Yenilenebilir Enerji

 

Güneş Enerjisi Araştırma Grubu

Güneş Enerjisi Uygulamave Araştırma Merkezi (GÜNAM)

Güneş Enerjisi Uygulama ve Araştırma Merkezi (GÜNAM), fotovoltaik güneş hücresi sistemlerinin Türkiye’de geliştirilmesi ve uygulanması amacı ile bilimsel ve teknik, temel ve uygulamalı araştırma-geliştirme ve eğitim çalışmaları yürütmeyi hedefleyen bir uzmanlık merkezidir. GÜNAM, Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.

GÜNAM, giderek büyük bir önem kazanan ve hızla gelişen güneş hücresi ve paneli sistemlerinin Türkiye’de üretimini sağlamak için gerekli bilgi ve deneyimi sağlamayı ve böylece gereken alt yapıyı oluşturmayı hedeflemektedir. GÜNAM, özel sektörün ve kamu kuruluşlarının güneş panelleri üretimi için ihtiyaç duyduğu Ar-Ge ve know-how desteğini sağlayacaktır. GÜNAM, ODTÜ’de mevcut araştırma altyapısına entegre bir birimdir. Fotovoltaik güneş panellerinin geliştirilmesi malzeme bilimi, fizik, kimya, elektrik mühendisliği, mimarlık gibi bir çok disiplinin birlikte çalışmasını gerektirmektedir.

Daha fazla bilgi için www.gunam.metu.edu.tr adresi ziyaret edilebilir.

ODTÜ-Kuzey Kıbrıs Kampusu Güneş Enerjisi Araştırmaları

Üniversitemizin Kuzey Kıbrıs Kampusu da Termal Güneş Güç Santralı teknolojisi konusunda eğitim, araştırma ve uygulama çalışmaları üzerinde odaklanmaktadır. Yenilenebilir enerji sistemleri alanında fotovoltaik ve rüzgar yanında üçüncü önemli teknoloji kabul edilen bu sistemlerde, güneş enerjisi parabolik oluklu toplayıcılarla yoğunlaştırılarak yüksek sıcaklıkta termal enerjiye ve türbinlerde elektrik enerjisine dönüştürülmektedir.

Rüzgar Enerjisi Araştırma Grubu

Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Araştırma ve Geliştirme Merkezi (RÜZGEM)

Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenen RÜZGEM projesi ile Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi, Türkiye’nin rüzgar enerjisi konusunda ortaya koyduğu ulusal hedeflere ulaşabilmek, bu hedeflere ulaşırken teknolojik dışa bağımlılığı en aza indirgeyebilmek ve hatta geliştirilecek özgün teknolojilerle dünya rüzgar enerjisi pazarında pay ve söz sahibi olabilmek için, ulusal teknolojik ve bilimsel gelişime çok önemli katkılarda bulunmayı hedefleyen birimdir. RÜZGEM, rüzgar enerjisi kullanılarak yenilenebilir ve temiz elektrik üretimi amacına yönelik, rüzgar türbinleri, rüzgar çiftlikleri ve rüzgar potansiyeli belirlenmesi ile ilgili teknolojilerin Türkiye’de geliştirilmesi, bu konularda “know-how” yaratılması ve insan gücü yetiştirilmesi amacına ulaşmak için aşağıdaki faaliyetleri yürütür. RÜZGEM'in amaçları;

• temel araştırmalar yapılması,
• özgün teknoloji geliştirilmesi,
• rüzgar enerjisi endüstrisine tasarım, analiz, test ve teknoloji desteği verilmesi,
• çalıştaylar ve eğitim seminerleri düzenlenerek edinilen bilginin paylaşılması,
• ulusal ve uluslararası işbirliklerinin koordinasyonunun yapılmasıdır.

RÜZGEM, ODTÜ’deki mevcut araştırma altyapısına entegre bir birimdir. Rüzgar enerjisi teknolojilerinin geliştirilmesi Havacılık, Elektrik, Makina, Malzeme ve İnşaat Mühendislikleri gibi mühendislik bölümlerinin yanısıra Mimarlık ve İşletme gibi birçok farklı disiplinin birlikte çalışmasını gerektirmektedir.

