Habere Güven

Son Dakika Hızlı Haber ve Güncel Gelişmeler

Amin Al-Habaibeh: İşte daha az fosil yakıt yakmanın bir yolu – binaları ısıtmak için insan enerjisini kullanın

A+ | A-

Kült film The Matrix’te , insanların farkında olmadan vücut ısısı, enerji kaynağı olarak kullanmak üzere makineler tarafından sifonlandı. Bu, kendimizi içinde bulmak için ideal bir durum olmasa da, fikrin temeli – ürettiğimiz sıcaklığı binalarımızı ısıtmak için kullanmak – fosil yakıt kullanımını azaltarak iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı olabilir.

Bilime bakalım. Ortalama bir insan vücudu dinlenme halindeyken yaklaşık 100 watt ısı yayar. Egzersiz yaparken, bu ısı kolayca 1000 watt’ı geçebilir: altı dakikada bir litre suyu kaynatabilecek enerji. Karşılaştırma için, standart (3 kW) bir ev su ısıtıcısının bir litre suyu ısıtması iki dakikadan fazla sürer.

Bu enerji nereden geliyor? Çoğunlukla, yemek. Vücudun iç metabolizması , kas kasılmasını sağlayan enerjiyi üretmek için karbonhidratlar ve yağ asitleri gibi sindirim ürünlerini kullanır. Ancak üretilen enerjinin yaklaşık %70-95’i ısı olarak açığa çıkar. Bu, insan vücudunun yiyeceklerden mekanik enerji üretmede çok verimli olmadığını gösterir: aslında, bir benzinli motordan biraz daha az verimlidir.

Bu ısının çoğu, buharlaşma yoluyla cildi soğutan konveksiyon, kızılötesi radyasyon ve terleme yoluyla vücuttan uzaklaştırılır . Bu, aşırı sıcak ve nemli koşullarda neden kendinizi rahat hissetmediğinizi açıklar – teriniz doymuş havaya o kadar kolay buharlaşmaz.

Kızılötesi kameralar kullanarak, bu ısıyı bedenlerden çevrelerine doğru hareket ederken görebiliyoruz. Bu kameralar, artan ısı alanlarını (daha fazla ısının kaybolduğu) renkleri daha açık ve daha soğuk alanları daha koyu olarak gösterir ve bize ısının çoğunun nerede boşa harcandığını gösterir.

İnsanlar kapalı mekanlarda toplandıklarında bu ısı birikmeye başlar. 500 kişilik bir tiyatro düşünün. Her kişinin 100 watt termal enerji ürettiğini varsayarsak, bu, toplamda 50 kW ısı yayılacağı anlamına gelir: sürekli kaynayan ortalama 25-30 mutfak kazanına eşdeğer.

Bu insanlar fiziksel olarak aktiflerse – örneğin dans ediyorsa – birlikte 24 saatte 150 kW veya 3600 kWh ısı üretebilirler. Birleşik Krallık’taki ortalama bir hane ayda yaklaşık 1.000 kWh gaz tüketir. Ortalama bir ev tipi gaz kazanı yaklaşık 30 kW çıkışa sahip olduğundan, sadece 500 dansçı beş gaz kazanının enerjisini üretebilir.

Bir sonraki soru, bu insan ısısının binaları ısıtmak için en iyi şekilde nasıl kullanılabileceğidir. Genellikle binalar, sıcaklıkları azaltmak ve hava kalitesini artırmak için havalandırma veya klima sistemleri kullanır. Bu çıkarılan ısı daha sonra dış ortama kaybedilir ve enerji israf edilir. Bunun yerine, kalabalığın ısısı, mekanik ısı eşanjörleri (ısıyı bir alandan diğerine aktaran cihazlar) aracılığıyla çekilebilir ve komşu binalarda gelen havayı ısıtmak için kullanılabilir.

Bir odada yürüyen ve oturan insanların kızılötesi renkli görüntüsü
Kızılötesi görüntüler, insan vücut ısısının nerede boşa harcandığını belirlemek için kullanılabilir. Amin Al-habaibeh , Yazar sağladı

Daha esnek bir seçenek, ısıyı dışarı atmak yerine içeri pompalayan ters klima sistemlerine benzeyen ısı pompalarını kullanmaktır. Bu ısı, daha sonra kullanılmak üzere, örneğin su silindirlerinde veya modifiye edilmiş tuğlalarda da saklanabilir. Bunun gibi teknoloji , sistem arızasını önlemek için bilgisayar ağları tarafından yayılan önemli miktarda ısının çıkarılması gereken veri merkezlerinde zaten kullanılmaktadır .

Termal enerji iş başında

Vücut ısıtma sistemleri kavramı, dünyanın bazı bölgelerinde zaten bir gerçekliktir. İsveç’te, Stockholm merkez metro istasyonunun üzerinde bulunan Kungsbrohuset ofis binası , istasyondan geçen günlük yolcuların vücut ısısıyla zaten kısmen ısıtılmakta ve bu da ısıtma ihtiyacını %5-10 oranında azaltmaktadır. Bir ısı pompası, yukarıdaki ofisleri ısıtmak için kullanılan suda depolandığı istasyondan ısı alır.

Bu arada, Minnesota’daki Mall of America’da, güneş ışığından gelen enerji ve yıllık 40 milyonu aşkın ziyaretçinin ısısı, merkezi ısıtmanın yerini aldı . Ve şu anda Glasgow’daki bir sanat merkezinde kurulum aşamasında olan BODYHEAT sistemi, clubber’ların termal enerjisini yakalamak ve binaya ısı ve sıcak su sağlayacak olan yeraltı sondajlarında depolamak için ısı pompalarını kullanıyor.

Cam bir binanın içinde geniş, çok renkli bir oyun alanı
Mall of America, 1992’den beri iç alanını ısıtmak için güneş ışığını ve vücut ısısını kullanıyor. Jeremy Noble/Wikimedia

750 kişilik oditoryum kapasiteli Nottingham Playhouse’da ısıtma sistemini inceledim . Tiyatronun içinde seyirci sayısı arttıkça sıcaklığın da arttığını bulduk, bu da kalabalık gecelerde merkezi ısıtmanın düşürülebileceği anlamına geliyor. Bu prensibi kullanarak , bir odadaki insan sayısına ve bunun sonucunda beklenen sıcaklık artışına göre ısıtmasını ayarlayabilen “ akıllı binalar ” geliştirebiliriz. Bu basit çözüm, ısı pompası kurulu olmayanlarda bile birçok bina türünde kullanılabilir.

Enerji fiyatlarındaki son artış ve net sıfır karbon emisyonuna ulaşma yönündeki küresel baskıyla birlikte , bu gibi sistemler, yoğun kamusal alanları dolduran boşa harcanan ısıyı kullanarak fosil yakıt kullanımını azaltmak ve enerji faturalarını düşürmek için basit ve devrim niteliğinde bir yol sağlayabilir.

Amin Al-Habaibeh

Professor of Intelligent Engineering Systems, Nottingham Trent University