ELEKTRİK ENERJİSİ ?

Atomun çevresini saran yüklü (pozitif) ve yüksüz (negatif)elektronların iletken tel üzerinde birbirlerine karşı uyguladıkları çekme ve itme kuvveti ile meydana gelen enerji türü olan elektrik enerjisinin en kısa tanımı ise proton ,elektron, pozitron ve parçacıkların etkileşimiyle ortaya çıkan bir enerji türüdür.

Günlük hayatta elektrik enerjisi ile bir çok kez karşılaşırız örneğin sürtünmeden dolayı çıkan statik elektriği saçımızı taradığımızda veya yün bir kazak  giyip çıkardığımızda mutlaka  fark etmişizdir . Peki elektrik enerjisi madem her yerde , biz neden bu enerjiyi bedava kullanamıyor ücret ödüyor ve bu kadar teferruatlı  sistemler kullanıyoruz hiç düşündünüz mü? Evet! Neden dediğinizi duyar gibiyim . Elektrik enerjisi kokusuz renksiz  ve günlük hayatta yardımcı ve dönüştürücüler olmadan kullanılamaz bir enerji çeşidi olduğu için göremiyoruz müdahale edemiyoruz işte insanlığın tarih boyunca en çok korktuğu şey varlığından haberdar olup da görmediği  güç . Elektrik enerjisinin serüveni de tam olarak burada başlıyor.  Peki göremediğimiz bu varlığı nasıl olup da kullanıyoruz? Cevabı çok kolay Kontrol !!

Kontrol

Elektrik enerjisi her yerde. Ama onu etkili , doğru ve verimli  kullanabilmek için kontrol etmeliyiz. Kontrol edebilmek için bir çok sistem kurmalı ve akıl almaz derecede farklı bileşenler kullanıp (kablo ,direk  sigorta ,anahtar, elektronik devreler  ,elektronik devre elemanları, yardımcı baralar ,topraklama elemanları ve gereksiz kullanımı önlemek için tam otomatik veya  manuel kumanda sistemleri kompanzasyon sistemleri taşıyıcı ve yardımcı elemanlar) milyarlarca para harcamak zorundayız. En azından günümüz teknolojisi bunu bir mecburiyet olarak sırtımıza yüklüyor .

Elektrik Enerjisinin Depolanması

Elektrik enerjisi genellikle farklı enerji formlarına dönüştürülerek depo edilebilir. Kullandığımız piller bataryalar aküler enerji dönüşüm mantığı esaslı çalışır. Ve böylece depo edilmesi mümkün olmayan elektrik enerjisini depo edip kullanmamıza olanak verilir . Eğer elektrik enerjisini depo edebilseydik bir şimşeğin çakması sonucu boşalan elektrik akımı ile İstanbul’un altı aylık (36.8 milyar kWh ) elektrik enerjisini  karşılayabilirdik. Dolaylı yoldan depo ettiğimiz elektrik enerjisi çok kısa süreli olduğu için kullanımı elverişsizdir.

Günümüzde elektrik enerjisini doğrudan depo eden tek elektronik malzemenin kondansatör olduğunu söyleyebiliriz. Bu depolama işlemi ise çok kısa bir süre yani saniyenin yüzde birlik bir kısmında gerçekleşir. Kondansatörün  çalışma prensibi şarj deşarj  mantığına dayalıdır.  İki  iletken malzeme  arasına bir yalıtkan malzeme koyarak elde edilir. İletken kutuplar eşit sayıda atom barındırıyorsa deşarj, farklı atomlar barındırıyor ise şarj durumundadır. Elektrik enerjisinin üretimi teorik olarak aynı fakat uygulama olarak farklı şekillerde üretim yöntemleri mevcuttur. Bazı önemli yöntemleri detaylı olarak inceleyeceğiz.

Güneş Enerjisi ile Elektrik Enerjisi Üretmek

Bilindiği üzere güneş yenilenebilir  ve çevre dostu bir enerji kaynağı olduğu için son yıllarda sürekli gündemdedir. Ülkemizde bu konuda belli başlı çalışmalar yapılmış ve elektrik enerjimizin %22.9’luk bir kısmını güneşten elde etmekteyiz. Güneş enerjisinden elektrik enerjisi iki temel yöntemle elde edilir. Bunlardan en yaygını olan fotovoltaik panel sistemi ile güneşten gelen fotonlar özel  renk ve tasarıma sahip olan hücreler yardımıyla soğurulur, fotonların koparttığı elektronların hücrede dolaşması ile de elektrik akımı üretilmektedir.

N tipi yarı iletken ve P tipi yarı iletken olmak üzere temel olarak 2 katmandan oluşurlar. N tipi yarı iletken elde etmek için kullanılan silisyum eriğine periyodik cetvelin 5. grubundan bir element eklenir . Silisyumun dış yörüngesinde 4, fosforun dış yörüngesinde 5 elektron bulunduğu için fazla olan elektronu güneşten gelen fotonların enerjileriyle ile dışarıya verir. P tipi yarı iletken elde etmek için ise, silisyuma  periyodik cetvelin 3. Grup elementlerinden biri eklenir.

Bu elementlerin son yörüngesinde 1 elektron eksikliği nedeniyle N tipi yarı iletkenden P tipi yarı iletkene elektron akışı olur ve doğru akım oluştururlar. Böylece elektrik akımı elde edilmiş olur. Elde edilen elektrik enerjisi de doğru akımdır. gerek doğrudan kullanılır gerekse de kimyasal enerjiye (pil ,akü,batarya vb.) çevrilerek kullanılmış olur.

Rüzgar Enerjisi ile Elektrik Enerjisi Üretmek

Rüzgar, gece ve gündüz hava değişimleri, mevsim geçişleri ile oluşur ve bu enerji kaynağından elektrik üretimi hava akımını dönen bir mil üzerine geçiren kanatların dönmesi, kinetik enerjinin şaft üzerine aktarılmasıyla elektrik enerjisinin elde edilmesi mantığına dayanmaktadır. Rüzgar türbini pervane ,şaft,pervane kapağı,pervane göbeği fren, trafo, kule vb. parçaların bir araya getirilerek elde edilmesiyle oluşan son derece teferruatlı bir sistemdir.