Hidroelektrik Santrali

Bir miktar yükseklik kazandırılmış akışkanın(suyun) potansiyel enerjisine hidrolik enerji denir. Bu enerjiyi ilkin çeşitli düzeneklerle mekanik enerjiye, ordanda elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle elde edilmiş yeni elektrik enerjisine ise hidroelektrik enerji denir. Kısacası organik yada suni olarak belli bir düzey kazanmış su, daha düşük seviyedeki türbinlere iletilir, türbin çarklarına büyük bir hızla çarpan su, türbin milini döndürür ve dolayısıyla jeneratörü çalıştırır ve elektrik üretilmiş olur. Bu düzeneklerin yapıldığı bölgeler barajlardır. Bu dönüşümün yapıldığı tesislere genel ismiyle hidroelektrik santral denir.

---

Hidro Elektrik Santraller Iyi mi Çalışır?

Barajlarda su biriktirildiğinde suya potansiyel enerji kazandırılır. Potansiyel enerji kazanan su yüksekten bırakılınca suyun potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür ve hızla akan su türbinleri dönderir (türbinlerin pervanelerine çarparak türbinleri dönderir). Türbinler dönünce türbinlere bağlı olan jeneratörler döner ve elektrik enerjisi (alternatif akım) üretilir. Hidro elektrik santrallerde, suyun potansiyel enerjisi ilkin kinetik enerjiye sonrasında da elektrik enerjisine çevrilir. (Çevresel kirlenme açısından en zararsız santrallerdir).

---

Dünyada Hidroelektrik Santral Kullanımı

Dünyanın elektrik enerjisinin büyük bir kısmı bu santrallerden karşılanmaktadır. Hidrolik enerji, dünyada elektrik ihtiyacının %19’unu karşılamaktadır. Yenilenebilir enerjinin %69’unu oluşturmuştur.

---

Türkiyede Hidroelektirik Santral Kullanımı

Türkiye’de ise Enerji ve Doğal Kaynaklar Bakanlığı’nın resmi sitesinde 11/08/2010 tarihindeki güncellemeye bakılırsa ;
Türkiye’de teknik olarak değerlendirilebilir hidroelektrik potansiyeli 140 GWh/yıl’dır. 2009 yılı sonu itibariyle işletmede bulunan 150 tane HES (hidroelektrik santrali) 14.417 MW’lık kurulu güce ve toplam potansiyelin ortalama %38’ine karşılık gelmektedir.
2009 senesinde elektrik üretimimizin %18,5’i hidroelektrik santrallerden temin edilmiştir. Son yıllarda yaşanmış olan kuraklıklar hidroelektrik santrallerinden beklenen katkının sağlanamamasına niçin olmaktadır. Sadece hidroelektrik üretimi 2009 senesinde 2008 yılına bakılırsa %7,8 oranında artarak 35.870 MW olarak gerçekleşmiştir.
Teknik ve ekonomik olarak değerlendirilebilecek tüm hidroelektrik potansiyelin 2023 yılına kadar elektrik enerjisi üretiminde kullanılması hedeflenmektedir.

Ek olarak ülkemizin hidroelektrik enerji potansiyelinin yüzde 65’i değerlendirilmeyi bekliyor. Bu yöntemle, bu tesislerde elde edilmiş enerji yenilenebilir ve temiz bir enerjidir. Bu yüzden yenilenebilir enerji kaynakları içinde en revaçta olan enerji deposudur. Türkiye’de DSİ tarafınca meydana getirilen ve işletmede olan 503 tane baraj olup, bunların işletmedeki 203 adeti buyük çaplı baraj, ötekiler ise ufak çaplı gölet şeklindedir.

---

Türkiye’deki Mühim Hidroelektrik Santraller

Yüksek seviyedeki su birikintisinin potansiyel enerjisinin su türbinlerini tahrik etmek için kullanıldığı santrallerdir.
Mustafa Kemal Atatürk Barajı Hidroelektrik santrali, 2405 MW
Keban Barajı Hidroelektrik santrali, 1330 MW
Karakaya Barajı Hidroelektrik santrali, 1800 MW
Özlüce Barajı Hidroelektrik santrali, 200 MW
Gökçekaya Barajı Hidroelektrik santrali, 278 MW
Obruk Barajı Hidroelektrik santrali, 203 MW

