PEHDs ile Temiz Enerji Üretimi ve Çevresel Sürdürülebilirlik için Önemi

Yıl 2025, Cilt: 8 Sayı: 2, 85 - 97, 24.12.2025

Gülnihal Kara , Tuğba Usta

Öz

Elektrik, günümüz toplumunda temel enerji sağlayıcıdır ve sürdürülebilir gelecekte hayati rol oynamaktadır. Güneş veya rüzgâr enerjisi gibi temiz ve yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektrik, daha az sera gazı emisyonu (GHG) kaynağıdır. Gelecekte artan talebi karşılama ve emisyonları azaltmada çevredeki farklı kaynaklardan elektrik üreten enerji hasadı teknolojileri ile güneş ve rüzgâr enerjisi gibi doğal kaynakları kullanan yenilenebilir enerji sistemlerinin entegre edildiği bütüncül enerji politikaları önemli rol oynayacaktır. Piezoelektrik enerji hasadının, özellikle güneş, rüzgâr vb doğal yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanılamayan metro, alışveriş merkezleri (AVM) vb. iç ortamlarda kullanımı modern yapı vizyonunda dönüm noktası olarak kabul edilmektedir. Piezoelektrik enerji hasadı sistemlerinin kurulduğu basamak ise özellikle yüksek doluluk ve yoğunluğa sahip alanlarda iç ortam enerji üretimi için en umut vericisidir.

Bu çalışma da piezoelektrik teknolojisinin temel kavramları sunuldu, enerji tüketimi ve emisyon salınımına önemli katkı sağlayan başta metro vb iç ortamlardaki yürüyen merdivenlerde olmak üzere birçok sektöre entegre edilebilir hareketli PEHDs basamak tasarlandı, güç üretim kapasitesi, yatırım maliyeti, ekonomik verimliliği incelendi. Sonuçlar klasik sistem ile piezo sistemin mekanik kurulum maliyetlerinin benzer olduğunu gösterdi. Hesaplamalar, 20 basamaklı yürüyen merdivenin %75 dolulukta enerji gereksiniminin ilave enerjiye gereksinim olmadan PEHDs basamak ile karşılanabildiğini gösterdi. Ayrıca klasik sisteme göre (yılda 18250 kWh enerji tüketimi), piezo sistemin (disklerin kullanım ömrü süresince, sıfır işletme maliyeti) hem temiz/sürdürülebilir hem de ekonomik enerjji kaynağı olarak kullanılabileceğini gösterdi.

Anahtar Kelimeler

Sürdürülebilirlik , Enerji Hasadı , Karbon Emisyonunun Azaltılması , Elektrik Üretimi , Piezoelektrik Basamak , Metro.

Clean Energy Generation with PEHDs and Its Importance for Environmental Sustainability

Öz

In today's world, electricity is a fundamental energy resource and is important to a sustainable future. Electricity produced from clean and renewable sources such as solar or wind energy is a source of lower greenhouse gas emissions. Holistic energy policies that integrated renewable energy systems using natural resources such as solar and wind energy with energy collection technologies that generate electricity from various environmental sources, will play an important role in meeting the increasing demand in the future and reducing emissions. Piezoelectric energy harvesting is regarded as an innovation in the modern constructions, particularly in indoor environments like subway lines, malls, etc., where natural renewable energy sources cannot be utilized.The step where piezoelectric energy harvesting systems (PEHDs) are installed is one of the most promising for indoor power generation, especially in areas with high occupancy and crowds. In this study, the fundamental concepts of piezoelectric technology were presented. A movable PEHDs step was designed that can be integrated into many sectors, primarily in escalators in indoor environments, which significantly contribute to energy consumption and emission release, and their power production capacity, cost of construction, and economic efficiency were examined. The results showed that the mechanical construction costs of the piezo system are similar to those of the classic system. According to calculations, the energy requirement of a 20-step escalator at 75% occupancy could be met by the PEHDs step without the need for additional energy. In addition, compared to the classic system (with an annual energy consumption of 18250 kWh), the piezo system ($0 operating costs during the disks' lifetime) is both a clean/sustainable and economic energy source.

Anahtar Kelimeler

Reduction of Carbon Emission , Electricity Generation , Energy Harvesting , Piezoelectric Step , Sustainability , Metro.

Kaynakça

• Şenoğlu, G., Topal, Y.E., Gürsoy, B.H., 2022, Yenilenebilir Enerji Kullanımı ve Artırılmasına İlişkin Politika Önerileri: İstanbul Örneği. İdealkent, doi: 10.31198/idealkent.986475.
• Yılmaz, M., 2012, Türkiye’nin Enerji Potansiyeli ve Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Açısından Önemi, Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi, 4(2), 33-54. doi: 10.1501.
• TÜİK, 2019a, İl bazında gayrisafi yurt içi hasıla, iktisadi faaliyet kollarına göre, cari fiyatlarla, 2004-2018. Erişim adresi: https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Gross-Domestic-Product-by-Provinces-2019-3366
• T.C. İstanbul Valiliği, 2021, Türkiye’nin ticaret, iş, yatırım, finans ve turizm başkenti: İstanbul. Erişim adresi: http://www.istanbul.gov.tr/turkiyenin-ticaret-is-yatirim-finans-ve-turizm-baskenti-istanbul
• Görgülü, S., 2019, Atatürk Havalimanı verileri kullanılarak rayleigh dağılım yöntemiyle İstanbul’un rüzgâr karakteristiğinin tahmini. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 17, 103-108. doi: 10.31590/ejosat.604739.
• Çelikyay, H. H., 2017, İstanbul perspektifinden akıllı şehirlere bakış: Şehirleri akıllı kılan sadece teknoloji mi? Yüzüncü Yıl Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 1 (Özel Sayı-4), 505-512.
• Dedeoğlu, Ç., 2015, NATO’s Energy Security Agenda and US Strategy, Enerji ve Diplomasi, Cilt. 1, Sayı 1, ss. 80-97.
• Özkaya, S. Y., 2014, Yenilenebilir Enerji Kaynakları, Yenilenebilir Enerji Kaynakları / T.C. Dışişleri Bakanlığı (mfa.gov.tr).
• Bıçakcı, E., Balabanlı C., ve Acar, E., 2023, Tarım ve Mera Alanlarında Rüzgâr ve Güneş Enerji Sistemleri Kurulması Hakkında Değerlendirmeler. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13 (1), 700-712. doi:/10.21597/jist.1180929.
• Kılınç, P., 2019, 500 KW’lık Güneş Enerjisi Panel Tasarımında Optimizasyon Ve Ekonomik Analiz. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
• Yeşil Haber, 2024, https://yesilhaber.net/istanbul-havalimani-gunes-enerjisiyle-calisan-ilk-havalimani-olma-yolunda/ (Ziyaret Tarihi: 17 Mart 2025).
• İBB Yeşil İstanbul, 2024, Erişim adresi: https://yesil.istanbul/haber_istanbul-buyuksehir-belediyesi-gunes-enerjisi-sistemleri-yatirimlarina-devam-ediyor.
• İBB, 2024, İstanbul Sürdürülebilir Enerji ve İklim Eylem Planı, https://cevre.ibb.istanbul/wp-content/uploads/2024/03/SECAP-TR-1.pdf (Ziyaret Tarihi: 30 Mart 2025).
• Sultanbeyli Belediyesi 2022, İl Afet Risk Azaltma Planı, https://www.sultanbeyli.bel.tr/wp-content/uploads/2022/04/irap_istanbul.pdf (Ziyaret Tarihi: 30 Mart 2025).
• İstanbul Kalkınma Ajansı 2024, 2024-2028 İstanbul Bölge Planı, https://www.istka.org.tr/media/133574 (Ziyaret Tarihi: 30 Mart 2025).
• Enerjisa, 2023, Üretim Faaliyet Raporu, https://faaliyetraporu.enerjisauretim.com/uretim. (Ziyaret Tarihi: 22 Mart 2025).
• Çevre İBB, 2023, https://cevre.ibb.istanbul/atik-yonetimi-mudurlugu-sube-mudurlugu/atik-yakma-ve-enerji-uretim-tesisi/ (Ziyaret Tarihi: 22 Mart 2025).
• Gürel, B., 2020, Türkiye’deki Güncel Biyokütle Potansiyelinin Belirlenmesi ve Yakılmasıyla Enerji Üretimi İyi Bir Alternatif Olan Biyokütle Atıklar İçin Sektörel Açıdan ve Toplam Yanma Enerji Değerlerinin Hesaplanması. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8 (2), 407-416. doi: 10.21923/jesd.671767.
• Arslan, S., Darıcı, M., Karahan, Ç., 2001, “Türkiye’nin Jeotermal Enerji Potansiyeli,” Jeotermal Enerji Semineri Bildiri Kitabı, İzmir, s. 21-28.
• Türkyılmaz, O., Bayrak, Y., Aytaç, O., 2017, Türkiye’de Enerji Görünümü Panel Bildirisi Kitabı, ODTÜ MD, Ankara, s. 99-105.
• Kendirli, B., Çakmak, B., 2009, “Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Sera Isıtmasında Kullanımı,” Ankara Üniversitesi Çevre Bilimleri Dergisi, sayı 2 (1), s. 95-103.
• İSKİ, 2021, Faaliyet Raporu https://iski.istanbul/kurumsal/stratejik-yonetim/faaliyet-raporlari/ (Ziyaret Tarihi: 27 Mart 2025).
• Yıldırım, O., Nuri, İ., 2018, Yenilenebilir Enerji ve Sürdürülebilir Kalkınma İlişkisi, Journal Of International Bankıng Economy And Management Studies, 1(1), 105-143.
• TEİAŞ (Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi), 2024, Elektrik Üretim Tüketim Raporları. Erişim adresi: https://www.teias.gov.tr/aylik-elektrik-uretim-tuketim-raporlari.