yönelik devam eden eğilim, temel sorunlarımızdan biridir. İnsan topluluklarının , politikacıların ve üreticilerin bunu en kısa zamanda anlamaları ve sorumluluklarını yerine getirmeleri umulur. 

Almanya'da Cep Telefonuyla Sokak Aydınlatma Kontrolü Tasarruf Sağlıyor

Küçük yerleşim bölgelerinde geceleri sokak ışıkları söner. Löwenstedt'te karanlıkta eve gitmek istemiyorsanız, cep telefonunuzda bir düğmeye basmanız yeterli. 

Geç oldu. 26 yaşındaki Simon Hansen, bir doğum günü partisinden çıkmış evine gitmek istiyor. Ancak Kuzey Frisia'da bulunan Löwenstedt kasabasındaki sokak lambaları - Husum ve Flensburg arasında heps hepsi yaklaşık 650 kişi ikamet etmekte - çoktan söndürüldü. Dışarıda zifiri bir karanlık. Bilişimci arkadaşımızın aklına bir anda çok parlak bir fikir geldi. Evimizdeki evimizdeki tavan lambalarını uzaktan kontrol edebiliyorsak bütün kasabaların fenerlerini neden edemeyelim? 

Almanya'da Bir Firma Cep Telefonlarıyla Sokak Aydınlatmalarını Kontrol Eden Yazılım Geliştirdi. Ücretsiz! 

Işık kirliliğinin De Bir Maliyeti Var 

Yerleşim bölgelerimizdeki ışık kirliliği, sadece yıldızlarla dolu gökyüzümüzü karartmakla kalmaz, birçok hayvan için de sorun teşkil eder.Aydınlatma yapan her fener elektrik tüketir. Sadece ıssız yol ve yolları aydınlatsalar bile bu durum değişmiyor. Hansen, Löwenstedt'teki sokak lambalarını gerektiği gibi kontrol etme talebiyle , belediye başkanına gider. Bu kişi - yeni fikirlere ve hızlı İnternet kavramına açık olmasına rağmen – konuya başlangıçta şüpheci yaklaşır. Ancak nihayetinde, uzaktan kumanda uygulanması sayesinde evet, belediye hazinesi yılda yüzlerce avro tasarruf edebilecek. 

Knoop Yalnızca Akıllı Telefonlar İçin Değil 

Çözümün ismi "Knoop" (Kuzey Almancasında: Düğme) ve bu aslında her Löwenstedt’linin Simon Hansenin iş geliştirme firması olan "Sourceboat"’dan ücretsiz olarak temin edebileceği bir yazılım. Kasabadaki gençler hayran kitlesini oluşturuyorlar. Peki ya günlük yaşamlarını akıllı telefon olmadan idame ettiren yaşlı insanlar ne olacak diye merak ettiniz. Bunun içinde bilişimci arkadaşımızın bir çözümü var: Yaşlılara ait bakım evleri gibi kamu kurumlarına bir çeşit "düğme" koymak istiyor. Bir ışık anahtarına benzeyen bu düğme - uygulamasında olduğu gibi - talep üzerine basıldığında eve güvenli bir şekilde ulaşılmasını sağlar. 

Işığa giden Yolda Bir Buluş 

"Knoop" kullanıcılarının olumlu sonuçlandığı görülen deneyimlerinden dolayı, kasaba yöneticileri daha fazla elektrik tasarrufu sağlamak için gece yarısından önce sokak aydınlatmalarını kapatmayı düşünüyor. Simon Hansen, bu yeniliğin daha küçük topluluklara ulaşmasını umuyor. Sokakta bir düğmeye basarak geceleri aydınlananlar sadece Löwenstedt’lilerle sınırlı kalmamalı. 

Knoop Yazılımının Çalışma Şekli

Uygulama yazılımına bağlı bir kontrol ünitesi gerektiğinde sokak lambalarını devreye alır. Bunun için sadece kablosuz bir veri bağlantısı gereklidir. Uygulama yazılımı "Knoop" Löwenstedt bölgesindeki 107 sokak lambasından bir ağ oluşturur. Bunlar genellikle sabah saat birde kapanır. "Knoop" a basıldığında, lambalar on iki dakika boyunca tekrar aydınlatma sağlayacaktır. Tekrar basarsanız daha da uzun. Lambalar sadece ihtiyacınız olduğunda aydınlatır ve böylece elektrikten tasarruf sağlar.

