Geri dönüştürülebilir malzemelerden kendi yenilenebilir enerji sistemlerinizi yapmak
Merlin Howse, 2005
Stewart Topluluk Koruluğu’nda çalışan Howse, Devon’da bir ormanlık alanda yaşayan düşük ayak izli, sürdürülebilir bir topluluğun kendi enerji ihtiyacını nasıl ürettiğini anlatıyor
(çeviri: hira d.)
Steward Koruluğundaki mikro hidro sistemin şeması
Stewart Topluluk Koruluğu, sürdürülebilir bir hayat ve işleyen bir koruluk projesi kurmak isteyen grubumuzun beş yıl önce Devon’da bulunan Dartmoor yakınlarındaki Steward Ormanı’ndan yer satın alıp buraya yerleşmesi ile ortaya çıktı. Şebekeye bağlanmadan elektrik ihtiyacını karşılamak arzusuyla, bunu üretmenin yenilenebilir yollarını aramaya koyulduk. Atık alanları ve geri dönüşüm merkezlerinden pek çok parça toplayıp kullanmamız, elektrik üretmek üzere kullandığımız sistemlerinin çoğunun kurulması için, özellikle ilk yıllarda neredeyse hiç para harcamamamızı sağladı. Yeniden Kullanmak, Azaltmak, Onarmak ve Geri Dönüştürmek gerek maddi anlamda gerekse çevremiz açısından o kadar büyük bir fark yaratıyor ki.
Bisiklet jeneratörleri: insan gücüyle işe başlamak
Bisiklet jeneratörleri sayesinde ilk elektrik kaynağını bizler sağladık. Ya hemen kullanılacak (ki en etkin yoldur) ya da pillerde depolanacak (daha az etkindir ama daha uygun olabilmektedir) elektriği üretecek jeneratörü çalıştırmak üzere sırayla bisikletlere bindik. Web sitemizi oluşturmak ve güncellemek üzere kullandığımız diz üstü bilgisayarlarda ve halka açık eğlenceli çevre etkinliklerine gereken elektrik için bu bisiklet jeneratörlerini kullandık.
Her biri kullanılmış egzersiz bisikletleri ve sabit mıknatıs (SM) motorlarıyla donalı üç ayrı bisiklet jeneratörü tasarımımız vardı. Egzersiz bisikletlerini yerel dükkanlardan bulmak çok kolaydı, ama motorları bulmak biraz uğraştırdı (Whirlpool’un bir çamaşır makinesinin iyi bir SM motoru var). Tasarımda ilke egzersiz bisikletinin çarkıyla jeneratörü (eski SM motorunu) çalıştırmaktır. Bu yüzden iyi ebatlarda çarka sahip bir egzersiz bisikleti bulmak önemlidir. İlk tasarımımızda sürtünme mekanizması kullandık – jeneratöre ufak bir tekerlek yerleştirdik ve bunu bisikletin çarkına sıkıca bağladık. Ama kayma/patinaj nedeniyle bu iyi bir iş çıkarmadı. Sonraki tasarımlarımızda kayışla döndürme yaklaşımını kullandık ve bu çok daha iyi bir iş çıkardı. Bundan sonra yapılacak tek şey elektriği jeneratörden alıp kullanmaktı! 12 voltluk bir pili doldururken elektrik üretiminde yedi ampere dek çıkabildik; ama daha makul bir ortalama elektrik üretimi olarak 4 veya 5 amper (50-60 watt) verilebilir. Bu kadarı bir diz üstü bilgisayarı çalıştırmak için yeterliydi ve web sitemizin büyük kısmı bir yanda teker çevrilirken hazırlandı. Ayrıntılı bilgi için:
Ufak Çaplı Hidrolik Enerjisi
Pedal basmaya başlamamızdan kısa bir süre sonra elektrik üretiminin alternatif yöntemlerine ilgi duymaya başladım. Ne şanslıyız ki, yılın yağışlı zamanlarında ormanımızın içinden akan birkaç ırmak mevcut. Bu da ufak çaplı su kaynaklı elektrik üretimi üzerine düşünmeye sevk etti.
