Konteynerin yanında koruyucu gözlük takan birini görüyorsanız, o konteynerin içinde sıradan bir malzemenin olmadığını düşünmeniz gayet normal; o biri de Johanna Wellington. Konteynerden içeriye bakıldığında fazlasıyla dikkat çeken şey ise bir dizi pil ve gelişmiş elektronik donanım. Bu sistem, şimdiye kadar tasarlanmış en yoğun enerji depolama çözümü olan GE Rezervuar depolama çözümünün bir prototipi. Konteynerin bu seferki yükü ise elektrik!
Johanna Wellington, 2016’dan bu yana GE’nin New York Niskayuna’daki Küresel Araştırma Merkezi’nde enerji depolama aracısı lideri olarak çalışıyor. Kendisi enerji depolama endüstrisinin geleceğine yeni bir boyut kazandırmak ve elektrik şebekelerinin çalışma şeklini değiştirebilmek adına, bilim insanları ve mühendislerden oluşan bir ekibi yönetiyor.
https://twitter.com/GE_Turkiye/status/1047169339802230785
GE Rezervuar çözümü tamamlandığı zaman yaklaşık 26 tonlityum iyon pil kapasitesi sayesinde 4 MW’ten daha fazla enerjiyi, sadece dört adet ikiz yatak büyüklüğünde bir alanda depolayabilecek. 4 MW enerji, 135 adet Amerikan evinin bir gün boyunca tüm enerji ihtiyacına denk!
Bu kadar büyük bir pile kimin ihtiyacı olur ki?
Aslında yakın zamana kadar kimsenin. Birkaç yıl önce pilleri düşündüğümüzde, aklımıza televizyon kumandalarındaki kalem piller gelebilirdi. Şimdi ise aklımıza doğal olarak her daim şarj etmeye ihtiyaç duyduğumuz dizüstü bilgisayarlar ve akıllı telefonlardaki lityum iyon piller geliyor.
Oysaki piller, elektrikli araç gereçlerimize güç vermeden çok çok önce elektrik hakkındaki öncül bilimsel araştırmalara ışık tutuyorlardı.
Pillerin hikâyesi İtalyan bilim insanı Alessandro Volta ile 1800’de başlıyor. Volta, tuzlu suya batırılmış bir kağıdı iki farklı metalin arasına yerleştirerek tarihte ilk defa sürekli ve güvenilir bir elektrik akımı elde etti. Bu aynı zamanda tarihteki ilk pildi.
Volta’nın bu buluşu elektriğin doğasını ve kullanım alanlarını araştırmak adına sayısız bilim insanına ilham kaynağı oldu. Yaklaşık 50 yıl boyunca Volta’nın orijinal tasarımı, suyun elementlerinin incelenmesinde, ilk suni elektrik ışığının yaratılmasında ve ilk elektrikli motora güç vermekte kullanıldı. Pil gücüyle alternatif pratik uygulamalar arayan girişimciler ise çok şanslı değillerdi; bataryalarla çalışan otomobiller, lokomotifler ve tekneler üretilmek istense de tüm bu denemeler pek de iyi sonuçlanmadı.
Pil, 1837’de telgrafın icadıyla birlikte kendine daha farklı bir pratik kullanım alanı buldu. Yüzyılın ortalarına gelindiğinde dünyadaki telgraf operatörleri pil gücünü, genellikle günlük olarak dağıtılan akülere bağlı olarak bir tel ağ üzerinden istasyonlar arasında mesaj göndermek için kullanıyorlardı. Görünüşe göre bu “günlük abonelik” sistemi, evlerde elektrikli aydınlatma için de kullanılabilirdi.
Thomas Edison önderliğinde güç dağıtımına başlayan dünyanın ilk ticari enerji santrali unvanlı Pearl Street Enerji İstasyonu’ndan bu yana pazarlama taktiklerine gerek kalmadı zira dünyadaki elektrik gücü sistemleri artık talep edildiği anda arz ile eşleşecek şekilde inşa ediliyor. Yine de Edison, pil deposunu da işin içine katan bir şebeke versiyonunu da düşünmeyi ihmal etmemişti. 1879’da aynı yıl meşhur akkor ampulünü patentleyen Edison, tasarladığı sistemle ev ve iş yerlerinde aynı anda iki depolama pili kullanmayı mümkün kıldı. Böylelikle birinden elektrik tedarik edilirken, diğeri merkezi bir santral tarafından şarj edilebiliyordu.
Yenilenebilir Enerji Fırsatları
Yenilenebilir enerji üretimi alanında yeni atılımlar sonrasında artık şebekesel büyüklükte enerji depolamak mümkün. Güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir kaynakların ürettiği enerjinin fiyatları düşük ve bu kaynaklar, neredeyse hiç sera gazı emisyonu üretmiyor. ABD’de yenilenebilir kaynakların ürettiği enerji payının sadece 2016’dan 2017’ye kadar %15 oranında artması hiç de şaşırtıcı değil.
Tabii ki yenilenebilir enerji kaynaklarının da kendi içinde kimi problemleri yok değil. Misal, rüzgâr çiftlikleri ve güneş santrallerinin üretim oranları üreticiler tarafından tam olarak kontrol veya tahmin edilemez; çünkü bu sistemler güneş ne zaman açarsa, rüzgâr ne zaman eserse o zaman çalışıyor. Güneşten verim alınıyor fakat buna karşılık talep düşük ise, üreticiler panelleri çevrimdışına almak zorunda kalabiliyorlar. Bu değişkenlikten dolayı, üreticiler doğal gaz türbinleri gibi geleneksel tesisleri yedekte tutmaları gerekiyor ki ani bir talep artışı durumunda enerji üretimini beklemeden talebi karşılayabilsinler.
Enerji Depolama Sözünün Gerçekleştirilmesi
Lityum iyon pil teknolojisindeki son gelişmeler, ızgara ölçekli enerji depolama yap-bozunun son parçasını oluşturuyor. Global Araştırma Merkezi’ne geri dönerek GE Rezervuar test birimine doğru gülümseyerek bakan Wellington ‘a kulak veriyoruz: “Sadece birkaç yıl önce 7 katlı bir apartman büyüklüğündeki bir alanda depolayabildiğimiz gücü şu anda 6 metre uzunluğundaki bir konteynerde depolayabiliyoruz.”
GE Rezervuar’ın BaşmühendisiKen Rush, Küresel Araştırma Merkezi’nin geliştirme süreci üzerindeki etkisinin çok önemli olduğunu vurguladı. Tasarım süreci boyunca Reservoir ekibi; güç elektroniği, ileri hesaplama ve madde bilimi konularında uzmanlarla iş birliği yaptı. Rush: “Bu tür bir beyin gücünü kullanabilmek, bizim için büyük bir fırsattı.”
Rezervuar’ın şebekeye entegre edilmesiyle birlikte GE, “ara-sıra yenilenebilir” enerjiyi tam zamanlı yenilenebilir enerjiye dönüştürmeyi planlıyor. Önceden kısıtlanan güç, düşük talep durumunda Rezervuar’dadepolanabilecek; talep doruğa ulaştığında ise dağıtılabilir olacak. GE bilim adamları geleceğe baktıklarında hâlihazırda Rezervuar’ın bugünkü şebeke sistemini daha iyi hâle getirebileceği yolları görüyorlar.
GE Enerji’nin Enerji Depolama şirketi CEO’su Rob Morgan’a göre Reservoir, güç üreticileri için daha güvenli, daha verimli ve daha uzun ömürlü bir çözüm. Hatta daha net olmak gerekirse diğer şebeke geneline kurulan enerji depolama sistemlerinden %5 daha etkili ve %10 daha düşük maliyete sahip. Dahası, güç elektroniği pil ömrünü en üst düzeye çıkarmak ve güvenli çalışmayı sağlamak için tasarlandı. Ayrıca modüler tasarımı sayesinde güç üreticilerinin teknoloji geliştikçe pilleri güncellemesine olanak sağlayacak.