Güneş enerjisi dendiğinde akla ilk gelen genellikle evlerin çatısındaki mavi panellerdir (Fotovoltaik). Ancak endüstriyel ölçekte enerji üretiminde oyunun kurallarını değiştiren başka bir teknoloji var: Konsantre Güneş Enerjisi (CSP) ve onun kalbi olan Erimiş Tuz Depolama Teknolojisi.
Güneş battığında bile elektrik üretmeye devam edebilen bir güneş santrali hayal edin. İşte erimiş tuz teknolojisi tam olarak bunu sağlıyor. Peki, bu sistem nasıl çalışır ve neden geleceğin en kritik enerji çözümlerinden biri olarak görülüyor?
Fotovoltaik paneller güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirirken, CSP sistemleri güneş ışığını ısıya çevirir. Bu sistemlerde binlerce ayna (heliostat), güneş ışığını merkezi bir kule üzerindeki alıcıya odaklar. Bu odaklama o kadar güçlüdür ki, alıcıdaki sıcaklıklar volkanik lav sıcaklıklarına ulaşabilir.
Geleneksel santrallerde ısı transferi için su veya yağ kullanılır. Ancak su, 100 derecede kaynar ve yüksek basınç gerektirir. Yağlar ise çok yüksek sıcaklıklarda bozulabilir. İşte burada devreye "Tuz" girer.
Burada bahsettiğimiz sofra tuzu değil, genellikle Sodyum Nitrat ve Potasyum Nitrat karışımından oluşan özel bir formüldür. Bu tuz karışımı:
Çok yüksek sıcaklıklara (565 dereceye kadar) sıvı halde kalabilir.
Isıyı suyun tutabileceğinden çok daha uzun süre ve verimli bir şekilde hapseder.
Zehirli değildir ve bol miktarda bulunur.
Süreç, basit ama mühendislik harikası bir döngüden oluşur:
Soğuk Tank: Erimiş tuz, yaklaşık 290 derece sıcaklıkta "Soğuk Tank"ta bekler.
Isıtma: Aynalar güneş ışığını kuleye odakladığında, tuz kuleye pompalanır ve burada 565 dereceye kadar ısıtılır.
Sıcak Tank: Isınan tuz, "Sıcak Tank"a iner. Burası devasa bir termos gibidir; ısıyı günlerce minimum kayıpla saklayabilir.
Buhar ve Elektrik Üretimi: Elektriğe ihtiyaç duyulduğunda (örneğin güneş battıktan sonra), sıcak tuz bir ısı eşanjöründen geçirilir. Bu ısı suyu buhara dönüştürür, buhar türbini döndürür ve elektrik üretilir.
7/24 Enerji Üretimi: En büyük avantaj budur. Fotovoltaik sistemler güneş gidince durur, ancak erimiş tuz depolu kuleler gece boyunca tam kapasite çalışabilir.
Şebeke Kararlılığı: Rüzgar veya güneşin anlık kesintilerinden etkilenmez, şebekeye sabit ve güvenilir enerji basar (Baz Yük Santrali).
Verimlilik: Termal verimliliği geleneksel panellere göre endüstriyel kullanımda daha yüksektir.
Bu teknolojinin önündeki en büyük engel kurulum maliyetidir. Ayrıca tuzun boruların içinde donmasını (katılaşmasını) önlemek için sürekli bir ısı koruma sistemi gereklidir. Ancak malzeme bilimi geliştikçe ve "Grafen" veya "Seramik partiküller" gibi katkı maddeleriyle tuzların ısı kapasitesi artırıldıkça, bu santrallerin maliyeti düşmekte ve verimi artmaktadır.
Güneş enerjisi kuleleri, sadece gündüzleri değil, karanlıkta da dünyamızı aydınlatmaya aday en güçlü teknolojilerden biridir.
