Dünyadaki Tüm Işıklar Aynı Anda Açılırsa Ne Olur?

Elektrik, birçok farklı yakıt kullanılarak üretilen bir enerji türüdür. Elektrik santralleri, elektriği kömür, doğalgaz, uranyum, su, rüzgar ve güneş ışığı gibi kaynaklardan üreten elektrik fabrikalarıdır. Daha sonra bu elektriği “şebeke” adı verilen iletim ve dağıtım hatları ağına beslerler ve bu şebeke elektriği evlere ve işyerlerine ulaştırır.

Şebekeyi dengede tutmak için, elektrik talebe göre sağlanmalıdır. Bir kişi ışığı açtığında, şebekeden güç çeker. Bir jeneratör, aynı miktarda gücü hemen şebekeye geri vermelidir. Sistem sadece birkaç saniye dengesiz kalırsa bile, elektrik kesintisi olabilir.

Sistem operatörleri, elektrik talebini izlemek için sensörler ve gelişmiş bilgisayarlar kullanır, böylece elektrik üretimini ihtiyaçlara göre artırıp azaltabilirler. Toplam elektrik talebine “yük” denir ve bu yük saatten saate ve mevsimden mevsime büyük değişiklikler gösterebilir.

Bunu görmek için, evinizin gün içinde ne kadar elektrik kullandığını gece yarısı ile karşılaştırın ya da yazın sıcak bir hava dalgasında harcanan elektrik ile serin bir sonbahar günündeki harcamayı düşünün.

 

Bir Talep Patlamasını Karşılamak

Eğer herkes dünyada aynı anda ışıklarını açsaydı, bu çok büyük ve ani bir elektrik talebi yaratırdı. Elektrik santrallerinin sistemi çökertmemek için üretimi çok hızlı artırması gerekirdi. Ancak bu santraller, değişen talebe farklı şekillerde yanıt verir.

Kömür ve nükleer santraller neredeyse her zaman bol miktarda elektrik sağlayabilir, ancak bakım için kapatıldıklarında ya da arıza yaptıklarında yeniden devreye alınmaları saatler sürebilir. Ayrıca yük değişimlerine yavaş yanıt verirler.

Doğalgaz yakan santraller, değişen yüke daha hızlı yanıt verebildiğinden, genellikle en çok elektriğe ihtiyaç duyulan zamanlarda – örneğin sıcak ve güneşli yaz öğleden sonralarında – tercih edilen araçtır.

Güneş, rüzgar ve su gibi yenilenebilir enerji kaynakları daha az kirlilik üretir ama kontrol edilmesi o kadar kolay değildir. Çünkü rüzgar her zaman aynı hızda esmez, çoğu yerde her gün eşit derecede güneşli olmaz.

Şebeke yöneticileri, talep yükselip düştükçe enerji akışını dengelemek için büyük piller kullanır. Ancak bu pillerin tamamı kullanılsa bile bir kasaba ya da şehri çalıştıracak kadar elektrik depolamak henüz mümkün değildir. Bu piller çok pahalı olurdu ve çok hızlı tükenirdi.

Bazı hidroelektrik santralleri, talebin düşük olduğu zamanlarda suyu göllere pompalayıp, talep arttığında bu suyu türbinlerden geçirerek elektrik üretebilir.

Neyse ki, herkes ışıklarını aynı anda açsa bile, tam bir sistem çökmesini engelleyecek iki şey var. Birincisi, dünya çapında tek bir elektrik şebekesi yok. Çoğu ülkenin kendi şebekesi ya da birkaç bölgesel şebekesi var.

ABD ve Kanada’daki gibi komşu şebekeler genellikle birbirine bağlıdır, böylece ülkeler arası elektrik aktarımı yapılabilir. Ancak gerektiğinde bu bağlantılar hızla kesilebilir. Yani bazı bölgelerde elektrikler kesilse bile, tüm şebekelerin aynı anda çökmesi olası değildir.

İkincisi, son 20 yılda, LED adı verilen ampuller birçok eski elektrikli aydınlatmanın yerini aldı. LED'ler, önceki ampul tasarımlarından farklı çalışır ve her bir elektrik biriminden çok daha fazla ışık üretir. Bu nedenle, şebekeden çok daha az enerji çekerler.

ABD Enerji Bakanlığı’na göre, LED ampullerin kullanımı ortalama bir haneye yılda yaklaşık 225 ABD doları tasarruf sağlar. 2020 itibariyle, ABD’deki evlerin neredeyse yarısı aydınlatma ihtiyaçlarının çoğu ya da tamamı için LED kullanıyordu.

 

Daha Fazla Parıltı, Daha Az Yıldız

Işıkların gücünün ötesinde, bu ışığın nereye gideceğini düşünmek de önemlidir. Aydınlatmada yaşanacak ani bir artış, gökyüzü parıltısında (sky glow) dramatik bir yükseliş yaratır – bu, gece vakti kasaba ve şehirlerin üzerinde asılı duran puslu parlaklıktır.

Gökyüzü parıltısı, ışığın hava içindeki pus ve toz parçacıklarından yansımasıyla oluşur; bu da gece gökyüzünü silik bir parlaklıkla kaplar. Işığı kontrol etmek çok zordur: Örneğin, araba camları ya da beton gibi parlak yüzeylerden yansıyabilir.

Aydınlatma genellikle geceleri gereğinden fazla kullanılır. Sürekli yanan ışıkların olduğu boş ofis binalarını ya da ışığını aşağıya – yani sokaklara ve kaldırımlara – değil de yukarıya veren sokak lambalarını düşünün.

İyi tasarlanmış aydınlatma sistemleri bile bu soruna katkıda bulunabilir ve şehirleri ve otoyolları uzaydan görünür hale getirirken yıldızları yerden görünmez kılar. Bu ışık kirliliği, insan sağlığına zarar vererek vücudumuzun doğal uyku ve uyanıklık döngüsünü bozabilir. Ayrıca böcekleri, kuşları, deniz kaplumbağalarını ve diğer vahşi yaşamı da şaşırtabilir.

Eğer dünya çapında insanlar ışıklarını aynı anda açsaydı, elektrik tüketiminde ılımlı bir artış görülür, ancak gökyüzü parıltısında büyük bir artış olur ve gece gökyüzünde yıldız göremezdik. Bu da pek cazip bir manzara sayılmaz.

Harold Wallace, Küratör – Elektrik Koleksiyonları, Amerikan Ulusal Tarih Müzesi, Smithsonian Enstitüsü

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.