HAZIRLAYANLAR: MERVE CAVLAK 130106201057 GİZEM KONUR 130106201048 DALGA ENERJİSİ HAZIRLAYANLAR: MERVE CAVLAK 130106201057 GİZEM KONUR 130106201048

TANIM Dalga enerjisi, rüzgarın deniz ve okyanus yüzeylerinde hareketi sonucunda oluşan dalgalanma hareketinden elde edilen enerji türüdür. Rüzgarların sınır tabakasında oluşturdukları sürtünmeler neticesinde ortaya çıkan dalgalar, deniz yüzeyinin rastgele yukarı ve aşağı hareket etmesine neden olur. Dalga enerjisi diğer  yenilebilir enerji kaynakları‘na göre daha yoğundur.

TARİHÇE Deniz dalgalarından enerji elde edilmesi konusunda ilk çalışmayı 1892 yılında A. W. Stahl yapmıştır. Daha sonra 1932 yılında dalgaların büyük gücünü hisseden Osborn Havelock papazları 1933 de dalga enerjisi konusunda patent alıp, düşüncelerini tescil ettirerek dalganın enerjisinden istifade edilmesinin başını çekmişlerdir.

Dalga Enerjisi Üretim Sistemleri OWC (Oscillating water column) sistemi TAPCHAN (Konik kanal )sistemi The Wave Dragon sistemi OSPREY dalga enerjisi dönüştürücüsü McCabe dalga pompası SEARASER Pelamis sistemi PENDULAR sistemi

DALGA ENERJİNİN UYGULMA BİÇİMLERİ

OWC (Salınımlı su kolonu) sistemi Şekil’de gösterilen sistem OWC (Oscillating Water Column ) Büyük dalgaların kapalı bir hacimde havayı sıkıştırarak dışarı açılan bir kanal üzerine yerleştirilen Welles türbini ile enerji alınması prensibine göre çalışır. Havanın sıkışabilir bir element olması bu sistemin verimini düşürür. Lineerliği yoktur.

TAPCHAN (Konik Kanal) sistemi Bu sistemde kıyıya gelen dalga, daralan kanala ulaştığında aynı su kütlesinin, ebadının birinin değişmesi sebebiyle, kazandığı enerji ile yükselen su kütlesinin rezervuarı doldurması prensibine göre çalışır. Rezervuardan Kaplan tipi türbin vasıtası ile jeneratör çalıştırılır. Bu sistem Topoğrafik yapısı uygun Okyanus kıyılarında ve yüksek dalga boylarında kullanılır.

The Wave Dragon sistemi Bu sistemde havuz sistemlerinde dalga enerjisini kullanmak için bir rampa vasıtasıyla deniz seviyesinden yüksekte doğal havuz oluşturulur ve rampaya yerleştirilen uygun bir türbinden geçen su kütlesiyle elektrik enerjisi elde edilir.

OSPREY sistemi "Oyster" kelime olarak istiridye anlamına gelmektedir. İstiridye denmesinin sebebi, çalışma mekanizmasının tıpkı bir istiridyenin açılıp kapanmasına benzediği içindir. Oyster dalga jeneratörü, kıyıdan yarım kilometre çapında bir uzaklıkta, 10 ile 15 metre arasında değişen derinlikte deniz tabanına yerleştirilen, bir yüzeyi tabana oturmuş diğer yüzeyi de taban yüzeyine bağlı dalganın yönüne göre açılıp kapanabilen bir sistemden oluşmaktadır.   Oyster' ın hareketli kapağı dalganın gelişine göre açılıp kapanırken, hareketli kapakla tabanda sabit olan kapak arasındaki hidrolik pistonlar dalganın gücünü kullanır. Elektrik karada üretilmektedir. Bu yüzden kara da bulunan hidro-elektrik türbini çalıştırmak için deniz altı boru hattı aracı ile hidrolik pistonlar, deniz suyunu yüksek basınçla karaya iletirler. Karada da hidro-elektrik türbinleri ile elektrik enerjisi üretilmektedir.

26 metre genişliğinde, 15 metre yüksekliğinde olan bu makine 800 kW  kadar enerji üretebilmektedir.

McCabe dalga pompası Bu cihaz, birbirine menteşeli, düzenli bir şekilde sıralanmış ve birbirlerine bağlı hareket eden 3 adet dikdörtgen çelik (4 m genişliğinde) duba içermektedir. Ekstra bir kütle eklenmesiyle merkez dubanın ataletinin artması sağlanır. Enerji ise merkez duba ile diğer dubalar arasına monte edilen hidrolik pompa vasıtasıyla menteşe noktalarındaki hareketten sağlanmaktadır. Örnek bir cihaz 40 metre uzunluğunda Kilbaha ve İrlanda’da kurulmuştur.

SEARASER İngiliz Alvin Smith, hazırladığı dalga pompası mekanızması ile denizdeki en küçük dalgadan bile elektirik enerjisi ürettiğini belirterek bunu tanıttı. Deniz dibine zincirle sabitlenerek suyun üzerine bırakılan ve dalgaların etkisiyle sürekli yukarı-aşağı hareket eden duba boruları, her dalgada su pompalar. Kıyıda yüksek bir noktaya pompalanan su, deniz seviyesine geri dönüşünde, düşey akıntıyla çarptırıldığı türbinlerle,elektirik üretilir.

Pelamis sistemi Pelamis dalga jeneratörü alanında oldukça ilginç, tanınmış bir üründür. Jeneratörün çalışma prensibi ise dalgaların oluşturduğu şekle uyum sağlayarak enerji üretmesidir. Büyük su yılanı diye bilinen bu makine dört hareketli parçadan oluşur. Bu parçalar dalgaların hareketine göre, parçaların birbirine bağlandığı noktadan bükülüp açılarak hareket etmektedir. Hareketin sağlandığı noktalarda bulunan hidrolik jeneratörler tarafından da elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Pelamis dalga jeneratörü verimli dalga oluşumu sağlanırsa 500 evin yıllık elektrik tüketim ihtiyacını karşılayabilecek enerjiyi üretebiliyor.  

PENDULAR Sistem bir kanadı denize açılan dikdörtgen şeklindedir.Sistemin deniz yüzeyiyle temas halinde olan alt yüzeyinde bulunan hidrolik pompalar dalga hareketi ile yukarı-aşağı hareketlenir. Pompalar vasıtası ile kapalı sistem içerisinde bulunan hidrolik sıvı devirdaim yapmaktadır. Sistemde yer alan türbinler ile mekanik enerji meydana gelir ve bu mekanik enerji jenaratör yardımı ile elektirik enerjisine dönüştürülür.

GÜNCEL HABERLER Çin, dünyanın en güçlü gelgit enerji jeneratörünü faaliyete geçirdi. 18/08/2016 Çin, bağımsız olarak geliştirdiği dünyanın ilk 3.4 megavatlık modüler gelgit enerji akım jeneratörünü faaliyete geçirdi. People’s Daily gazetesi haberine göre, 27 Temmuz’da Zhejiang eyaletinin Zhoushan ilçesindeki Syushan Adası’na kurulan gelgit akım jeneratör 15 Ağustos’ta ilk toplu elektrik üretimini yaptı. Mevcut 7 modülünden 2’si etkin olan jeneratörün diğer modülleri, ortak şebekeye bağlanmasını ardından Ağustos 2016 sonuna kadar enerji üretimine başlamış olacak. Jeneratörün 5-6 milyon kilovat saatlik yıllık enerji üretimi ile 2-3 bin haneye elektrik sağlaması mümkün olacak. Jeneratör tam kapasiteye ulaştığında dünyadaki mevcut jeneratörlerin en güçlüsü olacak.

Gana, dalga ve rüzgardan elektrik enerjisi üretecek. 17/02/2017 Afrika ülkesi Gana, dalgalardan enerji üretebilmek için İsrail şirketi Yam Pro Enerji ile harekete geçti. Gana, İsrail şirketi Yam Pro Enerji ile başkenti Accra’nın okyanus dalgalarını enerjiye çevirmek için anlaşmaya vardı. Anlaşmayla dalga ve rüzgarlardan elektrik enerjisi üretecek olan Gana, öncelikli olarak kendi ihtiyacını sağlayıp sonra da bu enerjiyi satarak milli gelir oluşturmayı amaçlıyor.

MWPP (Metin’s Weva Power Plant) DALGA ENERJİSİ TÜRKİYE ÇALIŞMALARI MWPP (Metin’s Weva Power Plant)

2004 yılında TÜBİTAK’ın projemizi destekleyeceğini bildirmesi ve KOSGEB’inde faizsiz geri ödemeli 70.000 € vereceğini bildirmesi, proje için harekete geçilmesini sağlamış ve Kdz. Ereğli’de bir model çalışmasına başlanılmıştır.

Türkiye'de ilk dalga enerjisinden elektrik enerjisi üretimi projesi olan sistem maddi sıkıntılar nedeniyle yarım kalmış. 2004'te alınan 472 bin liranın geri ödemesinde TUBİTAK tarafında sadece 51 bin lira yardımda bulunulmuştur. Sistemin patenti 15.03.2001 tarihinde alınmış.

15 m olması, dalga boyunun ise 76 m Modelin çalışma prensibi şasesinin 15 m olması, dalga boyunun ise 76 m civarında olması, modelin dalga formuna uyması sebebiyle, sensör tankların şase ile arasında enerji aktarılması minimum oranda gerçekleşmiştir. İdeal şase boyunun 2 dalga boyu olarak yapılması, şase ile sensör tanklar arasında enerji aktarılmasını sağlayacaktır.

Bir şaseye ortasından mafsal ile bağlı sensör tanklar bağımsız olarak salınım yaparken, uçlarında bulunan doğrusal pompalarla kapalı hidrolik devreye mineral yağ pompalarlar. Kapalı hidrolik devre ve üzerindeki hidrolik akümülatörler ve Valfler ile debi düzenlenir, hidro-motoru döndürür, bağlı olduğu jeneratörü gerekli devirde döndürerek enerji elde edilir.

Temsan - Boren Dalga Santralı Temsan ve Boren'in ortaklaşa kurdukları deneme amaçlı preje ilk denemeleri başarıyla geçti. Sakarya’nın Karasu ilçesinde kıyıdan 100 metre açıkta kurulan dalga enerjisi santralı günde 5 kilowat saat elektrik üretebiliyor. Denize yerleştirilen 5 platformun dalgaların dikey hareketlerini bir jeneratöre iletmesiyle çalışan sistem Türkiye'deki az sayıda uygulamalardan biri.

Sistemde  4 adet duba, 1 adet şamandıra ve şamandıraya bağlı bir jeneratörden oluşan sistem, kıyıdan 100 metre mesafede ve derinliği 43 metre olan bölgede suya indirilerek devreye alındı ve günde 5 kilovat saat elektrik üretimi gerçekleştirildi.

 Sistemde 4 adet şamandıra bulunduğunu, şamandıra içinde yer alan mıknatısın da bordan imal edilmiştir.  Yaptıkları hesaplamalara göre dalga enerjisinde Türkiye potansiyelinin yaklaşık 3 Keban Barajı kadar olduğunu bilinmektedir.

ÜLKEMİZDE DALGA ENERJİSİNİN ÖNEMİ NATO TU WAVE projesi sonucunda oluşturulan “Türk Kıyı Rüzgarları ve Derin Dalga Atlası” verilerinden yararlanarak yaklaşık belirgin dalga yüksekliği (H) ve dalga periyodu (T) değerleri ile minimum enerji akışı için aylık ortalama, maksimum enerji akışı için aylık ortalamaların matematik ortalaması ve en büyük değerlerin en düşük olan değerleri kullanılarak hesaplanan Türk sularının kullanıma hazır yaklaşık azami ve asgari Dalga Enerji seviyeleri haritada üzerinde belirtilmiştir

ASGARİ DALGA ENERJİ SEVİYELERİ

AZAMİ DALGA ENERJİ SEVİYELERİ

• Marmara Denizi 0.31-0.69 kWh/m • Ege Denizi 2.86-8.75 kWh/m Bölgesel ortalama dalga yoğunlukları aşağıdadır; • Karadeniz 1.96-4.22 kWh/m • Marmara Denizi 0.31-0.69 kWh/m • Ege Denizi 2.86-8.75 kWh/m • Akdeniz 2.59-8.26 kWh/m • İzmir-Antalya 3.91-12.05 kWh/m Her bir bölgenin coğrafi konuma bağlı olarak, enerji üretebileceği düşünülen dalgaları oluşturabilecek yönler, hızlar ve esme süreleri dikkate alınarak ayıklanmıştır.

Ülkemizde dalga enerjisine gerçek potansiyele sahip Ege, Akdeniz ve Batı Karadeniz bölgesi olmak üzere kıyı alanları bulunmaktadır. Birbirine yakın kıyı alanlarında oldukça farklı dalga enerjisi potansiyellerinin olduğu görülmekte olup dalga enerjisi üretimi için yapılacak yatırımlar öncesinde mikro ölçekte yer seçiminin özellikle dalga ölçümleri yapılarak gerçekleştirilmesinin gerektiği sonucuna varılmıştır.

Bir diğer husus ise dalga enerjisi üretim sisteminin mevcut veya planlanan liman ve benzeri amaçlarla inşa edilecek kıyı yapıları ile birlikte tasarlanmasıdır. Bu taktirde yatırım maliyetinin minimize edilmesinin de mümkün olabileceği düşünülmektedir. Yüzen gemilerin, dalgaların üzerindeki yukarı ve aşağı hareketleri, suyun kaldırma gücü ile yer çekimi arasındaki büyük gücü göstermektedir. 50.000 Tonluk bir geminin dalgaların üzerinde 2 m yukarı ve aşağı hareketinin 10 saniyede gerçekleştiğini varsayalım. Bu durumda ortaya çıkan enerji: 50.000 x 2 x 2 /10 = 20.000 Ton.m/sn dir. → 1 kW = 102 kg.m/sn olduğuna göre Burada ortaya çıkan enerji 20.000 Ton.m/sn / 0,102 Ton.m/sn → ≈ 200.000 kW

Derin sulardaki toplam ortalama dalga enerji kaynakları, Türkiye kıyı şeridi boyunca dalga güçlerinin birleştirilmesiyle değerlendirilebilir. Türkiye’nin toplam kıyı uzunluğunun (8210 km) beşte biri kadarının denizden dalga enerjisi elde etmede kullanılabileceği varsayılabilir. Sadece bir seri/dizi küçük ölçekli dönüştürücüden, yıllık 4-17 kW/m arasında dalga gücü olan sularda, toplam yaklaşık en az 10 TWh/yıl enerji elde edilebilir. Bu, ekonomik olarak üretilebilir Türkiye Hidroelektrik enerji potansiyelinin %12,5’idir.

Projenin başlangıcındaki diğer önemli parametre “Dalga Enerjisi Gelişim İndeksi” (DEGİ) değerleridir. Yıllık ortalama dalga enerji akışının, fırtına boyutlarındaki dalga enerji akışına bölünmesidir. Böylece birimsiz bir değer sayısı elde edilir ki bu da DEGİ’yi verir. Denizlerdeki DEGİ değerleri yüksek olmayan, fakat Dalga Enerji seviyesi yüksek olan noktalar en iyi üretim noktaları olarak nitelenmektedir. Çünkü yüksek DEGİ değerleri denizdeki belirli bir noktadaki yıllık ortalama dalga enerjisi potansiyelinin elde edilebilmesi için tasarlanacak dalga dönüştürücüsünün/çiftliğinin yatırım maliyetini arttıracaktır.

DÜNYADA DALGA ENERJİSİ Dünya’da dalga enerjisi üreten ülkeler şöyledir: Orkney Dalga Enerjisi İstasyonu – 2,4 MW – İngiltere, Agucadoura Dalga Tarlası – 2,25 MW – Portekiz, Islay Limpet – 500 kW – İngiltere, Mutriku Breakwater Dalga Tarlası – 300 kW – İspanya, Azura Dalga Enerji İstasyonu – 200 kW – Amerika, SDE Deniz Dalgası Güç İstasyonu – 40 kW – İsrail, Çin 0,7-4,5 Kw

CETO Projesi Avustralya ve Fransanın 2012 yılında ortaklaşa yürüttükleri bir çalışmadır. Bu projede temiz su ve enerji elde etmek amaçlanmıştır. Jeneratörler bir ağ ile birbirlerine bağlanıyor. Mevcut dalga jeneratörlerinin aksine bu jeneratörler deniz yüzeyinin biraz daha altında tutuluyor. Bu sayede yüzeydeki dalgalardan korunuyor ve yüzey altından gelen akımlar ile elektrik üretiyor. Jeneratör elektriği ve ürettiği basınçlı temiz suyu kıyıdaki santrallere iletiyor. 

DALGA ENERJİSİNİN EKONOMİK ANALİZİ Dalga enerjisinin ekonomik analizi kullanılan sistemlerin etkinliği,yatırım maliyetleri,elde edilebilirlik ve işletme masrafları ile ilgilidir. Bir dalga enerjisi dönüştürücüsü oluşturmak ve kıyıya yerleştirmek için gerekli yatırım maliyetinin sistem elemanlarına göre dağılımı şöyledir:

DALGA ENERJİSİ SANTRALİ MALİYET TABLOSU

“ Ülkemizin enerji ihtiyacı bakımından, 2001 yılında % 60 , 2010 yılında % 72 ve 2020 yılında da % 80 oranında ithal bağımlılığı olacaktır.” denilmektedir. Bu da gittikçe artan bir döviz ihtiyacını getirecektir. Bu dışa bağımlılık, her an yaptırım aracı olarak kullanılabileceği gibi, olağanüstü durumlarda ambargo malzemesi olarak da kullanılacağı unutulmamalıdır. Bu görevi üstlenecek en büyük kaynak Dalga Elektrik Santrallaridir. Tesis kuruluş maliyeti 600-2000 $/kW, Birim Enerji maliyeti 2,70 – 3,60 cent/kwh olan enerji bedeli, tüketiciye 3,5 ≈ 4,5 cent/kwh civarında bir fiyatla verilebilecektir.

AVANTAJLARI Tükenmeyen enerji kaynağıdır ve sonsuzdur. Yenilenemeyen ve tükenebilir olan fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltır. Temiz enerji kaynağı olan dalga enerjisi çevreyi ve doğayı kirletmez. Ekonomik açıdan yeni iş imkanları oluşturur ve işsizliği azaltır. Elektriğin olmadığı yerlerde elektrik sağlar. Deniz ve okyanus gibi yerlerde yapılacak olan çalışmalar ile potansiyel teknolojilerin kullanımına da imkan tanır.

Ayrıca temiz içme suyu elde etmede de kullanılır Ayrıca temiz içme suyu elde etmede de kullanılır. Tuzlu suyu tatlı suya çevirebilir. Bunun en büyük örneği, yavru vatan Kıbrıs’ta yıllardır deniz suyu arıtılarak içme suyuna çevrilerek kullanılmaktadır. Deniz ve okyanus diplerindeki zenginlikleri keşfetmemize olanak tanır. Su kaynaklarımızın kıyılarını da korumamızı sağlar.

DEZAVANTAJLARI Dalga enerjisi ile elektrik üretebilmek için her dalga boyuna göre sıfırdan bir tasarım yapmak gerekir. Çünkü her dalganın boyu aynı değildir. Bu yüzden standart bir dalga enerji sistemi de yoktur. Dalga enerjisi sistemleri uygulanırken karşısına pek çok sıkıntılı bölgeler çıkabilmektedir. Bunlar gemi rotaları (güzergahları), askeri tatbikat alanları, balık avlanma sahaları ve deniz altından giden kablolar gibi. Eğer bunlara dikkat edilmezse, çok büyük sorunlar ortaya çıkabilmektedir.

SONUÇ Dalga enerjisinin ilk yatırımından ve bakım giderlerinden başka gideri olmayan, birincil enerjiye bedel ödenmeyen, doğaya her hangi bir kirletici bırakmayan, ucuz, temiz, çevreci ve çok büyük bir enerji kaynağı olan ve bunun kullanımını sağlamak için araştırma çalışmalarının yapılması ülke için çok önemlidir.  Günümüzde dalga enerjisi yaygın değildir. Bunun nedeni, şiddetli fırtınalarda dalga enerjisi türbinlerinin çok zarar görmesi ve dalga oranının çok yüksek olduğu yerlerin kısıtlı oluşudur.

BİZİ DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ…