Ayaklarımızın Altındaki Güç

Sizce insan hareketinden enerji elde etmek mümkün müdür? Japonya’da mümkün. Sürdürülebilir enerji kaynaklarının hayatlarımızdaki önemi giderek artarken bu kaynaklara yeni bir tane daha eklendi. İnsanların yürüyüşlerinden elde edilen bu çevre dostu enerji, teknolojinin gün geçtikçe hayatlarımıza daha fazla nüfuz ettiğini gözler önüne seriyor. Peki ama bu nasıl mümkün? Gelin beraber inceleyelim.

Piezoelektrik ilk kez 1880 yılında Pierre ve Jacques Curie kardeşler tarafından ortaya atılan bu kavram, Yunanca piezein (basınç uygulamak) ve elektrik kelimelerinin birleşiminden türetilmiştir ve belirli malzemelerin mekanik bir stres veya basınca maruz kaldıklarında elektrik yükü üretme özelliğini ifade eder.

Piezoelektrik etkisi, bazı kristal yapılar ve seramiklerde bulunur. Piezoelektrik malzemeler, kristal simetri yapısının bozulması sonucu oluşan bir fenomendir. Bu malzemeler, mekanik stres uygulandığında içlerindeki pozitif ve negatif yüklerin değişimine yol açar.

Piezoelektrik etkisi, birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle hassas ölçümler gerektiren alanlarda yaygın olarak kullanılan piezoelektrik sensörler, küçük deformasyonları hassas bir şekilde algılayabilirler. Ayrıca ses dalgalarının elektriksel sinyallere dönüştürülmesinde ve tersine işlemlerde de piezoelektrik malzemelerden yararlanılmaktadır.

Çalışma Prensibi Nasıldır?

Piezoelektrik malzemelerin atomik yapısı, mekanik stres uygulandığında elektriksel yüklerin yeniden düzenlenmesine neden olur. Bu yeniden düzenleme pozitif ve negatif yüklerin ayrışmasını tetikler böylece malzemelerin uçlarında bir elektrik potansiyeli oluşur. Bu etki kristal yapıya sahip malzemelerde doğal olarak gerçekleşir. Japonya’daki bilim insanları bu teknolojiyi günlük hayata entegre edebilmek için yaratıcı projeler geliştirdi.

Japonya’da Piezoelektrik

Piezoelektrik paneller tek başına büyük miktarda enerji üretemez. Eğer biz bu enerjiden yüksek fayda almak istiyorsak bunu yalnızca insan kalabalığının fazla olduğu şehirlerde gerçekleştirebiliriz. Tokyo, bu teknoloji için elverişli şehirlerin en başında gelir.

Tokyo gibi kalabalık şehirlerde tren istasyonları binlerce insana ev sahipliği yapıyor. Japonya’da bazı tren istasyonlarına yerleştirilen piezoelektrik panelleri yolcuların hareketinden elektrik üretiyor. Tek başına bir anlam ifade etmeyen bu elektrik bir çok insanın hareketiyle büyük bir seviyeye ulaşarak LED ekranları, reklam panoları ve diğer küçük elektronik cihazları çalıştırmak için kullanılıyor.

Bu sürdürülebilir enerji kaynağına sadece tren istasyonlarında rastlamıyoruz. Alışveriş merkezleri, spor salonları, dans kulüpleri gibi eğlence alanlarında da bu teknolojiyi görmek oldukça mümkün. Örneğin, bir dans kulübünde insanların ürettiği enerji kulübün aydınlanmasını sağlıyor. Bu hem eğlenceli hem sürdürülebilir!

Piezoelektrik malzemeler, günümüzde birçok farklı alanda kullanılan önemli bir teknolojik yeniliktir. Piezoelektrik etkisi, bu malzemelerin kendilerine uygulanan mekanik stres veya gerilim sonucunda elektrik enerjisi üretebilmelerini sağlar. Bu özellikleri sebebiyle piezoelektrik malzemeler, birçok farklı endüstriyel uygulama alanında kullanılmaktadır.

Piezoelektrik malzemelerin birçok kullanım alanı vardır. Bunlardan biri, ultrasonik temizleme makineleridir. Piezoelektrik kristaller, bu makinelerde mekanik stresle titreştirildiğinde, yüksek frekanslı ultrasonik dalgalar üretebilir. Bu dalgalar, kir ve lekelerin çözülmesi için kullanılır ve temizliğin etkinliğini artırır.

Bir diğer kullanım alanı, tıp alanında bulunmaktadır. Piezoelektrik malzemeler, ultrasonik görüntüleme cihazlarında kullanılır. Bu cihazlar, vücut içerisindeki organları ve dokuları görüntülemek için kullanılır. Piezoelektrik kristaller, elektrik akımı uygulandığında titreşir ve ses dalgaları üretir. Bu dalgalar, vücut içerisindeki yapıların yansımalarını alarak görüntü oluşturur.

• Piezoelektrik malzemelerin bir diğer kullanım alanı ise akıllı telefonlar ve tabletlerde bulunan dokunmatik ekranlardır. Piezoelektrik sensörler, ekranın üzerine uygulanan basınç değişikliklerini algılar ve bu şekilde kullanıcının dokunuşlarını tespit eder.
• Bunun yanı sıra, piezoelektrik malzemeler enerji üretiminde de kullanılmaktadır. Özellikle güneş enerjisi panellerinin etkinliğini artırmak için kullanılan piezoelektrik malzemeler, güneş ışığının veya rüzgarın etkisiyle meydana gelen titreşimleri elektrik enerjisine dönüştürebilmektedir.

Bazı Dezavantajları

Piezoelektrik enerjinin bir çok avantajı vardır. Çevreye zarar vermez, verimlilik sağlar, fosil yakıtlara bağımlılığı azaltarak karbon salınımını düşürebilir. Bu enerji çeşidinin bir çok avantajı olmasına rağmen büyük miktarda enerji üretimi için hala bazı zorlukları vardır. Yüksek maliyet bunların başında gelir. Panellerin üretimi kendi başına oldukça maliyetlidir buna kurulumunu ve bakım ücretlerini de eklersek maliyeti oldukça katlanmaktadır. Ayrıca, bu sistemden üretilen enerji oldukça azdır bu da sistemin yalnızca kalabalık şehirlerde kurulmasına olanak tanır.

Japonya’nın Bu Projedeki Amacı

Japonya, bu teknolojiyle yalnızca enerji üretmeyi amaçlamıyor, aynı zamanda insanlara hareketlerinin ne kadar önemli olduğunu gösteriyor ve enerji tasarrufuna yönelik farkındalığı arttırıyor. Japonya’da gelecek yıllarda piezoelektrik panelleri daha fazla görmek mümkün olabilir. Piezoelektrikle döşenmiş yollar, sokaklar ve parklar onların gündeminde yer alan konular arasında.

Japonya’nın bu çalışmaları tüm insanlığa örnek niteliğinde. Teknolojinin ne kadar yararlı olabileceğini somut bir şekilde bizlere gösteriyor. Ayaklarımızın altındaki bu güç çevreyi korumak ve enerji verimliliğini arttırmakla alakalı çok şey ifade ediyor.

Sizce bu teknolojiyi Türkiye’de görebilecek miyiz? Belki İstanbul ve Ankara gibi büyük şehirlerimiz için olabilir. Siz bu konu hakkında ne düşünüyorsunuz?

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR: “Maslow’un ihtiyaçlar hiyerarşisi nedir?”