Biyokütle Araştırma Grubu

Günümüzde sürekli artan nüfus ve gelişen teknoloji tüm dünyada enerji, kimyasal ve değişik malzemelere olan gereksinimin artmasına neden olmaktadır. Bu ihtiyaçların karşılanması için kullanılan petrol, doğalgaz gibi fosil kaynaklar gerek reservlerinin tükenme aşamasına gelmesi, gerekse çevre üzerindeki olumsuz etkileri nedeniyle tüm dünyada güneş, rüzgar ve biyokütle gibi “yenilenebilir” ve “sürdürülebilir” alternatif kaynak arayışlarına girilmesine neden olmaktadır. Ülkemizde her yıl ekonomik değeri olmayan milyonlarca ton tarımsal atık elde edilmesi, yenilenebilir ve sürdürülebilir doğal kaynaklar içerisinde “biyokütle”nin temel varlıklarımızdan olduğunu göstermektedir. Yenilenebilir kaynaklardan olup, ekonomiye hiçbir katkı sağlamayan ayçiçeği, pamuk sapı (tarımsal atık) ve/veya talaş (orman atığı) gibi biyokütle kaynakları, sürdürülebilir çevre, sürdürülebilir ekonomi ve sürdürülebilir toplum ilkelerine bağlı kalınarak ve katma değer maksimize edilerek, değişik teknolojilerle kimyasal, yakıt, katkı maddeleri, biyomalzeme, enerji gibi ticari ürünlere “biyorafineri” adı verilen endüstriyel komplekslerde dönüştürülmektedir. Tüm dünyada, hem devlet hem de özel sektör tarafından desteklenen yüksek bütçeli AR-GE projeleri kapsamında biyorafineri tesisi geliştirme ve tasarım çalışmaları sürdürülmektedir.

BİYAGEB bünyesinde hedef, enerji, kimyasal ve malzeme üretiminin pilot ölçekte yapılabileceği bir biyorafineri tesisinin kurulmasıdır. BİYAGEB’in amaçları,

• Türkiye’de büyük miktarlarda üretilip kullanılamayan bitkisel atıklardan katma değeri yüksek ürünler yaratmak,
• Kırsal kesimde yaşayan ve tarımla uğraşan çiftçilere ve orman köylülerine ek gelir sağlamak,
• Türkiye genelinde değişik bölgelerde kurulacak olan biyorafineri ön işleme merkezlerinde yine kırsal kesimde yaşamını sürdüren kişilere iş olanakları sağlayarak kentlere göç bir ölçüde önlenemek,
• Günümüzde fosil kaynaklar kullanılarak üretilen kimyasal, yakıt ve malzemeleri, çevreyi kirletmeden üretmek ve doğada biriken plastikler vb. ortadan kaldırmaktır.

Biyohidrojen & Yakıt Pili Araştırma Grubu

Hidrojen geleceğin temiz, yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji sistemlerinden birisidir. Fosil yakıtların neden olduğu hava kirliliğinin önlenmesi, atmosferdeki sera gazlarının miktarının düşürülmesi ve doğal dengenin korunması için hidrojen enerjisi büyük potansiyele sahiptir. Hidrojen araştırmaları son yıllarda hem dünyada hem de ülkemizde ilgi alanı haline gelmiştir.
Son 15 yıldır ODTÜ bünyesinde Biyolojik Bilimler, Biyoteknoloji, ve Kimya Mühendisliği bölümlerindeki araştırmacılardan oluşan Araştırma Grubu, Biyohidrojen ve yakıt pilleri üzerinde araştırmalar ve yayınlar yapmaktadır. Çalışmalarını gerek üniversite içi gerekse de üniversite dışı birçok birim ve kurumlar ile gerçekleştirmektedir. Bu bağlamda yapılan Avrupa Birliği 6. Çerçeve Programı projesi “Hyvolution” ile tarımsal atıklardan biyolojik hidrojen üretimi yapacak iki aşamalı bir sistem geliştirilmiştir. Projenin, fotosentetik bakterilerden hidrojen üreten fotobiyoreaktör geliştirilmesi kısmının koordinatörlüğünü Biyohidrojen & Yakıt Pili Araştırma Grubu üstlenmiştir. 12 ülkeden 22 araştırmacının bulunduğu bu projede biyohidrojen ve yakıt pilleri konusunda grubun ulusal ve uluslararası yaklaşık 50 makale ve 150’den fazla bildirisi bulunmaktadır. Biyohidrojen & Yakıt Pili Araştırma Grubu, çalışmalarını iki ana başlık üzerinden yürütmekte olup, bu başlıklar aşağıdaki gibidir:
• Biyolojik Hidrojen Üretimi Araştırmaları: Çalışmalar, günümüzde kullanılan hidrojen üretim sistemlerinden farklı olarak, biyolojik yöntemlerle üretilen hidrojen çalışmalarını kapsamaktadır. Fotosentetik bakteriler yardımıyla güneş enerjisinden yararlanarak, tarımsal atıklardan hidrojen elde edilmesi planlanmaktadır. Bu sayade, çevre dostu olan hidrojeni elde ederken, aynı zamanda tarımsal atıklardan da yararlanılmaktadır. Ülkemizde şeker fabrikası ve süt fabrikası atıkları, zeytin karasuyu bu amaçla kullanılanılabilme potansiyeli taşımaktadırlar. ODTÜ tarafından araştırma grubuna tahsis edilen bir bina ve bahçesi, 180 m2’lik modern laboratuvar binası ve dış ortam çalışmalarının yürütüldüğü bahçesindeki serasıyla, donatılmış bir araştırma birimi haline gelmiştir.

