Yağmur damlaları enerjiye dönüşecek

Başak Nur GÖKÇAMbasaknur.gokcam@dunya.comNanjing Havacılık ve Uzay Bilimleri Üni­versitesi’nden bir araştırma ekibi, yağmur damlalarının sahip olduğu mekanik enerjiyi dönüştür­mek için suyun kendisini te­mel bileşen olarak kullanan yenilikçi bir yüzen damlacık elektrik jeneratörü geliştir­di.

Doğayla bütünleşik bu ta­sarım, geleneksel katı taban­lı jeneratörlere kıyasla ağır­lığı ve maliyeti önemli ölçüde azaltırken, her düşen damla­dan yüksek voltaj çıkışı üret­meye devam ediyor.Zorlu doğa koşullarında stabil kalan sistem, büyük fonksiyonel cihazlara ölçek­lenebiliyor ve göller ile kıyı sularındaki sensörlere, şebe­ke dışı elektronik cihazlara ve dağıtılmış enerji sistemleri­ne güç sağlama potansiyeline sahip.

Bilim insanları tarafın­dan uzun yıllardır araştırılan çalışmanın detayları ise Na­tional Science Rewiev dergi­sinde yayımlandı.Geleneksel damlacık elekt­rik jeneratörlerinde yağmur damlasının, sert bir platform üzerine yerleştirilmiş die­lektrik bir filme çarptığı ve bu etkileşimin elektrik sin­yali oluşturduğu ifade edil­di.

Yüzlerce volt üretebilen bu sistemlerin de, metal ta­ban elektrotlara ve dayanıklı mühendislik malzemelerine ihtiyaç duyduklarından hem ağır hem de daha maliyetli ol­duğu bilgisi verildi.

Yeni tasa­rımın ise cihazı su yüzeyinde yüzdürerek bu gereksinimle­ri ortadan kaldırdığı belirtildi.

Geliştirilen yeni sistemde su­yun sıkıştırılamazlığı ve yü­zey gerilimi, damlanın yayıla­rak etkili bir darbe oluşturma­sını sağlıyor; içindeki iyonlar ise elektriksel iletkenlik sağ­layarak su tabakasının doğal bir elektrot gibi davranması­na olanak tanıyor.Maliyeti yüzde 50 azaltıyor Bu yaklaşım sayesinde yü­zen jeneratör, her damla­da yaklaşık 250 voltluk tepe voltajı üretebiliyor.

Metal te­melli katı sistemlerle benzer enerji çıktısı sunmasına rağ­men ağırlığı yaklaşık yüzde 80, maliyeti ise yüzde 50 ora­nında azalıyor.

Araştırmacı­lara göre bu, özellikle geniş yüzeyli su kütlelerinde ener­jiyi düşük maliyetle toplamak için önemli bir teknik ilerle­me niteliği taşıyor.Öte yandan yayınlanan ça­lışmada, geliştirilen yeni sis­temin dayanıklılığına da vur­gu yapıldı.

Yapılan testlerde cihaz, geniş sıcaklık aralıkla­rında, farklı tuzluluk seviye­lerinde ve hatta biyolojik kir­lilik içeren doğal göl suyunda dahi kararlı biçimde çalışma­yı sürdürdü.

Birçok enerji toplama sistemi bu tür koşul­larda hızla bozulurken, suyla uyumlu bu yapı kimyasal ola­rak inert dielektrik tabaka­sı sayesinde uzun süre stabil kaldı.

Araştırma ekibi ayrıca suyun güçlü yüzey gerilimi­ni kullanarak yalnızca aşağı doğru su akışına izin veren özel drenaj delikleri tasarla­dı.

Böylece damlacık birikimi engellenerek performansın düşmemesi sağlandı.Teknolojinin en önemli avantajlarından biri de ölçek­lenebilirliği oldu.

Araştırma­cılar, çoğu önceki prototipten büyük olan 0,3 metrekarelik entegre bir modül geliştirdi ve bu modülün aynı anda 50 LED’i çalıştırabildiğini gös­terdi.

Sistem, kapasitörle­ri dakikalar içinde kullanıla­bilir voltaj seviyelerine şarj ederek küçük sensörler ve şe­beke dışı elektronikler için bir güç kaynağı olabileceği­ni kanıtladı.

Sistemin gelişti­rilmesi halinde benzer yüzen platformların göller, rezervu­arlar veya kıyı sularında ko­numlandırılması ve ek alan gerektirmeden yenilenebilir elektrik sağlamasının müm­kün göründüğü ifade edildi.Çalışmaya ilişkin açıkla­mada bulunan araştırma eki­binden Prof.

Wanlin Guo, ge­liştirdikleri yöntemin do­ğayla bütünleşik tasarım anlayışına dayandığını be­lirterek, “Suyun hem yapısal hem de elektriksel roller üst­lenmesine izin vererek, ha­fif, uygun maliyetli ve ölçek­lenebilir damlacık elektriği üretimi için yeni bir strateji­nin kilidini açtık.

Bu, güneş ve rüzgâr gibi diğer yenilenebilir teknolojileri tamamlayabile­cek, karaya bağımlı olmayan hidrovoltaik sistemlerin ka­pısını açıyor” dedi.Yerel şebekeler için temiz enerji rolü üstlenebilirTeknolojinin potansiyeli yalnızca enerji üretimiyle sınırlı değil.

Jeneratörün doğal olarak su yüzeyinde çalışması, çevresel izleme sistemleriyle entegrasyonunu kolaylaştırıyor.

Araştırmada tuzluluk, su kalitesi veya kirlilik ölçen sensörlerin, kendi enerjilerini bu platform üzerinden sağlayabileceği belirtildi.

Öte yandan geliştirilen sistemin yoğun yağış alan bölgelerde çözüm, yerel şebekeler için dağıtılmış bir temiz enerji kaynağı rolü üstlenebileceği ifade edildi.Enerji teknolojilerinin geleceği açısından umut vericiAraştırmacılar, gerçek yağmur koşullarının değişkenliği ve büyük ölçekli dielektrik filmlerin dış ortam dayanımı gibi konularda daha fazla mühendislik çalışmasına ihtiyaç olduğunu vurgulasa da, bu yüzen damlacık jeneratörü pratik uygulamalara giden yolda güçlü bir adım olarak değerlendiriliyor.

Su gibi doğal ve bol bir kaynağı sistemin ayrılmaz bir parçası hâline getiren bu yaklaşım, sürdürülebilir enerji teknolojilerinin geleceği açısından umut verici görülüyor.