HİDROELEKTRİK SANTRALLER

İçerik HİDROELEKTRİK ENERJİ NEDİR? HİDROELEKTRİK SANTRALLER NEDİR? NASIL ÇALIŞIR? HİDROELEKTRİK SANTRALLER TARİHÇESİ HİDROELEKTRİK SANTRALLERİN YAPI BİLEŞENLERİ HİDROELEKTRİK SANTRAL ÇEŞİTLERİ HİDROELEKTRİK SANTRALLERİN AVANTAJ&DEZAVANTAJLARI TÜRKİYE’DE HİDROELEKTRİK SANTRALLER DÜNYADA HİDROELEKTRİK SANTRALLER SONUÇ KAYNAKÇA

HİDROELEKTRİK ENERJİ NEDİR? Belli bir miktar yükseklik kazandırılan sıvının sahip olduğu potansiyel enerjiye, hidrolik enerji denir. İşte bu hidrolik enerji, ilk olarak bir takım düzeneklerin yardımıyla mekanik enerjiye dönüştürülür. Ardından, oluşturulan mekanik enerji, elektrik enerjisine dönüştürülür. Sahip olunan bu enerjiye, HİDROELEKTRİK enerji denir.

HİDROELEKTRİK SANTRAL NEDİR? NASIL ÇALIŞIR? ‘’HES’’ kısaltması ile bilinen hidroelektrik santraller, hidroelektrik enerji üreten tesislerdir. Doğal yada suni şekilde, belli bir yükseklik kazanmış olan su, kendisinden daha düşük seviyede ki türbinlere iletilmektedir. Alt seviyedeki türbin çarklarına, çok hızlı halde çarpan su, türbin milini döndürmektedir. Buna bağlı olarak, jeneratör çalışmaktadır ve elektrik enerjisi üretilmiş olmaktadır.

TARİHÇE Anadolu’da ilk baraj, Hititler tarafından MÖ. 1300 yılında inşa edilmiştir. Urartular MÖ. 1000 yılında Van ilinde iki önemli hidrolik yapı tertip etmiştir. Bu sistemin bazı bölümleri hala kullanılmaktadır. Dara Barajı, Anadolu’da Mardin ili yakınlarında altıncı yüzyılda kurulmuştur ve bu baraj dünyadaki İlk ince kemer tipli baraj olarak kaydedilmiştir. Türkiye’de ise elektrik enerjisi ilk kez 1902 yılında Tarsus'ta kurulan bir HES ile üretilmeye ve kullanılmaya başlanmıştır. II.Abdülhamid sayesinde kurulmuştur. Üretilen elektrik enerjisi ile önce Tarsus'un sokakları aydınlatıldı. Türkiye Cumhuriyeti'nin kurulduğu 1923 yılında, kurulu güç 33 MW ve yıllık üretim 45 milyon kWh iken; 1935 yılına gelindiğinde, kurulu güç 126,2 MW, üretim ise 213 milyon kWh. Günümüzde ise Türkiye'de bulunan 595 Hidroelektrik Santrallerinin toplam kurulu gücü 26.694,92 MW'dır.

HİDROELEKTRİK SANTRALİNİN TEMEL BİLEŞENLERİ SET- Büyük bir su rezervuarı oluşturmak amacıyla beton ve beton benzeri kompozit malzemelerden oluşan ve suyu tutmaya yarayan büyük bloklardır. CEBRİ BASINÇLI BORULAR- Baraj gölü ile türbinler arasındaki basınçlı borulardır. Akışkanın iletilmesini sağlarlar TÜRBİN- Su, türbinin geniş pervanelerine vurduğunda pervaneler dönmeye başlar. Bu türbinin mili aynı zamanda jeneratöre bağlıdır. JENERATÖR-Türbin pervaneleri döndüğünde, türbin miline bağlı jeneratör- ün dev mıknatısları da dönmeye başlayacaktır. Dönen bu dev mıknatıslar bakır bobinlerde alternatif akım üretilmesine sebep olacaktır. TRANSFORMATÖR- Elde edilen gerilimi düşürmeyi veya yükseltmeyi sağlar. Hidroelektrik santrallerinde genelde düşük gerilimi yükseltmek amacıyla tasarlanmışlardır. Tek fazlı veya üç fazlı olabilirler. ŞALT SAHASI-Transformatörlerde oluşan yüksek gerilimin elektrik iletim hatlarına bağlandığı bölgedir.

HİDROELEKTRİK SANTRAL ÇEŞİTLERİ Üzerine kuruldukları suyun özelliğine, suyun düşü yüksekliğine, baraj yapım malzemesine, santral kapasitesine, santral yapım yerine ve üretilen enerjinin karakter ve değerine göre çeşitlere ayırabiliriz.. Hidroelektrik santrallerin üzerine kuruldukları suyun özelliğine göre çeşitleri;

1. Akarsu Tipi (Barajsız) Hidroelektrik Santraller Akarsu, bir kanal veya tünele alınarak belli bir meyil kazandırılır. Türbin ise bir köprü gibi kanalın üzerine kurulur. Barajsız hidroelektrik santrallerin kurulacağı akarsuyun türbin milini çevirebilecek potansiyele ve yıllık debisinin asgari elektrik üretimine yetecek kadar olması gerekir. Ülkemizde Dicle Nehri’nin Botan Kolu üzerinde bu tarz bir sistem bulunmaktadır.

2. Depo Tipi (Barajlı) Hidroelektrik Santraller Akarsu üzerine barajlar yapılarak, önce büyükçe bir yapay 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 kadar uluslararası ölçütlere göre baraj niteliğinde olan 504 adet depolama tesisinin yapımı gerçekleştirilmiştir. Atatürk, Keban, Altınkaya, Karakaya Hidroelektrik santralleri ülkemizin önemli depo tipi (barajlı) santrallerindendir.