Su kaynaklı elektrik üretimi temiz ve yenilenebilirdir, güneş ve rüzgar enerjisine kıyasla ucuz ve güvenilir bir enerji kaynağıdır. Tek gereken yeterli miktarda akan sudur.
İlk hidrolik sistemimizi oradan buradan topladığımız malzemelerle para harcamadan yaptık. Türbin olarak eski bir pirinç Stuart Turner döner pompa [rotary pump] kullandık. Su basıncını pompaya doğru yönlendirdiğimizde türbin kanadı (türbin çarkı) dönerek motor harekete geçti. Pompa tersine çalışır, böylelikle de elektrik üretir. Eski polipropilen borular kullanarak türbine 20 m. yükseklikten su gönderiyorduk.
Buradaki türbin önceden bisiklet jeneratörlerimizde kullandığımız SM motorlarından biriydi. Pompaya sabitlenmesi için motor milinin değiştirilmesi ve su kaçırmaması için biraz uğraşmak gerekti; ama sonuç bu çabalara değdi, akarsudan saniyede bir litreden az su gelişiyle bile çalıştı. Sistem %10’dan düşük bir verimlilikle 12 watt elektrik üretiyordu. Buna hiç para harcanmadığı düşünüldüğünde bu gayet iyi bir rakamdı, 2000 kışından itibaren pedal basmamıza gerek kalmadan aydınlanmamızı ve bilgisayarların bir kısmının elektriğini sağladı.
Pompa gayet iyi iş çıkardı, lakin pompa gövdesinde sık sık yaşanan tıkanmalar bizi canımızdan bezdirdi. Sonrasında, daha önce büyük bir endüksiyon motorunun arkasında havalandırma fanı görevi gören 10 cm. çapında plastik bir çark kullanmaya başladık. Bu, basınçlı borudan gelen su jeti ile dönüyordu. Bu çark önceki kanatlı çarka göre biraz daha verimliydi ve jetin ebatı sayesinde daha az tıkanma yaşandı.
Pelton Türbini (Çarkı) Jeneratörü
Kullanılmış pompaları, hatta basit bir kanatlı çarkı ile mükemmelen kullanabildiğimizi anladıktan sonra, performans anlamında ilerleme kaydetmek üzere satış amaçlı üretilmiş bir Pelton Türbini almaya karar verdik. Bir Pelton Türbini (Çarkı), çarkın etrafına bardak şeklinde çifter çifter kovacıkların takıldığı çarpma etkili bir türbindir. Yüksek basınçlı su bunlara çarparak motoru döndürür.
Bağış toplayarak 10 cm çapında bronz döküm bir Pelton Türbini satın aldık. Üç yıl boyunca daha büyük çaplı ikinci el boru arayıp bulamayınca, bağışlardan kalan parayla da 150m uzunluğunda x 6 cm çapında yeni bir plastik boru almaya karar verdik. Ancak önceki tasarımların ruhunu koruyarak, kullanılmış bir valf ve alttaki jet için eski bir takoz kullandık. Tepedeki filtre için de kullanılmış bir plastik küvette takılı bulunan eski bir fanın üzerine bir soğan file çuvalı geçirdik. Şu an için kullandığımız jeneratör eski bir Whirlpool çamaşır makinasının SM motorudur.
geliştirilmiş türbinde kullandığımız Pelton Çarkı
Bu yeni sistem su irtifasını (suyun düşüş yüksekliğini) iki katına çıkarabilmemiz ve sürtünme kayıplarını asgariye indirmemiz demekti; bu da bize 35-40 m.lik bir su irtifası ve daha geniş çaplı borular kullanmak zorunda kalmış olmamızdan kaynaklanan önceki sistemlerdekinden daha yüksek bir akış hızı olanağı tanıdı. Sonuç itibariyle, önceki sistemlere kıyasla çok da fazla su kullanmadan artık 100 watt üretebiliyoruz.
