Kanadalı araştırmacılar, güneş ve rüzgar enerjisiyle entegre “yerçekimi bataryası” sistemiyle yüksek binalarda enerji depolama kapasitesini artırıyor

Kanadalı bilim insanları, güneş panelleri ve rüzgar türbinleriyle entegre “yerçekimi bataryası” sistemiyle yüksek binalarda enerji depolama kapasitesini artırmayı hedefliyor.

Kanada, University of Waterloo’dan bilim insanları, yüksek binalarda enerji depolama için kullanılabilecek yenilikçi bir “yerçekimi bataryası” (GS – Gravity Energy Storage) geliştirdi. Sistem, cepheye monte edilen fotovoltaik paneller, çatıya yerleştirilen küçük rüzgar türbinleri ve lityum-iyon bataryalarla, asansör sistemine benzer yerçekimi prensibiyle çalışıyor. Enerji fazlası oluştuğunda ağır bir kütle yukarı kaldırılarak potansiyel enerji depolanıyor, ihtiyaç anında aşağı indirilip elektrik üretiliyor. Bu yaklaşım, Kanada enerji teknolojisi alanında bina ölçeğinde yeni bir sayfa açıyor.

Kanadalı araştırmacılar, güneş ve rüzgar enerjisiyle entegre “yerçekimi bataryası” sistemiyle yüksek binalarda enerji depolama kapasitesini artırıyor
Geliştirilen “yerçekimi bataryası” sistemi, yüksek binalarda enerji depolama için yeni bir çözüm sunuyor.

Çok amaçlı optimizasyon çerçevesiyle verimlilik sağlandı

Araştırmacılar, sistemin hem elektrik üretim maliyetini hem de şebeke bağımlılığını azaltmak amacıyla çok amaçlı bir optimizasyon çerçevesiyle geliştirildiğini belirtiyor. Çalışmada 625 farklı bina tipi incelendi; cephe alanı-hacim oranı, uzunluk-genişlik oranı ve yükseklik-ayak izi oranı gibi parametreler dikkate alındı. Güney, doğu ve batı cephelerine yerleştirilen PV panellerin yanı sıra küçük rüzgar türbinlerinden elde edilen enerji, halatlı kaldırma sistemiyle kütleyi yukarı taşıyarak depolama verimliliğini artırdı. “Yerçekimi bataryası” sistemi, bu çoklu kaynak kombinasyonuyla yüksek binalarda enerji depolama performansını güçlendiriyor.


Motor-jeneratör ve beton bloklardan oluşan modüler yapı

Sistem, bir motor-jeneratör ünitesi, dişli aktarma mekanizması, çelik veya beton bloklardan oluşan ağır bir kütle ve bu kütleyi hareket ettiren halatlardan oluşuyor. Fazla enerji üretimi olduğunda motor kütleyi yukarı kaldırıyor; enerjiye ihtiyaç duyulduğunda kütle aşağı inerken jeneratör elektrik üretiyor. Araştırmacılara göre sistem hem teknik olarak uygulanabilir hem de ticari ölçekte test edilmiş durumda.
Sistemin dengelenmiş enerji maliyeti (LCOE) 0,051–0,111 USD/kWh aralığında, şebeke bağımlılığı (GD) ise 0,195–0,888 arasında ölçüldü. Bu veriler, düşük yenilenebilir enerji potansiyeline sahip bölgelerdeki benzer bina-entegre sistemlerle karşılaştırıldığında rekabetçi, hatta yer yer daha yüksek bir performansa işaret ediyor.
Böylece “yerçekimi bataryası”, yalnızca enerji depolamakla kalmıyor, binaların enerji akışını da daha esnek hale getiriyor.

Kanadalı araştırmacılar, güneş ve rüzgar enerjisiyle entegre “yerçekimi bataryası” sistemiyle yüksek binalarda enerji depolama kapasitesini artırıyor

Yüksek binalar enerji verimliliğinde öne çıkıyor

Analizler, yüksek ve geniş tabanlı binaların daha düşük elektrik maliyeti sağladığını ancak şebekeye bağımlılığın arttığını ortaya koyuyor. “Yerçekimi bataryası” kapasitesi, binanın enerji yoğunluğuna bağlı olarak yükseliyor ve sistem özerkliği üzerinde en büyük etkiye sahip bileşen konumunda. Bazı senaryolarda bu kapasitenin günlük enerji ihtiyacının %100’üne kadar ulaşabildiği bildiriliyor.
Bu yapı, özellikle orta veya düşük enerji yoğunluğuna sahip yüksek binalarda sürdürülebilirliği ve dayanıklılığı artırarak şehirlerdeki enerji yönetiminde önemli bir adım olarak görülüyor.