---

Hidrolik Santralların Artıları Eksileri

Bir barajın yapımı ve öncesinde; uzun soluklu yağış, su, jeolojik emekler yapılması, su altında kalan arazi için ödenen istimlâk bedelleri, baraj yapım maliyetinin yüksek olması ilk yatırım maliyetinin oldukca fazla çıkmasına niçin olur ki bu bir dezavantajdır. Ek olarak yırtıcı hayata ve organik kaynaklara zararları, bölgesel kültürler ve zamanı yerlerin yok edilmesi (Zeugma, fırtına vadisi vs.), su kalitesine tesir problemi dezavantajlardan bazılarıdır. Su deposu bakımından varlıklı fakat yüksek debili akarsu bakımından yoksul olan Türkiye’de maliyeti düşük ve çevreye ziyanı daha azca olan Kanal Tipi Santralleri oluşturmak zor olsa gerek. Ufak bir kasabaya kafi gelecek kadar enerji üreten bir tesis için bile pek oldukca ağaç kesip yol açmak zorunda kalınması doğaya geri dönüşü olmayan zararlar vermektedir.

Dezavantajlarına rağmen; ilk yatırım yapıldıktan sonrasında, enerji üretiminin ana deposu su olduğundan üretim maliyeti oldukca ucuz olmaktadır. Yakıtlı santralleri benzer biçimde hava ve çevre kirliliği yaratmazlar. Türbinler hakkında daha detaylı data için teklif hazırlama mühendislerine başvurulabilir.

Ek olarak barajların, elektrik üretiminin yanı sıra;
1.Yerleşim yerlerinin suyunu karşılama,
2.Sel ve taşkınları önleme,
3.Ziraat arazilerini sulama
4.Balıkçılık
5.Ağaçlandırmaya katkı, erozyonu önleme
6.Turizmi geliştirme
7.Ulaşım
8.İklimde yumuşama benzer biçimde yararları bulunur.

---

Hidrolik Santrallar ile Termik Santralların Karşılaştırılması

Hidrolik Santralların senelik üretimleri, kaynağa gelen su miktarıyla doğru orantılı olduğundan ve bir yıl süresince gelen su insanoğlunun elinde olmayıp tam kapasite çalıştırmaya yetmeyebileceğinden, genel olarak puant santralı olarak çalıştırılırlar. Devreye alınış ve çıkarışları oldukca kolay ve süratli olduğundan su rejimine bağlı olarak günün, enerji gereksiniminin oldukca olduğu- ki buna puant saati denir – saatlerinde çalıştırılarak, enerjiye azca gereksinim olduğu zamanlarda dönem dışı bırakılırlar. Bir Hidrolik Santral ünitesi tam kapasite ile çalıştırılmayabilir. Mesela 100 MW güçteki bir birim bir saat tam kapasite çalıştığında 100 000 kWh enerji üretebilir. Tam kapasite emek harcama türbin kanatlarının önündeki su giriş kapakçıkları tam açıktır ve saniyede geçen su miktarı en üst düzeydedir. Sadece, sistemden çekilen enerji, kullananların devreye girme, çıkmalarına bakılırsa an be an değişmiş olur. Sisteme anlık olarak istenilen enerjinin verilmesini üretim ünitesindeki regülasyon sistemi sağlar. Regülasyon sistemi, türbin kanatlarının önündeki su giriş kapakçıklarına otomatikman hükmederek daha azca su girişine paralel olarak daha azca üretim yapar. Bu vakaya sistemde frekans tutma denir. Tüm elektrikli alıcıların sıhhatli ve verimli çalışabilmesi için frekansın, alıcılarda imalat esnasında belirlenen frekansa – Türkiye ve Avrupa vatanlarında 50 Hz -uygun olması gerekir.

Termik santrallerin devreye alınış ve çıkarışları oldukca kolay ve süratli değildirler. Buna rağmen yakıtlarını istenilen oranda elde etmek insanoğlunun elindedir. Devreye alınış ve çıkarışları esnasında oldukca verim yitirilmesine uğrarlar. Kızgın buharın, enerji üretimine hazır hale gelmesi için kazanların uzun süre yakılması gerekir. Tüm bu nedenlerden dolayı [termik santraller arıza, gözden geçirme, bakım vs. durumlar haricinde 24 saat devamlı çalıştırılmak suretiyle plan ve dizayn edilmişlerdir.

Stator sargılarında elde edilmiş orta gerilim elektrik enerjisidir. Orta gerilim enerjinin şehirlere taşınması için oldukca büyük kesitli iletkenler gerektiği, bunun da olanaksız olması sebebiyle oluşan gerilim Transformatörler vasıtasıyla Yüksek gerilim e çıkarılır ve elektrik iletim hatları ile şehirlere göç eder. Yüksek gerilim enerji kullanıma sunulamıyacağına bakılırsa, bu kez de yerleşim yerlerindeki Transformatörler vasıtasıyla kademeli olarak Alçak gerilim e düşürülerek kullanıma sunulur.

Elektrik enerjisi depo edilemez fakat su depo ederek elektrik dolaylı olarak depo edilebilir.

---

Hidroelektrik Santral Çeşitleri

Üstüne kuruldukları suyun özelliğine, suyun düşü yüksekliğine, baraj yapım malzemesine, santral kapasitesine, santral yapım yerine ve üretilen enerjinin karakter ve değerine bakılırsa çeşitlere ayırabiliriz.. Hidroelektrik santrallerin üstüne kuruldukları suyun özelliğine bakılırsa çeşitleri;

1. Akarsu Tipi (Barajsız) Hidroelektrik Santraller

Elektrik üretmek için baraj yapılmaz. Akarsu, bir kanal yada tünele alınarak belli bir eğilim kazandırılır. Türbin ise bir köprü benzer biçimde kanalın üstüne kurulur. Barajsız hidroelektrik santrallerin kurulacağı akarsuyun türbin milini çevirebilecek potansiyele ve senelik debisinin asgari elektrik üretimine kafi gelecek kadar olması gerekir. Üülkemizde dicle nehri botan kolu üstünde bu biçim bir sistem bulunmaktadır.

2. Depo Tipi (Barajlı) Hidroelektrik Santraller

Akarsu üstüne barajlar yapılarak, ilkin büyükçe bir suni göl meydana getirilir ve burada su biriktirilir. Bu suyun belli bir potansiyel enerjisi vardır. Dolayısıyla, kurak geçen yıllarda bile bu tip hidroelektrik santrallerde elektrik üretilebilir. Dünyada en yaygın kullanılan hidroelektrik santral çeşitidir. Türkiye’de bugüne dek internasyonal ölçütlere bakılırsa baraj durumunda olan 504 tane depolama tesisinin yapımı erçekleştirilmiştir. Mustafa Kemal Atatürk, keban, altınkaya, karakaya hidroelektrik santralleri ülkemizin mühim depo tipi (barajlı) santrallerindendir.

3. Med-Cezir (Gel-Git) Hidroelektrik Santraller

Okyanuslarda meydana gelen gel-git vakasından yararlanılarak elektrik enerjisi üreten santrallerdir. Yükselen denizin suyu bir koya (haliç) alınır. Su alma işi kapaklar yardımıyla yapılır. Su yükselirken (hazneye dolarken) türbin çalışmaya adım atar. Yükselme tamamlanınca, su alma kapağı kapanır ve tutulan su kanal yardımıyla türbine verilir. Su çekilirken de türbin çalışır ve elektrik üretir. Kısaca hazneye su dolarken de boşalırken de türbin çalışır ve elektrik üretir. Ülkemiz, gel-git enerjisi bakımından uygun değildir. Sadece dünyada uygulamaları vardır. Mesela; fransa’nın, atlantik sahilinde her biri 10 mw gücünde 24 tane santrali vardır.

4. Depresiyon Hidroelektrik Santraller

Denizden alçakta olan çöllerde yada denize kıyısı olan oldukca sıcak bölgelerde, suyun fazla buharlaşmasından yararlanılarak elektrik üreten santrallerdir.

Emek harcama prensibi: Sıcak bölgedeki uygun bir koy, duvarlar vasıtasıyla denizden ayrılır. Denizden ayrılarak oluşturulan göldeki su, sıcaklığın etkisiyle hızla buharlaşır ve su seviyesi deniz seviyesinin altına düşer..günlük ölçümlerle, buharlaşan su miktarı tespit edilir. Hemen sonra, günlük olarak buharlaşan su miktarına eşit debide deniz suyu, bu koya (göle) tünel yardımıyla akıtılır. Tünelden gelen su, belli bir düşü ile türbine verilerek elektrik üretilir. Oluşturulan yapay gölün, zaman içinde deniz suyundan toplanacak tuzu da alabilecek kapasitede olması gerekir. Bir öteki yöntem ise; çöllerdeki deniz seviyesinden alçakta bulunan çukurlara, deniz suyunun taşınmas ve aynı yöntemle elektrik üretilmesidir. Uygulanması planlanan en büyük proje, kattara çukurunda bu yöntemle elektrik üretme projesidir. Kattara çukuru (mısır-kahire) deniz seviyesinden 135 m alçaktadır. Akdeniz’in suyu, 80 km uzunluğundaki tünellerle bu çukura taşınacak ve 60 m düşü yüksekliği ile elektrik üretilebilecektir..

---