İklim değişikliğiyle birlikte klima talebi patlama noktasına ulaşırken, katı hal soğutma teknolojileri serin bir alternatif vaat ediyor; ancak bu vaat hâlâ bilimsel şüphelerle dolu.
Uluslararası Enerji Ajansı, 2050 yılına kadar klima sayısının üç katına çıkacağını öngörüyor. Bu artış, 2019’da yalnızca 200 000 önlenmiş ölümle sağlık açısından olumlu bir etki sağlasa da, küresel enerji tüketiminin %7’sini ve sera gazı emisyonlarının %3’ünü oluşturan iklimlendirme sistemleri çevresel açıdan büyük bir yük oluşturuyor. Yanlış bertaraf edildiğinde soğutucu akışkanların saldığı sıcaklık artırıcı etkili gazlar, karbondioksitten çok daha yüksek küresel ısınma potansiyeline sahip.
Bu sorunların farkında olan araştırmacılar ve girişimler, mevcut kompresör‑ve‑fan temelli sistemlerin yerini alabilecek katı hal soğutmaya yöneliyor. Geleneksel klimalar, bir sıvıdan buhara geçiş yapan soğutucuyu dolaştırarak ısıyı taşırken, katı hal çözümleri gadolinyum ya da bizmut tellürid gibi iletken maddelerle ısı transferi yapıyor; bu sayede yan ürün akışkan sızıntısı gibi karmaşık yan etkilerin önüne geçilebiliyor.
Bu teknolojinin esas sorunu, verimlilik seviyesinin konvansiyonel sistemlerle eşleşip eşleşemeyeceği. Michigan Üniversitesi Mekanik Mühendisliği profesörü Pramod Reddy, katı hal soğutucularının termodinamik döngüler kadar verimli olmamasının temel nedeninin hâlâ araştırma aşamasında olduğunu vurguluyor. Dünyanın farklı noktasındaki start‑up’lar çeşitli yaklaşımlar deniyor: Brooklyn’den Mimic Systems, yarı iletken malzemeler üzerinden akım geçirerek ısıyı bir taraftan diğerine taşıyan termo‑elektrik soğutma sistemini Vancouver’daki bir dairede test ederken; Almanya’daki Magnotherm, malzemelerin manyetikleştirilip demanyetikleştirilmesiyle ısıyı taşıyan manyeto‑kalerik bir çözüm için süpermarket zincirlerinde pilot uygulama planlıyor. Hong Kong’da bir ekip, genişleyip büzüldükçe ısı yayan elastokalorik cihazını 0 °C’nin altına düşürebildiğini duyurmuş; Birleşik Krallık’taki Barocal ise basınç değişimleriyle sıcaklık değişimi sağlayan barokalorik sistemine yatırım yapıyor.
Termo‑elektrik uzmanlarının çoğu, bu yaklaşımların yüksek sıcaklık farklarında düşük performans gösterdiğini belirtiyor. Northwestern Üniversitesi elektrik ve termal iletkenlik araştırmacısı Jeff Snyder, modern HVAC sistemlerinin çoğunun performans katsayısının (COP) 3 olduğu, yani harcanan bir birim enerjiyle üç birim ısı taşıdığı, ancak termo‑elektrik cihazların bu değerlerin çok altında kaldığını ifade ediyor. Bu sebeple, bu teknolojilerin şu an için araç koltuğu arkasını soğutma gibi niş uygulamalara daha uygun olduğu düşünülüyor.
Verimlilik tek başına belirleyici değil. Rocky Mountain Institute iklim‑teknoloji hızlandırıcısı Third Derivative’da çalışan Lindsay Rasmussen, ABD’de yaygın olarak kullanılan R410A soğutucusunun karbondioksitten 2 000 kat daha yüksek küresel ısınma potansiyeli taşıdığını ve hareketli parçalara sahip olması nedeniyle dayanıklılık sorunu yaratabileceğini hatırlatıyor. Katı hal sistemleri, daha az mekanik karmaşıklık sayesinde uzun vadeli enerji tüketiminde avantaj sağlayabilir; ancak hâlâ yeterli saha verisi bulunmadığından bu iddiaların doğrulanması zor. Mimic, odacık ölçeğindeki modelinin bir yıllık kullanımda geleneksel bir klimayı eşdeğer enerji tüketimiyle çalıştırabileceğini iddia ederken, elastokalorik ve barokalorik prototiplerin ticari ölçekte piyasaya çıkmasının iki‑üç yıl uzağında olduğu belirtiliyor.
Kompressor‑bazlı klimaların tamamen ikame edilmesi şu an için düşük bir ihtimal, fakat küresel ısı artışı ve Hindistan gibi pazarlarda önümüzdeki on yılda on milyonlarca yeni klima kurulumu planı, katı hal soğutmanın pazar payının %5’lik bir dilimini dahi tutturması halinde büyük bir etki yaratabileceğini gösteriyor. Bu, iklim dostu soğutma çözümlerinin ileride enerji talebini ve sera gazı salınımını hafifletmede kritik bir rol oynayabileceğine işaret ediyor.
Yorum Yap