Yeşil Enerji

Yeni Sistem; Enerji Santrallerinden Temiz Su Sağlar

MIT mühendisleri tarafından tasarlanan yeni bir sistem, dünya çapında çorak şehirler için düşük maliyetli bir içme suyu kaynağı sağlayabilirken, aynı zamanda santral işletme maliyetlerini de azaltabilir.
ABD’deki nehirlerden, göllerden ve rezervuarlardan çekilen tüm temiz suyun yaklaşık yüzde 39’u fosil yakıtlar veya nükleer güç kullanan elektrik santrallerinin soğutma ihtiyaçları için ayrılmıştır ve bu suyun çoğu da buharlaşır… Ancak, yeni MIT sistemi;  kaybolan suyun önemli bir kısmını potansiyel olarak tasarruf edebilir ve hatta deniz suyunun yerel enerji santrallerini soğutmak için kullanıldığı kıyı kentleri için temiz ve güvenli bir içme suyu kaynağı haline bile gelebilir.
Yeni konseptin arkasındaki prensip aldatıcı bir şekilde basittir: Sis açısından zengin olan hava, iyon olarak bilinen elektrik yüklü parçacıkların bir demeti ile zaptedildiği zaman; su damlacıkları elektrik yüklü hale gelir ve böylece pencereye benzer şekilde bir tel ağına doğru çekilebilir. Damlacıklar daha sonra bu ağ üzerinde toplanır; bir toplama kabına akar ve santralda yeniden kullanılabilir veya bir şehrin su tedarik sistemine gönderilebilir.

Geçtiğimiz ay MIT’in 100.000 $ ‘lık Girişimcilik Yarışması’nı kazanan Infinite Cooling adlı bir şirketin temeli olan sistem;  Maher Damak’ın eş-yazarlığını yaptığı Science Advances Dergisi’nde yayınlanan bir makalede anlatılıyor.

Şirketin kuruluşunda Damak ile birlikte çalışan Makine Mühendisi Kripa Varanasi’nin vizyonu; hem doğal sisi hem de endüstriyel soğutma kulelerinin oluklarından su damlacıklarını yakalayarak, yüksek verimli su geri kazanım sistemleri geliştirmekti. Proje; Damak’ın su kaynaklarının yoğun olduğu kıyı bölgelerde içme suyu kaynağı olarak kullanılan, sis hasat sistemlerinin verimliliğini artırmayı amaçlayan doktora tezi kapsamında başladı. Genellikle denizden düzenli olarak gelen yoğun sis tabakasını içini alan dikey olarak asılı bir tür plastik veya metal örgüden oluşan sistemler; aşırı derecede verimsiz ve bunların içinden geçen su damlacıklarının sadece yüzde 1 ila 3’ünü yakalar. Varanasi ve Damak; bu ağın, damlacıkların daha fazlasını yakalayabilmesinin çok basit ve etkili bir yolunu buldular.

Var olan sistemlerin verimsizliğinin sebebi, ekibin ayrıntılı laboratuvar deneylerinde belirgindi: Sorun, sistemin aerodinamiğinde… Örneğin; (bu gözenekli sis yakalama ekranlarındaki tellerde olduğu gibi) bir uçak kanadı etrafına akan hava; kanat engeline takıldığı için, kanadın üzerinden ve altından geçer. Bu sapan hava akımları; telin merkezine doğru ilerlemedikleri sürece teller, yanlara doğru ilerleyen damlacıklar taşır.

Sonuç, yakalanan damlacıkların fraksiyonunun; teller tarafından işgal edilen toplama alanının fraksiyonundan çok daha düşük olmasıdır. Çünkü damlacıklar önlerinde duran tellerden ayrılırlar. Tellerin daha büyük olması ya da ağda yer alan boşluklar, genel hava akışını engellediğinden ve toplanmada net bir azalmaya neden olduğundan; daha küçük olan tersine dönme eğilimi gösterir.

 

Ancak gelen sis ilk olarak bir iyon ışınıyla zaptedildiğinde; karşıt etki gerçekleşir. Tellerin yolundaki tüm damlacıkların üzerlerine düştüğü gibi; ağdaki deliklere giden damlacıklar bile tellere doğru çekilir. Sistem; böyle geçen damlacıkların çok daha büyük bir bölümünü yakalayabilir. Bu şekilde, sis yakalama sistemlerinin verimliliğini (şaşırtıcı bir şekilde düşük maliyetle) önemli ölçüde artırabilir.

Ekipman basit ve gereken güç miktarı minimum…

 

Ekip sonrasında, enerji santrali soğutma kulelerinin bulutlarından su çekmeye odaklandı. Orada, su buharı akışı; doğal olarak meydana gelen herhangi bir sise göre çok daha konsantre ve bu da sistemi daha verimli hale getiriyor. Buharlaşan suyun yakalanmasının kendi içinde bir damıtma işlemi olduğu için, soğutma suyu tuzlu veya kirlenmiş olsa bile; çekilen su saftır.

Varanasi: “Daha yüksek kalitedeki damıtılmış su, artık sadece boşa harcanıyor. Yakalamaya çalıştığımız da tam da bu… Su, bir şehrin içme suyu sistemine bağlanabilir veya soğutma sisteminde kullanıldığından farklı olarak, bir santralin kazanlarında olduğu gibi saf su gerektiren işlemlerde kullanılabilir.”

Varanasi, 600 kilometrelik tipik bir santralin; yılda milyonlarca dolar değerinde, 150 milyon galon su yakalayabileceğini söylüyor. Bu, soğutma kulelerinden kaybolan suyun yaklaşık yüzde 20 ila 30’unu temsil eder. Daha fazla detaylandırılarak sistem; daha da fazla çıktıyı yakalayabilir.

Dahası, enerji santralleri birçok kurak kıyı şeridi boyunca zaten var olduğundan ve birçoğu deniz suyuyla soğutulduğundan; bu, bağımsız bir tuzdan arındırma tesisi inşa etme maliyetinin çok küçük bir kısmında, su arıtma hizmetleri sağlamak için basit bir yol sağlar.

Varanasi: “Bu, küresel su krizini ele almak için harika bir çözüm olabilir. Gelecek on yıldaki yeni tuzdan arındırma tesisi; tüm tesislerin yüzde 70’ine olan ihtiyacını karşılayabilir.”

İspatlanması için gerekli olan bir dizi deneyde; Damak, Khalil ve Varanasi; gerçek enerji santrali soğutma kulelerinde görülenlere benzer su damlacıklarını yayan bir yığının, küçük bir laboratuvar versiyonunu oluşturarak, iyon ışın ve örgü ekran üzerinde, kavramı ortaya koydu. Denemenin videosunda; aygıttan yükselen kalın sis damlacıkları ortaya çıkıyor ve sistem açıldığında neredeyse anında kayboluyor.

Ekip, şu anda kampüsün elektrik, ısıtma ve soğutmasının çoğunu sağlayan bir doğal gaz kojenerasyon santrali olan, MIT Central Utility Plant‘in  soğutma kulesine yerleştirilmek üzere, sistemlerinin tam ölçekli bir test sürümünü oluşturuyor. Kurulumun yaz sonunda bitmesi bekleniyor ve sonbaharda testlere tabi tutulacak. Damak; örgü ve destekleyici yapının farklı varyasyonlarını deneyecek.

Kaynak:
MIT
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (2 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close