• Yakıt Pili Araştırmaları: İleri düzeyde çalışmalar yapılabilecek teknik olanaklara sahip bir yakıt pili araştırma laboratuvarı kurulmuştur. Laboratuvarda 1.5kW a kadar güçlerde PEM tipi yakıt pilleri test edilebilir hale gelmiştir. Test istasyonu ve bu sistemin bir parçası olan elektronik yük ile uluslararası düzeyde geçerliliğe sahip testler yapılabilmektedir. Sistem kolaylıkla Avrupa ve Amerika yakıt pili komisyonları tarafından hazırlanan test prosedürlerini uygulayabilecek şekilde programlanabilmektedir.

 

Enerji Depolama ve Enerji Malzemeleri

Enerji Malzemeleri Araştırma Grubunda faaliyetler ağırlıklı olarak Enerji Depolama ve Enerjinin Etkin Kullanımı alanlarına yoğunlaşmıştır. Enerji depolama alanında şimdiye kadar sürdürülen çalışmalar, özel sektör desteği ile yürütülen kurşun-asit bataryaların iyileştirilmesi konulu çalışmaları, ilaveten ağırlıklı olarak enerjinin hidrojen olarak depolanmasını konu almaktadır. Bu konuda 2000 yılından bu yana, BAP ve TÜBİTAK desteği ile çeşitli projeler yürütülmüştür. Takiben “Hidrojen Gazı Üretimi, Depolanması ve Yakıt Hücrelerinde Elektrik Elde Edilmesi” projesi ve “Hidrojen Kartuş Geliştirme” konulu bir proje yine  Kalkınma Bakanlığı desteğiyle yürütülmüştür. 

Kalkınma Bakanlığı projeleri ile elde edilen birikim Avrupa Birliği 6. Çerçeve Projeleri kapsamında başlatılmış bulunan “Novel Efficient Solid State Storage” projesinde katılımcı olarak yer alınmıştır. Bu projede 12 Avrupa Birliği üyesi ülkede 22 kuruluşla hidrojen depolama alanında işbirliği yapılmıştır. Yaklaşık 160.000 € luk ODTÜ bütçesi ile 2010 yılı sonunda tamamlanmıştır.

Hidrojen depolama konusunda elde edilen birikim ve özellikle hidrojen depolayıcı malzemelerin düşük maliyetli olarak oksitlerinden üretimi ile oksitler konusunda elde edilmiş bulunan bilgi birikimi, aynı zamanda ikincil lityum pilleri elektrot malzemeleri konusunda var olan modelleme birikimi ile birleştirilmiş ve Doldurulabilir (İkincil) Lityum Pillerinin üretimini konu alan yeni bir çalışma alanı başlatılmıştır.

Enerjinin Etkin Kullanımı alanında bir kısmı önemli mesafe kat etmiş, bir kısmı ise gerekli insan kaynağının yeni temin edilmiş olması nedeniyle yeni başlayacak olan bir dizi çalışma planlanmaktadır. Önemli mesafe kat edilen bir alan Manyetik Soğutma çalışmalardır.  Bu çalışma kompresör esaslı bir sistemden soğutmanın manyetik olarak yapıldığı potansiyel olarak daha verimli bir çevrimi esas almaktadır. Bu proje kapsamında temin edilen VSM ölçüm altyapısı Anadolu Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği tarafından da kullanılmıştır.

Tüm bu yönleriyle, Enerji Malzemeleri Araştırma Grubu özellikle enerji depolama açısından ülkemizin en gelişmiş altyapısına ve bilgi birikimine sahiptir.