Uluslararası ilgi ve gelecek planları

Elde edilen sonuçlar, sistemin yalnızca Kanada’da değil, farklı coğrafyalarda da uygulanabilir bir model olabileceğini gösteriyor. Benzer konseptler İsviçre ve İtalya’da da araştırılıyor olsa da, Kanada modeli bina ölçeğinde pratik uygulanabilirliğiyle öne çıkıyor. Araştırma ekibi, sonraki aşamada değişken hava koşulları ve enerji talebini modele dahil etmeyi, ısıtma-soğutma yükleriyle kojenerasyon sistemlerini entegre etmeyi ve birden fazla binanın ortak “yerçekimi bataryası” sistemlerini paylaşabileceği senaryoları değerlendirmeyi planlıyor.
Ayrıca farklı iklim bölgelerinde teknolojinin uygulanabilirliği ve tam yaşam döngüsü analizlerinin yapılması, sistemin çevresel etkilerinin daha iyi anlaşılmasını sağlayacak.

Kanadalı araştırmacılar, güneş ve rüzgar enerjisiyle entegre “yerçekimi bataryası” sistemiyle yüksek binalarda enerji depolama kapasitesini artırıyor

Şehirlerde dikey enerji depolama dönemi

“Yerçekimi bataryası” teknolojisi, yüksek binaların dikey yapısını enerji depolama avantajına dönüştürerek kentsel alanlarda alan verimliliği sağlıyor. Kanada’da geliştirilen bu model, yenilenebilir enerjiyi güvenilir biçimde depolama potansiyeliyle dikkat çekiyor. Bu tür “yerçekimi bataryası” sistemleri, Kanada enerji teknolojisi gelişmeleriyle birlikte geleceğin akıllı şehirleri için potansiyel bir enerji çözümü sunuyor. Dikey enerji depolama kapasitesi arttıkça, geleceğin gökdelenleri kendi enerjisini üreten, akıllı ve sürdürülebilir yapılar haline geliyor.

Sürdürülebilirlik açısından yeni bir dönüm noktası

“Yerçekimi bataryası” teknolojisi, sürdürülebilirlik açısından önemli bir dönüm noktası olarak görülüyor. Bu sistem, fosil yakıtlara dayalı enerji depolama yöntemlerine alternatif sunarak hem karbon salımını azaltıyor hem de şehirlerin enerji altyapısında döngüsel bir modelin önünü açıyor. Mekanik prensiplerle çalıştığı için batarya üretiminde kullanılan nadir toprak elementlerine olan bağımlılığı ortadan kaldırıyor, böylece malzeme sürdürülebilirliği açısından da çevresel yükü hafifletiyor. Uzun ömürlü yapısı ve düşük bakım gereksinimiyle birlikte, “yerçekimi bataryası” şehir ölçeğinde yenilenebilir enerji sistemlerinin dayanıklılığını artırarak sürdürülebilir kent planlamasının temel bileşenlerinden biri haline gelebilir.

Kanadalı araştırmacılar, güneş ve rüzgar enerjisiyle entegre “yerçekimi bataryası” sistemiyle yüksek binalarda enerji depolama kapasitesini artırıyor

Geleceğin şehirlerinde enerji depolamanın yeni yüzü

“Yerçekimi bataryası” teknolojisi, yenilenebilir enerjinin sürekliliğini sağlamak ve şehirlerde enerji bağımsızlığını güçlendirmek için yenilikçi bir çözüm olarak öne çıkıyor. Kanada’da geliştirilen bu sistem, hem mimari tasarımla hem de enerji altyapısıyla bütünleşerek yüksek binaları sürdürülebilir güç merkezlerine dönüştürebilir. Önümüzdeki yıllarda bu yaklaşımın, akıllı şehir planlamasından kentsel dönüşüm projelerine kadar geniş bir alanda uygulanması bekleniyor. Enerji depolamada dikey çözümler yaygınlaştıkça, kentler yalnızca enerji tüketen değil, aynı zamanda enerji üreten ekosistemler haline gelebilir.

İlgili makaleler


Bir Cevap Bırakın

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz