Elektrik enerjisi giderek daha çok kişiye ulaşmakla kalmayıp artık uyurken bile bu enerji hemen yanı başımızda, etrafımızı bu derece sarmış olan elektrik enerjisi nedir. Kısaca tarihi nasıl elde edildiğinde bahis edeceğiz. Elektrik enerjisi, 20. yüzyılda yaşanan sanayileşme sürecini şekillendiren en önemli faktörlerden birisi. Enerjinin, kaynağından uzak bölgelere taşınabilmesini mümkün kılarak, üretim süreçlerinin geniş coğrafyalara yayılmasını sağladı. Motorların küçülüp hayatın her yönüne sızmış olması, keza elektrik sayesinde. Fosil yakıtlara veya hidro gibi yenilenebilir kaynaklara bağlı olarak üretilip, iletim hatları üzerinden şehirlere, dağıtım hatlarıyla da şehir içlerine ulatırılıyor. Şebekeler birbirine bağlanıp kıtasal hale getiriliyor ve böylelikle, bölgesel üretim fazlalıklarının, yetersiz kalan alanlarda tüketilmesi olanağı sağlanıyor.
1880’lerde 220V gerilimle birkaç yüz metrelik mesafelere dağıtılabilirken, bugün 766,000V’luk gerilim hatlarıyla yüzlerce kilometre ötelere nakledilebiliyor. Alternatif gücün kalitesi, gerilim ve frekans nitelikleri açısından yeterli. iletim kayıplarının azaltılmasına çalışılıyor.
Bunun için süperiletken malzemelerden yararlanmak, şimdiden mümkün. Ancak, bilinen süperiletken malzemeler bu özelliklerini düşük sıcaklıklarda gösterdiğinden, böyle bir iletim hattının 20-30K’lere (-250, -260 °C’lere) soğutulması gerekiyor. Bu ise pahalı bir işlem. Dolayısıyla, oda sıcaklığında süperiletken olabilen, kolayca yapılıp şekillendirilebilen yenileri için araştırmalar sürüyor. Uzun mesafe nakillerinde kayıpları azaltmanın bir diğer yolu, doğru akıma dönüp yüksek gerilimlere çıkmak. Bu da, Edison’un bir zamanlar yaptığı, ‘alternatif akım, insanlığın başındaki en büyük bela’ değerlendirmesini haklı çıkaracağa benziyor.
Elektriğe olan talebin gün boyunca değişken olması, zirve talebe yanıt verilebilmesi için, rezerv kapasitelerin inşasını gerektiriyor. Bu gereksinimi hafifletebilmek, elektrik enerjisinin depolanabilmesiyle mümkün. Bu amaçla, uzun ömürlü ve yüksek kapasiteli pil ve akülerin geliştirilmesine çalışılıyor. Bir diğer seçenek, yüksek düzeyde gücün depolanabilmesine imkan verecek olan süperiletken manyetik depolama sistemleri. Böyle bir sistemde alternatif akım, doğru akıma çevrildikten sonra süperiletken bir sarım üzerinde dolanmaya bırakılıyor ve ihtiyaç doğduğu anda sarımdan çekilip, tekrar alternatif akıma dönüştürülerek şebekeye veriliyor. Şebeke elektriğini doğru akıma çevirip, yüksek güçlü kapasitörlerde depolamak da mümkün.
Bu işlemlerin gerektirdiği yüksek gerilimlere dayanacak malzemelerin ve elektronik bileşenlerin geliştirilmesi öncelikli hedeflerden. Öte yandan, elektrik eldesi için fosil yakıt kullanımı, çevreyi kirletiyor. Bu nedenle, yenilenebilir kaynaklara doğru yöneliş var. Güneş ve rüzgar büyük potansiyele sahip. Fotovoltaiklerle güneş enerjisini doğrudan elektriğe çevirmek mümkün; ancak, şimdilik pahalı. Bu işlemi daha ucuza maledecek göze malzemelerinin ve tasarımlarının üzerinde çalışılıyor. Yarı-iletken polimer çalışmaları bu açıdan umut vaadediyor. Fotovoltaikler teknolojisi ekonomik hale geldiği takdirde, binaların dış yüzeyleri polimer gözelerle kaplanarak, elektrik gereksiniminin yerinde üretimle karşılanabilmesi sağlanacak.
Büyük santrallarda kirli üretim ve yüksek gerilim hatları üzerinden iletim, tarihe karışacak. Hem de, elde edilen elektrikle suyu ayrıştırarak, güneş enerjisini hidrojene çevirip depolamak mümkün. Hidrojense, ya doğrudan enerji kaynağı olarak ya da üzerinde halen yoğun çalışmalar sürdürülen yakıt hücrelerinde tekrar elektrik eldesi için kullanılabilecek. Çevreyle uyumlu bir enerji elde ve kullanım döngüsü…