Löwenstedt Kasabasında (650 Nüfuslu) 107 Sokak Aydınlatma Direği Ücretsiz Bir Yazılımla Kontrol Ediliyor

Almanya Havadaki Karbondioksiti Yenilenebilir Enerji Kullanarak Kerosene Çeviriyor

Hava trafiği giderek artıyor - ve tabii küresel iklim için oldukça olumsuz sonuçlar meydana getiriyor. Uçuşları gelecekte daha çevre dostu hale getirmek için, Karlsruhe teknoloji enstitüsü ve Ineratec firması birlikte sentetik yakıt üretimi konusunu araştırmayı sürdürüyor. 

Almanya'da iklime zarar veren gaz salınımının yaklaşık beşte biri ulaştırma sektöründen kaynaklanmaktadır. Gelecekte, yenilenebilir kaynaklarla beslenen elektrikli otomobiller bu konuda muhakkak ki iyileşme sağlayacaktır . Bununla birlikte, yük, havacılık ve deniz taşımacılığı noktasında, elektrikli araçların etkin hale gelmesi için daha uzun bir süre beklememiz gerekeceğe benziyor. Bu nedenle Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü (KIT) ve Ineratec firması şimdilerde yenilenebilir elektrik enerjisi kullanarak sera gazı CO2’den sentetik yakıtlar geliştirmek istiyor. Bunun için gerekli karbondioksit ortamdaki havadan Climeworks firmasının geliştirdiği “Doğrudan Yakalama Sistemi, gerekli hidrojen de Siemens elektroliz tekniği ve elektrik akımı kullanılarak sudan üretilecektir.

Havadaki Karbondioksiti Temiz Enerji Kullanarak  Sentetik Uçak Yakıtına çeviren  teknoloji Hava Kirliliğini Azaltacak.  

KIT’de sürdürülen PowerFuel” projesinde, karbondioksit , Ineratec tarafından geliştirilen bir pilot tesiste hidrojen ile tepkimeye sokularak sentetik gaza dönüştürülür. Sonra, bu gazdan reaktörde sıvı yakıt üretilir. Bu GÜÇ’ten- SIVI’ya dönüştürme işlemi sayesinde , neredeyse iklime zararı olmayan nötr yakıt üretmek mümkün hale gelir. Rejeneratif enerji üretimi doğadan kaynaklı dalgalanmalara yani düzensizliklere maruzdur. Ineratec reaktörlerinin kullanımı sayesinde dalgalanmalardan faydalanılır ve daha önce kullanılmayan elektrik enerjisi sıvı yakıtlarda depolanmış olur. Ineratec Genel Müdürü Tim Böltken, "Ek olarak, sentetik yakıtlarımız, geleneksel benzin, dizel veya gazyağı ile karşılaştırıldığında daha iyi yanma özelliklerine sahip" diyor. Sentetik yakıtların kalitesi ve çeşitli taşımacılık sektörlerinde kullanılması fikri Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) ve “Havacılıkta Akaryakıt Projeleri Danışmanlık (Firma Aviation Fuel Projects Consulting)  " firması tarafından incelenip değerlendirilmektedir. Pilot, tesiste şu aşamada günde 200 ila 300 litre dolaylarında yakıt üretilmektedir. 

Tesis ağının işletilmesine paralel olarak Siemens firması, Bauhaus Luftfahrt Araştırma Kuruluşu ve Hamburg Teknoloji Üniversitesi üçlüsü, tüm tesis ağını besleyen enerji sistemini, elektrik piyasası modellerine dayanan simülasyonlar yardımıyla analize tabi tutmaktadır .Ek olarak, sentetik olarak üretilen yakıtın nasıl pazarlanabileceği konusuda incelenmektedir. Proje Alman Federal Ekonomik İşler ve Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilmektedir.