ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİ

Enerji fiyatlarının artmasıyla birlikte bütün yakıtlarının fiyatları artacaktır. Enerji üretimi maliyetinin artması nedeniyle karlılığı sürdürebilmek için çevreci politikalar terk edilecektir. Anlık olarak daha düşük maliyetli yakıtlara yönelmek isteyenler yakıtta kullanma potansiyellerini çeşitlendireceklerdir. Elektrik üretiminde verimin önemi artacaktır. Normal zamanlarda finansal nedenlerle makul görülmeyen jeotermal enerji santralleri, alternatiflerinin maliyetlerinin artması nedeniyle artık makul görülecektir.

Ülkemizde kurulan ilk elektrik santrali, 1902 yılında Tarsus’ta tesis edilen, bir su değirmenine bağlanmış 2 kW gücünde bir dinamodur. İlk büyük santral ise 1913 yılında İstanbul-Silahtarağa’da kurulmuştur.

Eşitlik 2.1’i kullanarak 1 ton = 1000 kg olduğundan, kömürün tam yanmasıyla elde edilecek ısı enerjisi miktarı,
Q=mL=1000x15.105=1.5.109 J olarak bulunur.

1796 -1832 yılları arasında yaşamış Fransız fizikçi Sadi Carnot’dur. Isı makinesinin çalışma ilkeleri üzerinde çalışmıştır.

Türbinden çıkan kızgın buharın dışarıya atılması yerine yeniden kazana geri verilmesi yoluyla daha yüksek verim elde edilmesine kombine çevrim adı verilir.

Doğal gazın metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8), bütan (C4H10), karbondioksid(CO2), oksijen (O2), azot (N2), hidrojen sülfit (H2S) ve az miktarda argon (Ar), helyum (He), neon (Ne), ksenon (Xe) bileşenleridir.

Ülkemizde kömürle çalışan santrallerden, Zonguldak-Çatalağzı, Termik Santral’imiz yakıt olarak taş kömürü kullanırken Kahramanmaraş-Afşin Elbistan A ve B, Çanakkale-Çan, Sivas-Kangal, Bursa-Orhaneli, Kütahya-Seyitömer, Tunçbilek A ve B, Manisa-Soma A ve B, Muğla-Kemerköy, Yatağan ve Yeni köy santrallerimiz linyit kömürü kullanmaktadırlar( Çizelge 2.1).

Çizelge 2.1’den de görüleceği üzere Kahramanmaraş-Afşin Elbistan termik santrallerimiz en büyük elektrik enerjisi elde etme gücüne sahiptir. Başka bir deyişle termik santrallerimiz içinde en çok elektrik enerjisi bu santrallerimizde üretilmektedir.

Fuel oil ile çalışan santrallerimiz İstanbul-Ambarlı, Artvin-Hopa, Samsun I ve II,Batman ve Hakkari II, dizel ile çalışan santrallerimiz İzmir-Aliağa, Çukurca-Hakkari ve Van-Engil, doğal gaz ile çalışan santrallerimiz İstanbul-Ambarlı, Bursa ve Kırklareli-Hamitabat’tır (Çizelge 2.2).

Doğal gaz çok düşük sıcaklıklarda
–160°C’de ve atmosfer basıncında sıvılaşabilir. Dolayısıyla, yaşanabilir. ortamların tamamında gaz hâlindedir. Yani doğal gaz, gaz hâlinde borularla taşınabileceği gibi gerektiği durumlarda sıvı olarak da özel tankerlere taşınabilir.

Yanma ısısı (L)’ nin birimi SI birim sisteminde joule(J)/kilogram(kg) dır.

60.10⁶ kJ = 60.10⁹ J
60.10⁹ J/30.10⁶ J/kg = 2000 kg = 2 ton

Q=mc(tson-tilk)
Bir kg sıvının sıcaklığını bir °C artırmak için gerekli enerji miktarı ile doğru orantılı olan her maddenin kendine ait olan özelliğine o sıvının özgül ısısı denir.

50.10¹⁴ x 0,8 x 0,9 = 36.10¹⁴
X=36

Kojenerasyon, enerjinin hem elektrik hem de ısı formlarında aynı sistemden beraberce üretilmesidir. Bu birliktelik, iki enerji formunun da tek tek kendi başlarına ayrı yerlerde üretilmesinden daha ekonomik neticeler oluşturmaktadır. Basit çevrimde çalışan, yani sadece elektrik üreten bir gaz türbini ya da motoru, kullandığı enerjinin % 30-40 kadarını elektriğe çevirebilir. Bu sistemin kojenerasyon şeklinde kullanılması hâlinde sistemden dışarıya atılacak olan ısı enerjisinin büyük bir bölümü de kullanılabilir enerjiye dönüştürülerek toplam enerji girişinin % 70-90 arasında değerlendirilmesi sağlanabilir. Bu tekniğe birleşik ısı-güç sistemleri ya da kısaca kojenerasyon diyoruz.

Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi (TEİAŞ) 2007 İstatistikleri’ne göre ülkemizde toplam yıllık elektrik enerjisi üretimi yaklaşık 192.000 GWh’tir. Bunun 155.000 GWh’lik bölümü termik santrallerden elde edilmektedir.

Bir termik santralin yeri belirlenirken;
- Kömürün büyük miktarlarda ve kısa zamanda santrale ulaştırılması,
- Santralın ihtiyacı olan büyük akış hızına sahip soğutma suyunun ekonomik olarak karşılanması,
- Santralden çıkacak olan çok miktardaki atıkların (kül, soğutma suyu ve gazların) çevreyi kirletmeden uzaklaştırması veya depolanması,
- Karayolu ulaşımının kolaylığı,
- Enerji iletim hatlarına bağlantı kolaylığı,
- Zemin şartlarının ağır yapı ve tesislerin yapılmasına elverişli olması,
- Rüzgâr yönü, rutubet, yağış gibi meteorolojik koşulların santral tekniği ve çevre kirlenmesi yönünden uygunluğu, koşulları göz önünde bulundurulur.
Sayılan maddeler arasında personel yerleşimine dair bir kriter bulunmamaktadır.

Dizel yakıtla çalışan bir termik santralde bir dizel motoru ve buna bağlı jeneratör bulunmaktadır. Bu santrallerde kazan veya buhar türbini bulunmaz. Doğal gaz santrallerinde kazan ve buhar türbini bulunmaz. Bunların yerini gaz türbinleri alır.

Termik santrallerde fosil kökenli yakıt olarak adlandırılan petrol, taş kömürü, linyit ve doğal gaz kullanılmaktadır. Bu fosil kökenli yakıtlar, üretim ve depolanması aşamalarında toprak, su ve tarım arazilerini kirletmek gibi çevreyi olumsuz yönde etkiler. Elektrik enerjisi üretim tesisleri içinde çevreye etkileri bakımından en zararlı santral gurubu termik santrallerdir.

Ülkemizdeki Kömürle Elektrik Üreten Santrallerimiz, Kurulu ve Toplam Güçleri (TEİAŞ, 2007 İstatistikleri)

Çizelgeye bakıldığında kapasite olarak en yüksek değer Afşin-Elbistan Santraline aittir.