GELENEKSEL VE YENİLEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Hidroelektrik santrallerinin avantajları;

Hidroelektrik santrallerinin dezavantajları;

Suyun kaynaktan alınarak türbinlere kadar iletildiği su alma yapısı, su iletim kanalı, su iletim tüneli denge bacası, savaklar, enerji tüneli (basınçlı tünel), cebri boru gibi suyun geçtiği yollara “su yolları” ve bu su yolları üzerinde bulunan hidromekanik donanıma ise “su yolları donanımı” adı verilir.

Radyal akışlı türbinlerde ise, su rotorun dönüş eksenine dik olarak akar. Bu tip türbinlere Pelton türbinler örnek olarak verilebilir.

Ağırlık barajları suyun kaldırma ve döndürme kuvvetine karşı kendi ağırlıkları ile duran barajlardır. Üçgen yapıdadır ve eksenleri suya doğru kavislidir. Ağırlık barajının inşaası için temelin sağlam kaya olması gerekir.

Pompa depolamalı HES, elektriğin fazla olduğu ve elektrik talebinin düşük olduğu saatlerde, fazla elektrik enerjisi kullanılarak suyun yüksekteki bir rezervuara pompalanarak daha sonra ihtiyacın daha yüksek olduğu saatlerde (pik saatler=puant) alttaki başka bir rezervuara aktarılarak enerji üretilmesi işlemidir. PDHES’lerde su iletim yapısı olarak basınçlı enerji tünelleri kullanılmakta, alt rezervuarla arasındaki bağlantı ise kuyruk suyu tüneli ile sağlanmaktadır (Şekil 6.11). Alt rezervuardan üst rezervuara pompa ile suyun gönderilmesi için gerekli enerji, aynı hacimdeki suyun türbinlerde ürettiği enerjiden fazladır. Ancak bu işlem için geleneksel baraj santrallerin üretim fazlası enerjisi kullanılmaktadır ve PDHES’ler kullanılarak pik saatlerindeki üretilen enerjinin parasal değeri, üretim fazlası enerjinin parasal değerinin çok üstündedir. Bu nedenle PDHES’lerin kullanılması tercih edilmektedir

P= p.g.Q.H.ᶯ / 1000

P= 1000.9,81.25.100/1000

P= 24525kW= 24,5 MW

Suyun sıcaklığı sabit olduğu için V₁/V₂= (D₂/D₁)² eşitliği kullanılabilir.

0,5/V₂= (0,02/0,04)²

V₂= 2 m/s

Hacimsel akış hızı Q= ¼. Π. (D₁)². V₁= ¼. Π. (D₂)². V₂

Q= ¼. Π. 0,04². 0,5= ¼. Π. 0,02². 2

Q= 6,28x10^-4

Kütlesel akış hızı;

M=p.Q= 10000x 6,28x10^-4= 6,28 kg/s

Dünyada 2015 yılı itibarıyla kurulu hidroelektrik santrali 936 GW dır. Hidrolik enerji üretiminde 375 GW ile Asya ülkelerinin lider olduğu görülmektedir. Asya ülkelerini Avrupa ve Amerika takip etmektedir. Ülkelere göre dağılımına bakıldığında ise, Çin’in 61,4 milyon ton petrole eş değer (MTEP) miktardaki enerjiyi hidroelektrik santrallerden sağladığı görülmektedir. Çin’i sırasıyla Brezilya, Kanada ve ABD takip etmektedir. Bu ülkelerin üretimi ise 23 ila 36,9 MTEP arasında değişmektedir. İtalya bu sıralamada en sonda yer almaktadır. Türkiye ise bu sıralamaya 4,94 MTEP gücünde ürettiği hidrolik enerji ile 8. sıradan girmektedir.

Ülkemizin en yüksek kapasiteli hidroelektrik santrali Şanlıurfa’da bulunan Atatürk barajıdır. Kaya dolgu tipi olan bu barajın gücü 2405 MW’tır.

Hidroelektrik enerjisi; en eski, en iyi bilinen ve en ucuz enerji teknolojisidir. Hidro elektrik enerji teknolojisinde, diğer tüm enerji kaynaklarına göre elektrik enerjisine dönüşüm verimi (suyun gücünden elektrik kablosuna, yaklaşık olarak %90) en fazla olan enerjidir (IRENA, 2012). Başlangıç maliyeti fazla olsa da işletme masraflarının düşük olması ve teknik ömürlerinin çok uzun olması en büyük avantajlarıdır.

Barajdan gelen su, son olarak türbinden geçmek zorundadır.

Savaklar: Baraj gölünde suyun belli bir seviyeden fazla yükselmesini önlemek amacıyla kullanılır. Savaklar baraj gölünde kullanıldıkları yere göre dolu ve dipsavak olmak üzere sınıflandırılır.

Vida dişlisi, hidrolik türbin yapısının bileşenlerinden birisi değildir.

Suyun türbin içerisindeki akış doğrultusu; türbin miline paralel ise eksenel akışlı türbin denir.

Pelton türbin: Pelton tipi hidrolik türbinlerde, su bir püskürtücü iğnesinden (nozzle) geçirilerek su jeti hâline getirilir ve türbinin kap şeklindeki rotor kanatlarına püskürtülür (Şekil 6.7). Su jetlerinin sayısı değiştirilerek debi ve güç ayarı yapılabilir. Küçük ve orta güçlü Pelton tipi hidrolik türbinler yatay eksenli ve tek veya iki püskürtücülü, büyük güçlü türbinler ise düşey eksenli ve 4 veya 6 adet püskürtücülüdür. Çok püskürtücülü Pelton türbinlerinde bazı püskürtücü girişleri kapatılarak tek püskürtücülü türbinlerde ise püskürtücünün kesiti değiştirilerek debi ayarını yapmak mümkündür.

Francis türbin: Francistürbinleri küçük düşülerde yüksek hızlar elde edilebilen radyal tip reaksiyon türbinleridir (Şekil 6.7). Türbin ayarlanabilir yöneltici kanatlar, dönel çark ve emme borusundan meydana gelir. Su salyangoz şeklindeki girişten geçerek teğetsel olarak türbin çarklarına çarpar ve çarkın dönmesini sağlar. Türbin, yüksek basınçlı su girişi ile düşük basınçlı su çıkışı arasında bulunur.

Küçük (Mini) kapasiteli(100-1000 kW)

133. sayfadaki https://www.worldenergy.org/data/resources/resource/hydropower/ alıntılı şekil incelendiğinde, Brezilya.'nın diğer seçeneklerdeki ülkelerden daha fazla hidrolik kaynağa sahip olduğu görülür.

En düşük üretim gücü Afrika dadır.