GELENEKSEL VE YENİLEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI - Deneme Sınavı - 5

İdeal gaz yasasını kullanmak için verilen sıcaklık ve basınçta metan gazının mol sayısını (N) bulmak gerekmektedir. Metanın ağırlığı 16 g/mol olduğu için

N = 48_g /16_g/mol = 3 mol

İdeal gaz denklemi kullanılarak hacim aşağıdaki gibi hesaplanabilir:

V = (NRT)/P

Bu eşitlikte sıcaklık Kelvin biriminde olduğu için verilen sıcaklığı ˚C (santigrad)’den Kelvin’e çevirmek gerekmektedir.

Bunun için (K = ˚C + 273,15) eşitliğini kullanmak yeterli olacaktır:

T = 20 + 273,15 = 293,15 K olarak hesaplanacağı için

V = (NRT)/P = (3 mol x 0,082 Lx Atm/(molxK)x293,15K)/3,12 atm =23,11 L

sonucu elde edilir.

Basınç değeri çok yüksek olmadığı için yoğunluk ideal gaz denklemi ve Eşitlik 7.11 (sayfa 96)kullanılarak hesaplanabilir:

ρ = P(MW)/ zRT=(3,00 _atm x 16 _g/mol)/(0,082L._atm(mol.K)x263,15K)=2,22 _g/L

Stratigrafi (katmanbilim)
tabakalı kayaların formasyonları,
bileşimleri ve istiflenmeleri ile
ilgili bir jeoloji dalıdır.

Kavramın tanımı D şıkkında yer almaktadır.

Doğal gaz için kullanılan yeraltı ve yerüstü depolama teknikleri şu şekilde
sıralanabilir:
• Boru hatlarında depolama
• Sıvılaştırılmıs doğal gaz (LNG) depolanması
• Yüksek basınçlı tanklarda depolama
• Yeraltında açılan boşluklarda depolama
• Akiferlerde depolama
• Terk edilmiş petrol ya da gaz rezervuarlarında depolama

Akiferler geçirimsiz bir tabaka ile çevrelenmiş su içeren formasyonlardır. Doğal gaz bu formasyonlar içinde de depolanabilmektedir. Akiferlerde gaz depolanması sadece tükenmiş
bir petrol veya gaz rezervuarı bulunmadığında veya uygun olmadığında kullanılır çünkü
bu işlem daha zor ve maliyetlidir. Akiferlerde doğal gaz depolanmasının en önemli avantajı akiferin kendi basıncının olmasıdır; bu basınç doğal gaz basıldığında akiferde önceden
birikmiş suyun ötelenmesini sağlar. Ancak akiferlerde depolamanın önemli bir dezavantajı da mevcuttur ve bu kayacın kuvvetli su ıslatımlı olması nedeniyle gazın su tarafından
kapanlanmasıdır. Akiferde gaz depolamanın ilk şartı, yapısının üst ve alt formasyonlara
gaz sızmasını engelleyecek tipte olmasıdır. Bunun dışında kayacın geçirgenliği ve gözenekliliği, gaz basıldığında suyun ötelenmesini sağlayacak seviyede olmalıdır.

Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde biokütle; enerji açısından önemli bir yere sahiptir. Biyolojik kökenli, fosil olmayan, 100 yıllık periyottan daha kısa zamanda yenilenebilen organik maddeler biokütle olarak tanımlanmaktadır. Biyokütle enerjisi ise, yeşil bitkilerin güneş enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürerek depolaması sonucu oluşan biyolojik kütle ve buna bağlı olarak organik madde kaynaklarından üretilen enerji olarak tanımlanmaktadır. Biokütle enerjisi CO₂ salınımına net katkısı olmayan başlıca enerji kaynağıdır, yani atmosferdeki karbondioksit derişimini artırmaz. Biyokütle, iklim sisteminde önemli bir role sahiptir. Biokütle aslen çok eskiden bilinen bir enerji kaynağıdır. Eski çağlarda insanlar yaşamlarını sürdürebilmek amacı ile bitki ve odun parçalarını yakarlardı. Daha sonraki yıllarda bunlara hayvan tezekleri de eklendi. Az gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde kırsal kesimlerde hâlâ insanlar enerji tüketiminin yaklaşık %35’ini bu yolla karşılamaktadır. I,III,V,VI. Maddelerdeki ifadeler doğru olduğundan doğru cevap B’dir. Sayfa :141-142

Biyokütle enerjisi sürdürülebilir, çevresel açıdan dost ve ekonomik güvenirliğe sahiptir.

Biyokütle enerjisinin beş temel kullanım alanı bulunmaktadır: 1. Gelişmekte olan ülkelerde geleneksel evsel kullanım: Bu amaçla; yakacak odun, odun kömürü ve tarımsal atıklar başlıca evsel pişirme (kuzine gibi), aydınlatma ve ortam ısıtması amacıyla kullanılmaktadır. Bu yolla biyokütlenin faydalı enerjiye dönüşümü genellikle %5-15 arasındadır. 2. Geleneksel endüstriyel kullanım: Pik demir, tuğla ve kiremit üretimi gibi proseslerde biyokütle kaynağının bedava enerji kaynağı olarak düşünülen kullanımı. 3. Modern endüstriyel kullanım: Özellikle gelişmiş ülkelerde endüstriler biyokütleyi ısıl dönüşüm teknikleri ile yararlı ürünlere dönüştürmektedirler. Böyle bir dönüşüm prosesinin etkinliği %30-55 arasındadır. 4. Daha yeni bir dönüşüm prosesi olan kimyasal dönüşüm prosesleri (“yakıt hücresi”) 5. Biyolojik dönüşüm prosesleri: Biyogaz üretimi için anaerobik (havasız ortam) bozundurma ve alkol üretimi için fermentasyon. Doğru cevap E’dir. Sayfa: 143

Atık biyokütle kaynakları çok çeşitlidir. Bunlar;

Sayfa:144

Çöpler; çok çeşitli atıklardan oluşmaktadır. Çöplerin biokütle kaynağı olarak kullanılabilecek kısmının %80 olduğu bilinmektedir ve çöplerin enerjiye dönüştürülebilecek kısımlarını ise kâğıt, odun parçaları ve plastikler oluşturmakla birlikte en yüksek pay kâğıt atıklarındadır. Doğru cevap D’dir. Sayfa: 144

Uygulanabildiği takdirde               güneş   kurutması           en           düşük   maliyetli              olanıdır. Bunun yanında, güneşte kurutmanın bazı dezavantajları da bulunmaktadır: Proses yavaştır ve o bölgenin iklim koşullarına bağlıdır. Ancak, güneşte kuruyamayacak ham maddeler endüstriyel kurutucular yardımıyla kurutulmalıdır. Püskürtücülü kurutucular ve sıcak hava akımlı fırınlar endüstriyel kurutuculara örnek olarak verilebilir. Doğru cevap E’dir. Sayfa. 147

Briketleme ve pelletleme; biyokütlenin yüksek sıcaklık ve en önemlisi basınç altında sıkıştırılarak mümkün olan en küçük alana en fazla ürün sıkıştırma yöntemidir.  Doğru cevap A’dır.. Sayfa:148

Bu yöntemle biyogaz elde edilirken atıklar gübre kaynağı olarak kullanılabilmektedir. Gübre ise kırsal yörelerde verimli şekilde kullanılmaktadır. Biyogaz eldesi; ortam sıcaklığı, uygun pH, besin ve katkı maddeleri, alıkonma süresi ve karıştırma gibi parametrelere bağlıdır. Düşük sıcaklıklarda metan üretimi azalmaktadır. Günümüzde biyogaz üretim tesisleri mezofilik (20-40ºC) ve termofilik (40-70ºC) sıcaklık aralıklarında işletilmektedir. Optimum biyogaz eldesi için çamurun pH değerinin ise 6,5-7,5 arasında olması gerektiği de bilinmektedir. Asit üreten bakteriler, metan üreten bakterilerden daha hızlı çoğaldıkları için sistemde asit üretimi artarak metan üreten bakterilerin aktivitesini düşürebilir. Bu nedenle sistemde pH’ın sürekli kontrol altında tutulması gerekmektedir. Mikroorganizmalar, faaliyetleri için C, N ve diğer bazı inorganik bileşiklere ihtiyaç duyarlar. Bakteriler, karbonun bir kısmını enerji kaynağı olarak, azotu ise yeni hücrelerin oluşumunda kullanırlar. Bu yüzden biyogaz üretiminde C ve N miktarları önemlidir. Biyogaz içerdiği yüksek oranda metandan dolayı doğal gaza alternatif bir yakıttır. Doğrudan yakma ile ısıtma proseslerinde, elektrik eldesinde kullanılabilir. II.III.V. ve VI. Maddeler doğru olduğundan doğru cevap C’dır. Sayfa :149

Biyokütlenin pirolizi; biyokütle ham maddesinin hava ya da oksijensiz bir ortamda bozundurulmasıyla daha değerli sıvı, katı ya da gaz ürünlere dönüştürülmesidir. Bu işlem genellikle katı ürün (odun kömürü), sıvı ürün (hidrokarbon yakıtlar ya da kimyasallar) ve gaz ürün (H2, CO gibi gazlar) üretmek amacı ile yapılır. Doğru cevap B’dir. Sayfa: 153

Katalizör: Ham piroliz sıvı ürünleri yüksek oranlarda oksijen içeren yüzlerce farklı kimyasal bileşenlerden oluşmaktadır. Katalizörün pirolizde kullanılmasının başlıca sebepleri şunlardır:

Katalizör piroliz ortamında iki şekilde bulunur: ham maddeye karıştırılarak ya da piroliz reaktöründe ham madde yatağının altına ayrı bir reaktör içine yerleştirilerek. I,II,III,IV . Maddeler doğru olduğundan doğru cevap A’dır. Sayfa.156

Rüzgâr, güneş ışığının dünyanın farklı yüzeylerini farklı ısıtması ile gerçekleşen bir hava hareketidir. Güneş ışığı dünyamıza ulaştığı sürece rüzgâr dünyamızda hep var olacaktır ve bu bakımdan da yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Yeryüzünün farklı yüzeylerinin güneş tarafından farklı ısıtılması, havanın sıcaklığının, neminin ve basıncının farklı olmasına, dolayısı ile de havanın hareketine neden olmaktadır. Yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru hareket eden hava, “rüzgâr” olarak isimlendirilmektedir. Karaların üzerinde ısınan hava genleşir, yükselir ve yerini daha ağır ve soğuk havaya bırakır. Bu hareket rüzgârı oluşturur. Gece ise karaların üzerindeki ısınan hava suların üzerindekinden daha hızlı soğuyacağı için rüzgâr hareketi gündüzün rüzgâr hareketine göre tersine gelişir. Atmosferdeki rüzgâr hareketleri de aynı şekilde gerçekleşir. I.,II.III. maddelerdeki açıklamalar doğru olduğundan doğru cevap B’dir. Sayfa: 165

Rüzgâr Enerjisinin Avantajları:

I,III,IV,V. Maddeler rüzgar enerjisinin avantajlarındandır. Doğru cevap C’dir. Sayfa: 165-166

Rüzgar enerjisinin dezavantajları şunlardır:

Rüzgâr türbinlerinin kuruluş yerlerinin belirlenmesinde yerel rüzgârlar önem bir rol oynar. Bu rüzgârların hızı ve yönü bazı etkenler ile değişebilir. Rüzgâr hızları yer yüzeyinde sürtünmeden etkilenmektedir. Sürtünmenin fazla olması rüzgârın hızını düşürmektedir. Türbin yeri seçilirken hava ile yüzey sürtünmesinin en az olduğu bölge     dikkate                alınmalıdır.          Engebeli              ve           dağlık arazi          sürtünmeyi        artırabileceğinden           yer seçiminden önce bölgenin topoğrafik yapısının bilinmesi gerekir. Rüzgâr enerjisi endüstrisinde, bölgedeki rüzgâr şartları pürüzlülük uzunluğu ve engelin kendisi arasındaki ilişki hesaplanarak belirlenmektedir. Rüzgârın teorik hızının sıfır olduğu yerden yükseklik pürüzlülük uzunluğu olarak bilinir. Deniz yüzeyi için engel sınıfı “0”, ağaçlık ve binaların olduğu bölgenin engel sınıfı “3-4”, beton havaalanı pisti için bu değer “0,5” dir. Yeryüzünün pek çok yerinde rüzgâr geceye oranla gündüz daha fazladır. Bunun nedeni deniz ve kara yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkının gündüz daha fazla olmasıdır. Gündüz üretilen rüzgâr enerjisi geceye oranla daha fazladır. Rüzgârın hızı ve yönü bölgede gerçekleşen fırtına ve doludan etkilenmektedir. Fırtına ve hortumların engebeli bölgelerde oluşturduğu türbülanslar türbin verimliliğini olumsuz şekilde etkiler. Binalar ve ağaçlar gibi rüzgâr engelleri, rüzgârın hızını düşürür ve türbülans         oluşmasına         sebep olurlar.                Engelden             uzaklaştıkça       engelin etkisi     azalacaktır.         Türbinin               engelden engel boyunun yaklaşık olarak beş katından daha az mesafede kurulması durumunda türbin verimi düşer. Doğru cevap E'dir. Sayfa:167