Enerji Nedir?
Enerji bir sistemin çalışma kapasitesidir. Enerji bir çok formda bulunabilir. Bu sistemler, çok büyük bir yolcu gemisi, bir uçak, bir bebeğin vücudu, hareket enerjisi kullanarak yükselen bir uçurtma yada bir alanı kaplayan foton dalgalarıdır.
Buradaki hareket halinde olan ve büyüyen her bir sistem iş yapmaktadır ve büyümektedir.
Enerjinin bulunduğu formlardan bazıları
- Mekanik Enerji
- Bir sistemde depolanmış olan potansiyel enerji
- Kinetik Enerji ise maddenin hareketinden meydana gelen enerji
- Işık ve Güneşin sıcaklığından gelen Güneş ışını veya Güneş enerjisi
- Atomların yapısında bulunan Nükleer Enerji
- Işık dalgaları ile ilişkili olan nükleer Enerji
- Nesnenin ısısı ile ilişkili olan ısıl enerji
- Elektron hareketi ile ilişkili olan elektrik enerjisi
- Moleküllerin Kimyasal bağlarında saklanan Kimyasal enerji
Enerji Sektöründe Kullanılan Kimyasallar ve Amaçları
- Yenilenebilir Enerji Sektöründe Kullanılan Kimyasallar
Enerji sektöründe bir çok kimyasal madde farklı amaçlarda kullanılmaktadır. Herhalde bunlar içerisinde en dikkat çekici olanları Yenilenebilir Enerji sektöründe kullanılan kimyasal maddelerdir.
Burada ki önemli husus şudur; Burada kullanılan kimyasal maddeler doğrudan, sisteme entegre edilmemektedir. Bilakis, enerji üretecek sistemin kurulmasında veya sistemin parçalarının üretiminde kullanılmaktadır.
Burada kullanılan Kimyasal Maddeler başlıca şunlardır;
Fotovoltaik Pillerin Üretiminde kullanılan kimyasallar bunlar; Hidroklorik Asit, Bakır, Trikolorosilan gazı ve silikon atık kullanılır. PV hücreleri yarı iletkenler için silikon kullanımını gerektirir. Buradaki işlemde Silikon, kum yada kuvars yüksek sıcaklıkta islendiğinde oksijen yakılır ve %99,6 saflıkta ki metalurjik derece silisyum ile ayrılmış olacak. Fakat %99.6 saflıktaki ürün yarı iletken imalatı için yeterli değildir. Bundan dolayı metalurjik derece silisyum ikinci bir işleme tabi tutulur.
Yenilenebilir Enerji sektöründe buradaki ikinci işlem, silika, bakır ve hidroklorik asit ile karıştırılarak triklorosilan gazı üretilir. Daha sonra silan gazı üretmek için hidrojen ile indirgenir. Daha sonra silikon kristalleri oluşturulur. Bu silikon kristalleri de, PV hücreleri ve mikro yongalar için kullanılır.
Yenilenebilir enerji sektöründe bu sistemin kullanılması çok enerji gerektirir fakat üretim düşüktür. Süreçte saf silikon kristallerinin yarısı kaybolur. Bundan dolayı uygun görülmez.
Yenilenebilir Enerji sektöründe bu kimyasallar kullanılıyor olsa da tek yöntem bu değil.
Kadmiyum Tellür
Fotovoltaik(PV) sektörü Dünyada büyük hacimli bir gelişime doğru ilerlemektedir. Fotovoltaik(PV) kullanımı hiçbir emisyona neden olmadığından dolayı birçok çevresel problemi dengelemektedir.
Bu yeni teknolojinin kullanımında bazı toksik problemler ortaya çıkmaktadır. Fotovoltaik(PV) üretiminde kullanılan CdTe(Kadmiyum Tellürid) de bulunan Kadmiyum (Cd) toksik bir ağır metaldir. Bununla birlikte ince film Kadmiyum Tellürid’in yenilikçi bazı çevre kurallarını da beraberinde getirmektedir.
İnce film Kadmiyum Tellürür PV deki Kadmiyum miktarı çok düşüktür. Bir Nikel Kadmiyum flaş ışığı mevcut teknolojinin kullanılması ile Güneş ışığı modülündeki Kadmiyum miktarı metre kare başına 7 gr miktarındadır.
CdTe Fotovoltaik(PV) de bulunan yarı iletken Kadmiyum Tellür (CdTe) katmanı, CdTe PV teknolojisinin performansı için miktarı ve nitelikleri çok önemlidir.
Güneş pillerinde Güneş ışığının emilimi için, 0.5 mikron kalınlığı yeterlidir. Aslında mühendislik araştırmalarına göre CdTe( Kadmiyum Tellür) miktarının, bir Güneş ışığını yakalayabilmesi için 0.2 mikron olması yeterli olacağı tespit edilmiştir.
Bir CdTe PV hücresi için oluşturulan Kadmiyum Tellür tabakasının kalınlığına göre Kadmiyum Tellür miktarı aşağıdaki gibidir.
Metre kare başına 5 mikron için 14 gram Kadmiyum Tellür
Metre kare başına 2 mikron için 5.5 gram Kadmiyum Tellür
Metre kare başına 1 mikron için 2.75 gram Kadmiyum Tellür
Metre kare başına 0.5 mikron için 1.5 gram Kadmiyum Tellür
Metre kare başına 0.2 mikron içi 0.55 gram Kadmiyum Tellür
Kullanılır.
Kadmiyum Tellürit’te ince film tabası oluşturmanın başka bir yoludur. Kadmiyum doğal olarak bulunan bir toprak metalidir. Kadmiyum, çinko, bakır ve kurşun cevherinin eritilmesini sağlar. İnce film oluşturmak için kullanılan Kadmiyumun yarısı atık olur. Bu daha sonraki ince tabaka oluşturma sistemlerinde kullanılır. Aynı zamanda Kadmiyum Tellürit pahalıdır.
Yenilenebilir enerji sektöründe kullanılan diğer kimyasallar ise şunlardır;
Azot Triflorür
Sülfür Hezaflorür
Bakır indiyum selenit ve Bakır indiyum Galyum (II)
Selenid
- Enerji Sistemlerinin Soğutma ve Kazan Sularında Kullanılan Kimyasallar
Enerji üretim santrallerinde enerji üretim süreçlerinin sürdürülebilirliğini sağlamak için bazı kimyasallar kullanılır. Bunların farklı amaçları vardır.
En önemli uygulamaları soğutma ve kazan suların arıtılmasıdır. Burada meydana gelecek bir arıza doğrudan üretim sürecini etkilemektedir. Korozyon oluşması sonucunda üretim kesintiye uğramaktadır.
Kullanılan Kimyasallar ve Amaçları;
Kostik Soda (NaOH); %20 ile %50 arasındaki konsantrasyonları kullanılır. Suyu nötralize etmek, pH dengesini sağlamak ve iyon değiştiricilerin yenilenmesini sağlamaktadır.
Sülfürik Asit (H2SO4); %37 ile %96 arasındaki konsantrasyonlardaki çözeltileri kullanılır. Karbonizasyon ve pH kontrolü için kullanılır.
Hidroklorik Asit (HCI); %30-%32 arasındaki konsantrasyonlardaki çözeltileri kullanılır. Karbonizasyon ve pH kontrolü için kullanılır.
Demir (III) Klorür (FeCl3); %40 lık çözeltisi kullanılır. Flokülant ajan olarak ve atık suyu arıtmak için kullanılır.
Sitrik Asit Monohidrat (C6H8O7); Katı madde olarak kullanılır. Temizleme maddesi olarak kullanılır.
Formik Asit ( HCOOH); %25 ile %85 arasındaki konsantrasyonlardaki çözeltileri kullanılır. Temizleme maddesi olarak kullanılır.
Hidrazin/Hidrat (NH2-NH2/H2O); %24 konsantrasyondaki çözeltileri kullanılır. Su arıtımında oksijen temizleyicisi olarak kullanılır.
Sodyum Sülfit/Hidrojen Sülfit (Na2S/NaHS); %20 Konsantrasyondaki çözeltileri kullanılır. Ağır Metallerin uzaklaştırılmasında kullanılır.
Hidrojen Peroksit(H2O2); %35 lik Konsantrasyondaki çözeltileri kullanılır. Atık su arıtmasında kullanılır.
Soğutma Kulelerinde, soğutma sularında ve kazanlarda bu gibi kimyasal çözümlemelerin yapılmaması neticesinde Enerji üretiminin zamanla düştüğü ve sistem içerisinde meydan gelen birikmelerden kaynaklı olarak sistemin işlemez hale geldiği görülmüştür. Bundan dolayı kullanılan suyun istenilen şartlarda olması çok büyük maliyet avantajları sağlamaktadır.
Enerji üretim sahalarında kullanılan kimyasalların önemi de burada ortaya çıkmaktadır. Özellikle kritik ısı transfer cihazları üzerinde meydana gelen birikmeler verimlilik kaybına doğrudan etki eder.
Enerji Santrallerinin İşletilmesi Aşamasında Kullanılan Kimyasallar
- Akrilik Asit -2- Hidroksipropil Alrilat Kopolimer (AA/HPA)
- 1- Hidroksi Etiliden-1,1-Difosfonik Asit (HEDP)
- Hidrolize Polimaleik Anhidrit (HPMA)
- Poliakrilik Asit Sodyum (PAAS)
- Sodyum Metabisülfit (SMBS)
- 2-Akrilamido-2-Metilpropansülfonik Asit- Akrilik Asit kopolimer (AA/AMPS)
- Karbohidrazin
- Hidrazin Hidrat (HH)
- Poliakrilik Asit (PAA)
- 2-Fosfonobütan-1, 2,4-Trikarboksilik asit (PBTCA)
- Trisodyum Fosfat
Burada kullanılan kimyasalların her birisi spesifik özelliklere sahiptir. Ama bazı kimyasallar bir başkasının yerine de kullanılabilir.
Hazırlayan: O Kimya