Şimdiye dek en çok 300 watt ürettik, ama bunu yaptığımızda iki sorun yaşadık. İlkin, jeneratör aşırı ısınma yapmaya başladı, ikincisi de bu kadar fazla elektrik tüketmiyorduk (buna alışık değildik) ve pillerin kapasitesini aşmaya başladık! Ayrıca, 300 watt ölçeği için sistem çok su istiyordu ve bu ancak yılın en yağışlı aylarında mümkündü. Dolayısıyla daha ufak bir su jeti kullanarak, yani daha düşük bir su akışıyla, genellikle jeneratörü 100 watt seviyesinde kullandık.
Kristal mi yoksa Kristal olmayan Güneş Panelleri mi?
Fotovoltaik güneş panelleri ev atölyelerinde kolaylıkla yapabileceğiniz bir şey değildir! Büyük ölçekli bir endüstriyel üretim süreciyle -genellikle de çokuluslu bir petrol şirketi tarafından- üretilirler ve pahalıdırlar. Yine de, başka bir enerji kaynağınız yoksa iş görürler ve nükleer ya da fosil yakıt kaynaklı elektriğe kıyasla az da olsa daha sürdürülebilirdirler. Farklı koşullarda karşılaştırmak üzere (yine yüklüce bir bağış sayesinde) farklı tipte paneller satın aldık: Kyocera 80 W ve 120 W polikristal paneller, bir BP 75 W monokristal ve bir 65 W kristal olmayan panel. Her ne kadar bunlar yenilenebilir enerji kaynakları olarak en çevreci malzemeler değilse de, çok kullanışlılar, düşük bakım gerektiriyorlar ve küçük ölçekli su kaynaklı elektrik üretiminin devreye sokulamadığı yaz aylarında elektrik üretiyorlar. Elbette, günler daha uzun olduğundan, daha çok ormanda çalışıp daha az bilgisayar karşısında oturduğumuzdan, yazları daha az elektrik kullanıyoruz.
Henüz karşılaştırmalarda bulunmak için erken ama kristal olmayan panellerin genellikle, en yüksek ve en düşük elektrik üretimini sağlayarak daha düşük verimlilikte olduğunu, ama bunların bulutlu havalardaki güneş ışığına daha uygun düştüğünü gözlemledik. Kristal paneller doğrudan güneş ışığında daha verimli. Kristal olmayan panellerin bir diğer avantajı da daha zor kırılmaları.
Bir rüzgar türbini yapmak
Bir rüzgar türbini ev atölyesinde yapılabilir, biz de bunu denedik. Jeneratör için ne kadar emek harcanırsa o kadar verimli çalışıyor. Elektrik üretecek ama belki sadece yüksek rüzgar hızlarında çalışacak çok basit bir şey yapmak mümkün. Lakin, bunun şiddetli rüzgarlarda parçalanmayacağından emin olmalısınız, bu ciddi bir tehlikedir. Kendi başınıza bunu yapmak istiyorsanız aşağıda verilen listedeki Hugh Piggott’un sitesine bakabilirsiniz. Seri üretim rüzgar türbinleri genelde gayet verimlidir. Bunun bir nedeni, elle yapımda mükemmel hale getirilmesi hayli güç olan biçimli kanatlarıdır. Halihazırda kullandığımız bir rüzgar enerji sistemimiz yok. Temel nedeni planlama ile ilgili kısıtlamalar, diğer bir neden de ormanlık bir alanda oluşacak rüzgar türbülansı.
Ağaç malzemenin gazlaştırılması
Ağaç malzemenin gazlaştırılması, yanıcı gazın yanma işleminden önce alınabilmesine olanak tanıyacak şekilde odun yakılma işlemidir. Bu odun gazı bu işlemden sonra ister doğrudan ısınma için kullanılabilir, istenirse de filtre edilip, soğutulup, dönüştürülmüş bir benzin motoruna aktarılabilir. Bu motorla çeşitli makineler, bir araç (2. Dünya Savaşında yaşanan yakıt sıkıntısı sırasında çok yaygın bir işlemdi) ya da bir jeneratör çalıştırılabilir.
