Hiç dinmeyen rüzgârın peşinde: ipe bağlı uçurtmalar elektrik şebekesine göz dikti

Dört yüz metre yukarıda rüzgâr neredeyse hiç durmuyor; daha hızlı, daha istikrarlı ve yerdeki türbinlerin erişemeyeceği kadar güvenilir esiyor. Sorun basit bir geometri: klasik bir türbin, kulesi ne kadar uzunsa o kadar yükseğe çıkabiliyor ve pratikte bu sınır 100-150 metre bandında kalıyor. Üstteki enerji okyanusu ise insanlık tarihi boyunca neredeyse hiç kullanılmadan akıp gitmiş. Videonun açılış tezi tam da bu: gökyüzü bedava eserken biz yere çakılı kulelerle yetiniyoruz.

Bağlı uçan cihaz nedir?

Konuşmacının verdiği tanım şaşırtıcı derecede sade: bağlı uçan cihazla elektrik üretmek . Yani bir halat, bir uçan gövde ve yerde bir istasyon. Uçan gövde bir uçurtma, bir kanat, bir balon, ikisinin melezi bir uçurtma-balon, klasik bir uçak ve hatta insansız hava aracı olabiliyor. Değişmeyen tek parça, sistemi yere bağlayan halat . Bu sadelik aldatıcı, çünkü asıl mühendislik uçuş hareketini elektriğe çevirme biçiminde saklı.

Sektör bu noktada ikiye ayrılıyor. Avrupa'nın ana akımı, halata bağlı yüksek teknoloji şişme uçurtmalar ; Hollanda'dan Kitepower ve Almanya'dan SkySails Power bu işi on yılı aşkın süredir geliştiriyor ve uçurtmalar tam otomatik sekizler çiziyor. Çin'in odağı farklı: havayı boru içinden geçirip üretimi doğrudan gökyüzünde yapan borulu pervaneli bağlı türbinler , yani uçan türbinler. thekitepower.com'da yayımlanan teknik föye göre şirketin Hawk sistemi 30 kilovat sınıfında ve ticari kullanımda öne geçen taraf şimdilik uçurtma kanadı. İki ekol de aynı gökyüzüne bakıyor ama parayı önce kimin kazanacağı uçurtmalardan yana görünüyor.

Ekonomik argümanın çekirdeği malzeme hesabı. Klasik türbin; dev bir çelik kule , dev bir temel ve dev kanatlar ister; uçurtma ise kulenin işini yüksek performanslı plastikten bir halatla görür, kanat diye de türbin palinin küçük bir kısmı kadar kumaş taşır. Öngörüler, aynı elektriği üretmek için türbin malzemesinin yaklaşık onda biri kadar malzeme yeteceğini söylüyor. cordis.europa.eu'daki proje föyü de bu oranı doğruluyor: uçurtma türbininin kütlesi geleneksel türbinin yüzde 10'u kadar. Kaynakların kıtlaştığı bir dünyada bu, broşürden öte bir vaat.

Sekiz çizip elektrik üretmek

Uçurtma gökte öylece asılı durmuyor; hasat hacmi denen görünmez bir silindirin içinde hızla sekizler çiziyor. Bu hacim yüzlerce metre genişliğe ulaşabilen üç boyutlu bir bölge ve uçurtma 100 metre ile 500-600 metre arasında mekik dokurken içinden geçtiği hava kütlesinden kinetik enerji sağıyor. Kritik nokta şu: üretim yalnızca rüzgâr hızına değil, temas edilen hava miktarına bağlı; hacim büyüdükçe toplanan enerji de büyüyor. Konuşmacı bunu bilinçli olarak türbin mantığından ayırıyor; burada dönen bir rotor değil, uçup çeken bir kanat var.

Elektrik, pompalama döngüsü denen bir yo-yo hareketiyle doğuyor. Uçurtma rüzgâra karşı yüksek hücum açısıyla sekiz çizerken ipi büyük bir gerilimle dışarı salar; sahilde uçurtma uçuran herkes bilir, çapraz rüzgârda ip insanı neredeyse yerden keser. Salınan ip yer istasyonundaki makarayı çevirip jeneratörü döndürüyor, ip sonuna gelince uçurtma enerjisini boşaltıp cüzi bir harcamayla geri sarılıyor ve döngü baştan başlıyor. skysails-power.com'daki çalışma prensibi sayfasının anlattığı da aynı döngü: sal, üret, topla, tekrarla. thekitepower.com verilerine göre Hawk'ın çevrimi yaklaşık 100 saniye sürüyor; çevrimin yüzde 80'inde 40 kilovat üretip yüzde 20'sinde 10 kilovat harcıyor, yani net bilanço açık ara artıda.

Önce dizel jeneratörlerin yerini almak

Teknolojinin bugünkü hedefi şaşırtıcı derecede mütevazı: büyük santralleri devirmek değil, dizel jeneratörleri emekli etmek. Uçurtma sisteminin ilk vaadi merkezsiz üretim ; elektrik tüketildiği yerde üretiliyor, yıllar süren şebeke bağlantısı ve iletim hattı beklenmiyor. Sistem kamyonla geliyor, konteynerden çıkıyor ve günler içinde üretime geçiyor. Konuşmacının deyişiyle sayaç arkasında üretim yapılıyor; şebeke maliyeti ve vergisi yok, bu da zamanla şebeke fiyatıyla rekabete kapı aralıyor.

İlk pazar çoktan seçilmiş: Hollanda'da inşaat şirketleri. Kitepower iki pilot projeyi tamamlayıp ücretsiz denemeden kilovatsaat başına ödeme modeline geçmiş; müşteriler şantiyedeki şarj edilebilir bataryaları gece uçurtmayla dolduruyor. Sedde güçlendirme şantiyesindeki denemede amaç enerji satmak değil, 150 kilovatsaatlik bataryalı elektrikli traktörleri sahada şarj edip operasyonun yürüyüp yürümeyeceğini görmekti. Bir sonraki soru ise şebeke sıkışıklığı çeken bir bölgede 1-2 megavatlık küçük uçurtma çiftlikleri kurmak. Ada, uzak saha, afet yardımı ve dizel taşımanın pahalı olduğu her yer aynı listede.

Deniz üstü kurulumlar ise bilinçli olarak geleceğe itelenmiş. Kara basit, deniz her şeyi zorlaştırıyor; şirketlerin çoğu yakın vadede açık denize bakmıyor. Ama 5-10 yıllık vizyonda tablo değişiyor: sabit temelli türbinlerin ulaşamadığı derin sularda bağlı bir uçurtma çalışabilir. smithsonianmag.com'da yayımlanan incelemede de altı çizildiği gibi yer tabanlı pompalama ve gövde üstü üretim olmak üzere iki üretim mimarisi yarışıyor ve deniz, bu yarışın uzun vadeli ödülü. airbornewindeurope.org bilgi notları ilk ticari 150 kilovatlık tek uçurtma sisteminin 2021'de Mauritius'ta kurulduğunu hatırlatıyor; yani deniz fikri kâğıt üstünde değil, küçük ölçekte suda test edilmiş durumda.

Öndeki en büyük engel ölçek büyütme : üretimi artırıp maliyeti artırmamak, yenilenebilir her teknolojinin ergenlik sancısı. Yol haritası iddialı ama tarihli: iki yıl içinde sabit ticari fiyat, 2028 sonuna kadar ilk hedef pazarlara kendi başına kurulup işletilebilen tam ürün. Tek başına uçurtmanın her derde deva olduğunu kimse iddia etmiyor; gerçek çözüm hibrit sistem : uçurtma rüzgârı, güneş panelleri, depolama bataryaları ve rüzgârsız-güneşsiz günler için küçük bir yedek; biyoyakıt, fosil yakıt veya geleceğin yeşil hidrojeni. Dizelin lojistiği, depolaması ve bitmeyen yanma maliyetiyle karşılaştırınca, bir kez kurulan uçurtmanın işletmesi neredeyse bedavaya geliyor.