Konu: Enerji Üretim Verimliliğine İlham Kaynağı: Balıklar

Doç.Dr. M.Sami Polatöz

Her canlının yaşadığı çevre, anatomik yapısı ve yapıya bağlı davranışları arasındaki uygunluk bilinen bir durumdur. Bu üçlü mekanizmanın her canlıda nasıl çalıştığı ise, bilimlerin araştırma konularını teşkil eder. Meselâ, balıkların suda hareket tarzını anlamada, dönen pervanelerin itme gücü ile hareket eden gemiler temsil olarak kullanılır. Balıklar dönen pervanenin ürettiği itme gücünü, yüzgeç ve gövde hareketlerini kullanarak sağlarlar.

Akışkanlar mekaniğindeki ileri araştırmalar, balıkların suda hareketi ile ilgili yeni mekanizmaların varlığını ortaya çıkarmıştır. Balıklar yapılarına yerleştirilen sensörlerle, etraflarındaki sâbit cisimleri veya oluşturulan girdapları algılayarak, vücutlarını girdaba göre uygun pozisyonlara getirebilmekte, böylece çevrelerinde oluşan girdaplardan ilâve hareket enerjisi sağlamaktadır. Cornell Üniversitesinden James Liao1 2003 yılında ilk defa sürü içerisindeki balıkların girdapları kullanarak enerji tasarrufu yaptıklarını göstermiştir. Bir başka araştırmacı John Dabiri2 de balıkların bu özelliğini mekanik sistemlere uygulamak üzere matematikî bir model geliştirmiştir.

Klâsik akışkanlar mekaniği bilgilerine göre, bu tip girdaplı bir akışta, su ve rüzgâr türbinleri düzenli çalışamaz; türbinlerin çalışabilmesi, kararlı ve düzgün bir akış ortamının varlığına bağlıdır. Mekanik bir âletin girdaplardan enerji elde edebilmesi için balığın değişik açılı hareketlerini taklit edebilmesi gerekmektedir. Mekanik âlet, balıkta olduğu gibi akışı ve girdapları anlık algılayarak uygun pozisyonu alabilmelidir.

Normalde rüzgâr türbinleri, yüksek ve açık alanlarda kurulur. Binaların çevresinden ve çatılar üzerinden geçen rüzgâr akışlarında meydana gelen girdaplar ise, rüzgâr türbinlerinin buralarda verimli kullanılabilmesini engeller. Bu problemi çözmek için balığın birebir taklit edilmesi yerine, balık hareketine ait dinamik prensiplerden faydalanarak bir türbin modeli oluşturulması düşünülmektedir. Böylece balıktan ilhamla tasarlanacak olan mekanik âletle, türbülânslı akışlarda da enerji üretimi yapılabilecektir. Âletin hem havada hem de suda çalışacak farklı tipleri tasarlanmaktadır.

Kuvvetli rüzgârlarda, normal rüzgâr türbinleri ile karşılaştırıldığında bu âletlerin enerji üretimi daha az olabilir. Ancak klâsik türbinlerin enerji üretemediği 10 m/s akışkan hızının altındaki hızlarda da bu âletlerle enerji üretmek mümkün olabileceğinden, bir yıllık toplam üretimde en az bir rüzgâr türbini kadar enerji üretilebilecektir. Eğer balıkların mükemmel yaratılışlarına yerleştirilmiş ileri mühendislik mekanizmaları tam olarak modellenebilirse, bu âletlerin verimi çok daha fazla artırılabilir.

Dipnotlar
1. J. C. Liao, D. N. Beal, G. V. Lauder and M. S. Triantafyllou, Fish exploiting vortices decrease muscle activity, Science 302, 1566–1569, 2003.
2. J. O. Dabiri, Renewable fluid dynamic energy derived from aquatic animal location, Bioinspiration and Biomimetics 2, L1-L3, 2007.


http://www.sizinti.com.tr/konular.ph...D=349&KATID=23

Paylaşım için teşekkürler.