Elektrik üretmek ve hızar, bıçkı gibi odun işleme makinalarını çalıştıracak enerjiyi üretmek için bu teknolojiyi kullanmanın olanaklılığını araştırma safhasındayız. Bunu başarırsak, kesim fazlası ve “atık” odunları makinaları çalıştırmak için değerlendirebileceğiz.
Piller ve İlgili Kontrol Malzemeleri
Bu yenilenebilir enerji sistemlerinin verimli olabilmeleri için, sonraki kullanımlar için elektriğin depolanması gerekir. Bu işlem için elektrik yükünün güvenli bir şekilde bir pile yönlendirilmesini sağlayacak regülatörler ve kontrol malzemeleri kullanılır. Pillerin çevre etkisi itibariyle düzgün bir çözüm olduğuna inanmadığımızdan ve yeni piller pahalıya satıldığından, bunları ikinci el olarak almayı yeğledik. Pek çok ticari kuruluş kullanım ömürleri henüz dolmadan pillerini değiştirmekte, bu da yeniden kullanım için mükemmel bir fırsat oluşturmakta.
Enerji Tüketiminin Düşürülmesi
Arazide ürettiğimiz enerji hane aydınlanması ve bilgisayarlar için kullanılıyordu, artık orman çalışmalarında kullandığımız elektrikli aletleri çalıştıracak miktara da ulaştık. Pil voltajı 12 volt ve pil voltajını standart 240 volt şehir şebekesine çeviren 2 kilowattlık bir invertörümüz var. Topluluk Koruluğunun geliri sayesinde bir elektrikli testere aldık. Bu da bize el aletleri ile yenilenebilir enerjiyi bir arada kullanarak tamamen sürdürülebilir bir ormancılık yapabilmemizi sağlıyor. Ne yazık ki hâlâ hava durumunun merhametine bağlı durumdayız, geçen yıl o kadar yağışsız geçti ki elektrik sıkıntısı yaşadık.
Tasarruf kilit önemdedir! Elektriğimiz çok sınırlı olduğu için elektrik enerjisinde ciddi bir tasarruf sağlamayı öğrenmek durumunda kaldık. Arazide 7 yetişkin ve 4 çocukla 100 watt’tan fazla elektrik kullanmıyoruz (kişi başına 10 watt’tan az düşüyor). 100 watt standart bir ampulun çektiği elektriktir. Bu miktarla projeyi ve orman işlerini sürdürmeyi de başardık. Yani çıkılan odanın ışığını kapatarak ya da daha verimli ampuller kullanarak bir hayli elektrik tasarrufu sağlamak mümkün oluyor! Hanelerde en çok kullanım elektrikli ısıtıcılardan kaynaklanıyor, bizse ısınma ihtiyacımızı karşılamak için bol miktarda oduna sahip olma şansına sahibiz.
Bu yazıyı yazarken harcanan ve fotoğraf çekmek için kamerada kullanılan pillerin doldurulması için gereken elektriğin hepsi yukarıda anlatılan yenilenebilir yöntemlerle elde edildi. Yenilenebilir enerji sistemleriyle ilgili daha fazla bilgiye web sitemizden ulaşılabilir.
Daha Fazla Bilgi İçin:
Steward Community Woodland: www.stewardwood.org
Hugh Piggott’un rüzgar enerjisi sitesi: www.scoraigwind.co.uk
Evans Engineering mikro hidro sitesi: www.microhydro.com
Odundan gaz elde edimi hakkında: www.green-trust.org/woodgas.htm
Yazının orjinal adresi: http://www.permaculture.co.uk/articles/310505923/building-your-own-renewable-energy-systems-recycled-materials