Enerji Verimliliği, İşletmesi ve Ekonomisi Araştırma Grubu

Enerji Verimliliği, İşletmesi ve Ekonomisi Araştırma Grubu ekonomik kalkınma, ekosistemin korunması ve ulusal enerji güvenliği için geliştirme, optimize etme ve kritik enerji teknolojilerini belirleme konularında odaklanmaktadır. Bu grubun çeşitli mühendislik ve iktisat alanlarının yanı sıra ilgili iş dünyasından uzmanları barındıran disiplinlerarası bir çalışma yürütmesi öngörülmektedir. Bu alanda, (enerji yerine) egzerjinin (egzerji ekonomisi veya termo-ekonomi, yaşam süreci egzerji veya enerji analizi, egzerji ekolojisi veya termo-ekoloji, vb.) ekonomik ve çevreyle ilgili araştırma yöntemlerinin bütünleştirilmesi üzerine çalışmaların gerçekleştirilmesi hedeflenmektedir. Bu araştırma, özel enerji çevrim sistemlerinden ulusal ölçekli sistemlere çeşitli seviyelerdeki araştırmaları hem arz hem de talep yönünden aşağıda belirtildiği şekilde kapsamaktadır:

• Arz Bakımından: Arz tarafı, bütün elektrik üretme teknolojilerini içermektedir. Birincil önem, egzerji verimini artırmaya, maliyetleri düşürmeye ve yenilenebilir enerji teknolojileri üzerine özel bir önem gösterilerek elektrik üretme teknolojilerinin ekosisteme olan etkilerini nicelikli hale getirmeye ve azaltmaya verilmektedir.

• Talep Bakımından: Talep tarafı, (ışıklandırma, ısıtma, soğutma, yüksek performanslı binalar, yeşil binalar, sıfır enerjili binalar, vb.) bina enerji sistemlerini ve endüstriyel enerji kullanımını da içeren bütün nihai kullanım enerji teknolojilerini kapsamaktadır. Ek olarak, talep yönetimi rüzgâr ve güneş enerjisi gibi zamana bağlı kontrol edilemeyen yenilenebilir enerji teknolojileri için kritik kolaylaştırıcı teknoloji olarak anılmaktadır. Ayrıca bu yönetim elektrik arz ve talep arasındaki zamana bağlı ilişkiyi düzenlemekte ve depolama ve yedekleme ihtiyacını azaltmaktadır.

• Özel Enerji Çevirim Teknolojileri: Bu araştırma öncelikle egzerji veriminin artırılması, nihai kullanım teknolojilerinin yönetimi ve yerel yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanan yeni teknolojilerin geliştirmesi üzerine odaklanmaktadır.

• Ulusal Seviyede Analiz: Ekonomik kalkınma, ekosistemin korunması ve ulusal güvenlik konularında Türkiye’nin enerji ekonomisi için mevcut durum ve alternatif gelecek senaryolarını belirlemek amacıyla yeni yöntemler ve ölçüler geliştirmek öncelikli hedeftir. Bu yöntemlerin yanında coğrafi bilgi sistemleri ve mekansal veri analizi ve madenciliğine dayalı mekansal karar destek sistemlerin Türkiye’deki enerji ekonomisi konusundaki karar vericilerin ihtiyaç duyduğu analizlerin yapılmasına olanak sağlayacak metodların geliştirilmesi de hedeflenmektedir.

Jeotermal Araştırmalar Grubu

Jeolojik yapısı gereği ülkemiz jeotermal enerji kaynakları açısından Dünya’da yüksek potansiyele sahip ülkeler arasında yer almaktadır. Tarih boyunca Anadolu’nun birçok yerleşim bölgesinde yer alan kaplıca, hamam geleneği günümüzde termal sağlık uygulamalarına dönüşmekte, birçok il ve ilçemizde jeotermal ile merkezi ısıtma sistemleri kurulmakta, öte yandan Batı Anadolu’daki yüksek entalpili sahalardan elektrik enerjisi üretimi sürdürülmektedir. 2007 yılı sonunda TBMM tarafından kabul edilen Jeotermal Yasası yanısıra Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası sonrası uzun yıllardır geliştirilmeyi bekleyen jeotermal sahalarımız için yerli ve yabancı yatırımcıların çabaları artarak sürmektedir.

Bu çerçevede son yıllarda ODTÜ öğretim üyelerince birçok kurum ve kuruluşa danışmanlık hizmetleri verilmiş olup halen geliştirilmekte olan birçok saha için uzman katkısı sürdürülmektedir. Bu tür kaynakların geliştirilmesi aşamasında büyük önem taşıyan yerbilimleri çalışmaları için Jeoloji ve Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Bölümü öğretim üyelerinden oluşan aktif bir grubun yanısıra, uygulama aşamasında katkıda bulunan Elektrik, Makine, Malzeme ve Metalürji, Çevre mühendisliği disiplinlerindeki bilgi birikimi ve tecrübeleri ülkemizin önemli bir kaynağı olan Jeotermal Enerjinin kullanıma açılmasında önemli bir görev yapmaktadır.