HİDROELEKTRİK SANTRALLERİ (NEHİR TİPİ) Hazırlayanlar Bekir EMİRZEOĞLU 120106201011 Sinan USLU 120106201089

İçerik; *Hidroelektrik santral nedir? *Hidroelektrik santral çeşitleri nelerdir? *Kanal(Nehir) tipi hidroelektrik santraller *Kanal tipi santrallerin kuruluş süreci *Telafi(Can) suyu *Santralin ana bölümleri *Zonguldak’ta HES *Türkiye’de HES *Yatırım maliyetleri *Faydaları-zararları

Hidroelektrik Santral (HES) Bir miktar yükseklik kazandırılmış akışkanın(suyun) potansiyel enerjisine hidrolik enerji denir. Bu enerjiyi önce çeşitli düzeneklerle mekanik enerjiye, oradanda elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle elde edilen yeni elektrik enerjisine ise hidroelektrik enerji denir. Bu dönüşümün yapıldığı tesislere genel ismiyle hidroelektrik santral denir.

Hidroelektrik santralleri ; *Baraj tipi *Kanal(Nehir) tipi *Med-cezir (Gel-git) tipi *Depresiyon tipi, şeklinde gruplandırabilir.

Kanal Tipi Hidroelektrik Santral  Nehrin suyu bir regülatör sayesinde bir iletim yapısına alınır. Santral çoğu zaman gerekli düşüyü sağlayabilmek için regülatörden uzaktadır; su iletim yapısı ile (kanal, boru veya tünel) santrale düşürülür ve böylece elektrik üretilir. Biriktirme bulunmadığı için elektrik üretimi nehrin akış rejimine bağlıdır.

Bu yüzden bu tip santrallerin sisteme sağladıkları baz yük nehrin minimum akış miktarı ile ilişkili olup, ülkemiz nehir rejimleri düşünüldüğünde bu değer oldukça düşüktür. Fakat bu tip santrallerin, biriktirdikleri su genellikle bir veya birkaç yüzme havuzu alanınca olduğundan, işletme aşamasında çevreye etkisi yok denecek kadar azdır ve tüm dünyada kabul gören en yeşil ve doğaya dost enerji santralleridir.

Trabzon'da bulunan Işıklar (Visera) Hidroelektrik Santrali (HES); 1 MW kurulu gücü ile ortalama 755 kişinin tüm elektrik enerjisi ihtiyacını karşılar. Cumhuriyet tarihinin ilk Hes’i (1929)

Nehir Tipi Santrallerin Kuruluş Süreci Bu süreç 5 aşamada gerçekleşir. İlk etüd Master planı hazırlama Fizibilite Projelendirme ve Santralin inşa aşaması

Öncelikli olarak dökümanter verilerin toplanmasıyla başlanır Öncelikli olarak dökümanter verilerin toplanmasıyla başlanır. Bunların başlıcaları jeoloji raporları, hava fotoğrafları, hidrojeoleji raporları ve meteorolojik rasat bültenleridir. Daha sonra santral kurulması planlanan sahanın jeolojik ,klimatik ve topografik etüdü yapılmakta; heyelan, taş akıntısı, toprak erozyonu, sel , deprem, don olayları ve rüzgar hızı gibi faktörler üzerinde durulmaktadır.

İlk etüt aşamasında incelenen en önemli hususlardan biri de akarsu yatağının eğim özelliği, dolayısıyla su düşüş yüksekliğidir. Kurulacak santralin gücü ve verimliliği büyük ölçüde akım miktarına ve su düşüş yüksekliğine bağlıdır. Bunun için 1/25000 ölçekli topografya haritalarından boy kesitler çıkarılarak akarsu havzasında santral kurmaya en uygun yerler işaretlenir.

Hidroelektrik santrallerin kuruluşu aşamasında ve kurulduktan sonra, sucul ortama yapacakları her türlü etki sürdürülebilir bir sucul yaşamın yok olmasına sebep olmaktadır. İnşaat esnasında dere yatağında yapılacak olan çalışmalarda, derenin yönü değiştirilerek kuru bir saha oluşturması ve dere suyunun bulanmasının önlenerek çalışmaların yapılması akarsu ekolojisi için hayati önem taşımaktadır. İnşaat çalışmalarının bitiminde dere yatağının eski haline getirilmesiyle balıkların geçişi engellenmemiş ve sudaki bulanıklılık en aza indirgenmiş olacaktır.

Telafi (Can) Suyu Su, çökelme havuzuna alındıktan sonra yönü değiştirilerek tünel, boru veya kanalla düşüş yaptırılmakta, elde edilen gizli güç türbin aracılığıyla mekanik güce dönüştürülerek enerji üretilmektedir. Bu sırada akarsuyun doğal yatağı değiştirildiği ve regülatörlerle yönlendirilen su yatağından akmayacağı için bir miktar su canlılığın sürdürülmesi amacıyla akarsuyun doğal yatağına bırakılmaktadır.  İşte, herhangi bir akarsu ekosisteminin gereksinme duyduğu bu su miktarına “can suyu” denilmekte ve ekosisteme verilen zarar da bu noktada ortaya çıkmaktadır. Bırakılacak can suyu miktarı çeşitli yöntemlerle hesaplanabilmektedir. Genel olarak can suyu miktarı havzadaki ortalama yağış miktarının yüzdesi olarak hesaplanmakta ve bu oran ülkemizde %10 olarak belirlenmiştir.

Dereköy Regülatörü ve Demirkapı Hidroelektrik Santrali ÇED Raporunda (2008) yapılan arazi çalışmaları sonucunda; 1. Regülatörle santral arasında kalan doğal dere yatağında sucul hayatın devamlılığı açısından bırakılan telafi suyu canlıların biyolojik olarak ihtiyaç duyabileceği minimum miktarda bırakılması gerektiği,

2. Bu miktarın regülatörün alt kısımlarındaki toplam balık stoku ve su canlılarının miktarı ile yakından ilişkili olduğu, 3. Suyun az verilmesi durumunda balıklar derin ve havuz oluşturmuş alanlarda toplanacağı,

4. Toplam balık stokunun fazla olması bu küçük havuz sistemlerinin taşıyamayacağı miktarda olursa toplu balık ölümleri meydana gelebileceği, 5. Toplu olarak bir arada bulunma sonucu sıcaklık artışı, çözünmüş oksijen miktarındaki azalma, besin maddesi birikimi ve devamında ötrofikasyona giden olumsuz koşullar oluşacağı,

6. Bırakılacak olan telafi suyu miktarı, yılın en sıcak döneminde ölçülen debi göz önüne alınarak hesaplanması gerektiği, 7. Özellikle kurak geçen aylarda suyun miktarına göre bir azalmaya gidilmemesinin son derece önemli olduğu belirtilmiştir. Bunlara dikkat edildiği takdirde sürdürülebilir sucul ekosistem kesintiye uğramayacaktır.

Santralin ana bölümleri *Regülatör *İletim kanalı *Yükleme havuzu *Cebri (basınçlı) borular *Salyangoz *Türbin *Jeneratör *Şalt alanı

1. Regülatör Regülatör suyun kontrol altına alınıp iletim kanalına aktarıldığı ve telafi suyunun bırakıldığı kısımdır.

2. İletim kanalı Hidroelektrik tesisin işletmede öngörülen debideki suyu iletmesinde kullanılır. Trapez, duvarlı, kapalı duvarlı, tünel, veya doğrudan cebri borularla iletilebillir. Kanal sonu yükleme odasına bağlanır.

3. Yükleme Havuzu İletim kanalından hızlı gelen su burada birikir ve sudaki pislikler çökeltilip temizlenir. Projeyi ani yük değişimlerine karşı korur. Yük artması durumunda oluşacak su darbesi etkisi burada sönümlenir. Cebri boruya hava girişini önler.

4. Cebri (basınçlı) borular İletim hattı ile santral arasında , ölçüleri debi ve düşü ye göre hesaplanan kalın etli büyük çaplı çelik ya da CTP (Cam elyaf Takviyeli Plastik) borulardır. Santralın jeolojik yapısına göre gömülü oldukları gibi, görünür olanları da vardır. Türbin çarkını çeviren suyun geçişine olanak sağlar. İletim hattı bulunan HES lerde genellikle İletim Hattı ile Cebri boru arasında regülatörün yaptığı su dengelemesi gibi görev alan Yükleme Havuzu yapısı bulunur. İletim hattından gelen ve burada bulunan su iletim hattında oluşabilecek su seviyesi düşüklüğü durumunda cebri boruda basınç eksikliği oluşmasını engellemek amacıyla dengeleme işlevini yerine getirir

Cebri Borular

 Salyangoz Cebri boru sonuna monte edilen, salyangoz biçimindeki basınçlı su haznesi, suyun çarka çevresel olarak ve her bir noktadan eşit debide girmesini sağlar. Çevresel olarak sabit kanatçıkları suya yön verir, açılıp-kapanabilir kanatçıkları ise çarka verilen suyun debisini ayarlar. Çoğu santralda, cebri boru ile salyangoz birleşme noktasında kelebek ya da küresel tabir edilen, hidrolik basınç ile çalışan, cebri boru çapına uygun vanalar bulunur. Bazı santrallarda bu vana tesis edilmeyebilir.

 Türbin Türbin çarkı, türbin şaftı, türbin kapağı, hız regülatör sistemi, basınçlı yağ sistemi, türbin yatağı, soğutma sistemi, kumanda panosu ve yardımcı teçhizattan oluşur. Türbin şaftı, suyun kanatlarına çarparak döndürdüğü türbin çarkı ile generatör rotoru arasında akuple olup generatör rotorunun dönmesini sağlar.

 Jeneratör Generatör rotoru, statoru, yatağı, ikaz(uyartım), soğutma sistemi, koruma sistemi, kumanda ve işletim sistemi, doğru akım sistemi, kesici ve ayırıcılar ile yardımcı organlardan oluşur. Rotor, çok güçlü tesis edilmiş yatak üzerinde sabit hızla döner. Dönüş sayısı, frekans ve kutup sayısı ile doğru orantılıdır. Devir sayısı, frekans ve kutup sayısı arasındaki bağlantı aşağıdaki gibidir; d/d=f*60/(kutup sayısı)*2 Enerji stator sargılarından alınır. Transformatörler Gerilimi yükseltme ya da alçaltma işlevini üstlenmişlerdir. Tek fazlı, üç fazlı olabilirler. Her üniteye bir transformatör olabileceği gibi birden fazla üniteye bir transformatör de olabilir. Ana gövde, soğutma sistemi, yangın sistemi, koruma sistemi bölümlerinden oluşur.

9. Şalt alanı Transformatörlerden çıkan yüksek gerilim enerjinin iletim hatlarına bağlantı noktasıdır. Kesiciler, ayırıcılar, topraklama sistemi, koruma sistemi, basınç sistemi, ölçü sistemi, iletim hatları üzerinden haberleşme sistemi kısımları vardır.

Zonguldak’ta HES Zonguldak’ta kurulan veya kurulması planlanan HES’lerin büyük bir bölümü Filyos üzerinde kümelenmiştir. Kurulu oldukları yere göre HES’lere ait liste aşağıda belirtilmektedir.

Zonguldak’ta mevcut durumda işletmede bulunan 1 adet tesis, inşa halinde 3 adet, fizibilite ve Su Kullanım Hakkı Sözleşmesi imzalanma aşamasında 3 adet, ön rapor ve planlama aşamasında ise toplam 2 adet olmak üzere dağılımını göstermektedir.

Zonguldak’taki HES’lerin Enerji Verileri

Türkiye’de HES Çeşitli enerji kaynakları içerisinde hidroelektrik enerji santralleri çevre dostu olmaları ve düşük potansiyel risk taşımaları nedeniyle tercih edilmektedir. Bu tür santraller ani talep değişimlerine cevap verebilmektedir. Bu nedenle Türkiye’de de pik santral (ani talebi karşılayan) olarak kullanılmaktadır.

Günümüz itibariyle Türkiye’de 400 ün üzerinde hidroelektrik santral işletmede bulunmaktadır. Bu santraller yaklaşık 17700 MW bir kurulu güce sahiptir. Kanal tipi hes çalışmaları günümüzde Doğu Karadeniz Bölgesinde yoğunlaşmıştır. Bölgede 3 bin megavat (MW) üzerinde hidroelektrik potansiyeli bulunuyor . Bu potansiyelin değerlendirilmesi amacıyla bölgeye yaklaşık 2 bin adet hidro elektrik santrali (HES) kurulması planlanmaktadır.

HES KURMAK İÇİN YAPILACAK İLK YATIRIM MALİYETLERİ Mikro Heslerde maliyeti belirleyebilmek için arazide keşif çalışmaları yapılması kaçınılmazdır. Düşü miktarı arttıkça aynı enerjiyi üretebilmek için kurulacak Makine ebatları küçüleceğinden düşü arttıkça türbin maliyeti azalır. 500 kW/saat ‘ lik bir enerji yatırım için ilk yatırım maliyetleri (türbin maliyetleri) 400.000 TL – 1.500.000 TL arasında düşüye bağlı olarak değişmektedir. Yatırım maliyetinin geri dönüşü düşüye göre 1-4 yıl arasındadır. Türbin düşüsü arttıkça yatırım maliyetinin geri dönüş süresi hızlanır.

.HES’in Faydaları Çevresel atık ve kirlilik söz konu değildir.  Çevreye uyumlu, temiz, yenilenebilir, yüksek verimli (% 90’ın üzerinde), Yakıt gideri olmayan, uzun ömürlü (200 yıl), yatırımı geri ödeme süresi kısa (5-10 yıl), işletme gideri çok düşük, dışa bağımlı olmayan yerli bir kaynaktır.  Maliyet, arz güvenliği, yerli kaynak olması, çevreye uygunluğu açısından da değerlendirildiğinde önemli faydaları bulunmaktadır.

HES’in Zararları Sulama amacıyla kullanılan dere sularından bu amaçla faydalanma imkânının sınırlandırılmasının, yöredeki tarımsal üretime olumsuz etkileri olacaktır.  Santral inşası çalışmalarının çevresel tahribata yol açması ve çevreye gerekli özenin gösterilmemesinin yol açacağı tahribat sorunları gündeme gelebilir. Özellikle derenin bir yerden başka bir yere akıtılması için kanalların yapılması esnasında ormanların tahrip edilmesi riski bulunmaktadır.

Sonuç Türkiye gibi gelişmekte olan bir ülkenin günümüzde artan enerji talebi ve enerjide dışa bağımlılığı bir gerçektir. Artan bu talebin karşılanması ve dışa bağımlılığın azaltılması için son yıllarda Türkiye’de hidroelektrik enerjisine büyük bir yönelim vardır. Hidrolik enerjiden en verimli şekilde yararlanmak, enerjide dışa bağımlılığı azaltacağı gibi temiz enerji kaynaklarının harekete geçirilmesi bakımından da önemlidir.

BİZİ DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER