ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİ - Deneme Sınavı - 2

Doğal baraj göllü santraller, sudan azami istifade etmek için baraj gölünden daha aşağıdaki bir kotta santralin kurulduğu santrallerdir. Depolamasız santraller herhangi bir depolamanın olmadığı türde santrallerdir. Bu tip santraller ya nehir üzerine kurulmaktadır ya da gel-git yatakları üzerine kurulmaktadır. Gelgit tipi santraller deniz seviyesinin alçalıp yükselmesinden faydalanan türde santrallerdir. Özel tip santraller ise, elektrik enerjisine gerek duyulan saatlerde jeneratör ile elektrik üretirken ihtiyaç olmayan saatlerde jeneratör mili ile ilişkilendirilmiş pompa yardımıyla depolanmış suyu hazneye geri basan tür santrallerdir. Yapay göllü santraller, soru metnindeki açıklamayı karşılayacak şekilde, yılın değişik zamanlarında su rejiminin değişiklik gösterdiği akarsulardan ihtiyaç duyulan enerjinin karşılanabilmesi için akarsuyun depolandığı ve kurak dönemde bu suyun elektrik üretiminde kullanıldığı türde santrallerdir.

Nehir tipi santraller ve gelglit tipi santraller depolaması olmayan dolayısıyla doğal koşullar ile kısıtlanmış santrallerdir. Yapay ve doğal baraj göllü santraller ise, rezervuarı bulunan fakat esas amaç olarak suyun geri pompalanmasının hedeflenmediği türde santrallerdir. Özel tip santraller, elektrik enerjisine gerek duyulan saatlerde jeneratör ile elektrik üretirken ihtiyaç olmayan saatlerde jeneratör mili ile ilişkilendirilmiş pompa yardımıyla depolanmış suyu hazneye geri basan tür santrallerdir.

Toprak dolgulu barajlar, rejimi düzensiz olan akarsular üzerine, yukarıdan aşağıya doğru kalınlaşan ve killi toprak sıkıştırılarak geçirimsiz bölge oluşturulmuş barajlardır. Beton ağırlıklı barajlar adından da anlaşılabileceği gibi beton ve demir kullanılarak gövdesi oluşturulmuş sağlam zemine oturan ve kontrol galerine sahip barajlardır. Kemer tipi barajlar, ince ve narin yapıda fakat yarım ay şeklinde basıncın zemine ve yan yamaçlara aktarıldığı için dayanıklı baraj türüdür. Kemer tipi beton ağırlıklı barajlar, hem kemer tipi hem de beton ağırlıklı barajın aynı anda inşa edilmesi suretiyle elde edilir. Çok kemerli barajlar, yan yana yeterli sayıda normal tip baraj inşa edilerek elde edilir fakat bu baraj türü ülkemizde inşa edilmemiştir.

Pelton tribünleri serbest püskürtmeli tribünler olarak çarkın tamamen su içinde olmadığı, suyun daralan bir nozülle su jetinden çarka püskürtüldüğü tribünlerdir. Bu sebeple bu türbinlerin tamamen su içinde bulunması çalışma prensibine aykırıdır. Su basıncını sağlayan çarkın tamamen su içinde olduğu türbinler Francis ve Kaplan gibi üst basınç türbinleridir. Kaplan türbini düşük düşü ve yüksek akış koşullarında kullanılırken, Pelton serbest püskürtmeli bir türbindir ve çok yüksek hidrolik düşü ve küçük su debileri için tasarlanmıştır.

Q= P / (η h g) formülü verim (η) değerini bulmak için tekrar düzenlenirse:
η = P / (Q h g)

ve aşağıdaki değerler formülde yerine konursa
Q=5.000 m^³ /s
P=4.10^⁶
h=100 m
g=10
verim η= 4.10^⁶ / (5.000*100*10) = %80 yüzde seksen olarak bulunur.

Hidroelektrik santraller (HES), bir akarsuyun enerjisini, elektrik enerjisine çevirmeye yarayan yapılardır. Bu amaçla kurulan tesisler, akarsuyun enerjisinden elektrik üretebilir ya da akarsuyun yolunu kesip onu üretime ihtiyaç olacağı zamana kadar baraj gölünde depolayabilir.

Bir akarsuyun herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen su miktarı debi ile ifade edilir.

Kurulu güce göre santraller mikro, mini, midi ve maksi olmak üzere 4 başlık altında incelenir.
Çok küçük kapasiteli (mikro) hidroelektrik santraller <100 kW.
Küçük kapasiteli (mini) hidroelektrik santraller 100 –1.000 kW.
Orta kapasiteli (midi) hidroelektrik santraller 1.000 – 10.000 kW.
Büyük kapasiteli (maksi) hidroelektrik santraller >10.000 kW.

Şalt Tesisleri: Transformatörler, elektrik devre kesicileri, ayırıcılar gibi elektrikli teçhizatların montajının yapıldığı yerdir.

Günümüzde çoğunlukla enerji üretimi amaçlı yapılan barajlar beş farklı başlık altında incelenir. Bunlar sırası ile:
- Toprak dolgu barajlar,
- Beton ağırlıklı barajlar,
- Kemer tipi barajlar,
- Kemer ağırlıklı beton barajlar,
- Çok kemerli barajlar

Debi = (Güç çıkışı)/(Verim x hidrolik düşü x yerçekimi ivmesi)
Debi=10.10³ kW/(0,8 x 100 metre x 10 m/s²) = 12,5 m³/s.

Elektrik enerjisi üretimi amacıyla bir bölgedeki su kaynağının geliştirilmesine ilişkin projelendirme çalışmaları genellikle 4 aşamada gerçekleştirilmektedir. Bunlar sırası ile ön inceleme(istikşaf), master plan, planlama (fizibilite-yapılabilirlik) ve kesin proje aşamalarıdır.

Küçük düşülü santrallerde kaplan tipi, orta düşülü santrallerde Francis tipi, yüksek düşülü santrallerde ise Pelton tipi türbinler kullanılır.

Net Hidrolik Düşü: Brüt hidrolik düşüden sürtünme kayıplarının çıkartılması ile elde edilir.

Dip Savak: Baraj gölünün suyunu gerekmesi hâlinde nehir yatağına deşarj etmeye yarayan tesislerdir.

Ülkemizde ilk hidroelektrik üretim 1902 yılında 88 kW kapasite ile Adana’nın Tarsus ilçesinde gerçekleştirilmiştir. Cumhuriyetin ilanından sonra yapılan ilk hidroelektrik santral, 1930 yılında açılışı yapılan Trabzon Visera kuvvet santralidir.

Bir akarsuyun herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen su miktarına debi denir.

Günümüz hidroelektrik santrallerinde Kaplan, Francis veya Pelton türbininden biri kullanılır. En yaygın hidroelektrik türbini Francis türbinidir.

Gerilimi yükseltme ya da alçaltma işlemine transformatör denir. Tek
fazlı, üç fazlı olabilir.

Santralde üretilen elektriği ana şebekeye veren iletim hattı güç hattı ile tanımlanır. Her hidroelektrik santralinden dört hat çıkışı vardır. Bunların üçü faz geri kalan biri ise topraktır.