3. Med-Cezir (Gel-Git) Hidroelektrik Santraller Okyanuslarda meydana gelen gel-git olayından yararlanılarak elektrik enerjisi üreten santrallerdir. Yükselen denizin suyu bir koya (haliç) alınır. Su alma işi kapaklar yardımıyla yapılır. Su yükselirken (hazneye dolarken) türbin çalışmaya başlar. Yükselme tamamlanınca, su alma kapağı kapanır ve tutulan su kanal yardımıyla türbine verilir. Su çekilirken de türbin çalışır ve elektrik üretir. Yani hazneye su dolarken de boşalırken de türbin çalışır ve elektrik üretir. 

Ülkemiz, gel-git enerjisi bakımından uygun değildir Ülkemiz, gel-git enerjisi bakımından uygun değildir. Ancak dünyada uygulamaları vardır. Örneğin; Fransa'nın, Atlantik sahilinde her biri 10 MW gücünde 24 adet santrali vardır.

4. Depresiyon Hidroelektrik Santraller Denizden alçakta olan çöllerde veya denize kıyısı olan çok sıcak bölgelerde, suyun fazla buharlaşmasından yararlanılarak elektrik üreten santrallerdir. 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. Daha 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. Bir diğer yöntem ise; çöllerdeki deniz seviyesinden alçakta bulunan çukurlara, deniz suyunun taşınması 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.. Uygulanması düşünülen projenin şematik görünüşü şekilde görüldüğü gibidir.

HİDROELEKTRİK SANTRALLERİN AVANTAJLARI Kurulan barajların 30 40 yıl gibi uzun süre çalışma süreleri vardır yani oldukça uzun ömürlüdür. Su savakları enerjiye ihtiyaç duyulmadığı zamanlarda kapatılabilir. Elektrik talebinin fazla olduğu bir zaman tekrar devreye girebilir. Baraj arkasında oluşturan göl su sporları ve eğlence / zevk faaliyetleri için kullanılabilir. Genel olarak barajlar yardımıyla kurulduğu için ; yerleşim yerlerinin suyunu karşılar, sel ve taşkınları önler, tarım arazilerinin sulanmasını sağlar, iklimde yumuşamaya sebep olur. Yakıtlı bir santral olmadığı için hava ve çevre kirliliğine yol açmaz. Boşa akan suların değerlendirilmesi mümkün olacaktır.

HİDROELEKTRİK SANTRALLERİN DEZAVANTAJLARI Baraj inşaatı oldukça maliyetli ve yüksek standartlıdır. Baraj çevresinde yaşayan yerleşim birimleri için herhangi bir kaza durumunda büyük tehdit oluşturabilir. Büyük barajların yapımı bölgede büyük jeolojik değişimlere sebep olur örneğin Hoover barajı yapıldığı yerde büyük deprem riskleri yaratmıştır. Barajlar suyun üzerine büyük setler çektiği için nehrin devam eden kısmını engelleyebilir bu da sınır komşusu olan ülkeler arasında çeşitli sorunlara yol açabilir. Bunların yanında o bölgede yaşayan doğal habitata zarar verebilir. Su seviyesinde meydana gelen değişiklikler özellikle denizde yaşayan canlıların yaşamı için büyük bir risk unsuru olmaktadır. Barajlarda meydana gelecek buharlaşmadan dolayı topraktaki tuzluluk oranı artacağından dolayı bölgedeki tarımı olumsuz etkiler. Sismik hareketlerde ve erozyon, sel gibi doğa olaylarında olası bir artış söz konusu.

HİDROELEKTRİK SANTRALLERİN ÖMRÜ NE KADAR? Projelerin ekonomik ömrü genellikle 50 yıl kabul edilir. 50 yıldan daha eski pek çok hidroelektrik santral hala işletme halindedir. Örneğin; 1930’larda inşa edilen Hoover Barajı hala ekonomik olarak elektrik üretmektedir.

Proje aşamasında olan (2 Proje aşamasında olan (2.522) Santrallerde dahil olmak üzere toplamda 43.404 MW güç kapasitesine sahiptirler.

Şanlıurfa ilinde bulunan Atatürk Barajı ve HES

Kars ilinde bulunan Arpaçay Telek HES

LİSANSSIZ ÜRETİM EPDK tarafından hazırlanan ve 21 Temmuz 2011 tarih ve 28001 sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe giren “Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik” hükümleri uyarınca azami 500 kW lık elektrik üretim tesislerinin lisans almadan kurulmasına imkan tanınmıştır.

Türkiye’deki en yüksek enerji üreten ilk üç HES şu şekildedir ; 1.Atatürk barajı ve HES Şanlıurfa ilimizde ve ürettiği güç 2.405MW gücü ile ortalama 2.100.350 kişinin tüm elektrik enerjisi ihtiyacını karşılar. 2.Karakaya barajı ve HES Diyarbakır ilimizde bulunmakta ve 1800 MW kurulu güce sahiptir. 6.720.005.899kilovatsaat elektrik üretimi ile 2.030.213 kişinin günlük tüm enerji ihtiyacını karşılar. 3.Keban barajı ve HES Elazığ ilimizde ve ürettiği toplam güç 1.330 MW’dir. 5.851.899.977 kilovatsaat elektrik üretim ile 1.767.946 kişinin günlük tüm ihtiyacını karşılar.

Zonguldak’ta Bulunan Hidroelektrik Santraller 1.Tefen HES 33 MW kurulu güç ile 31.091 kişinin günlük tüm elektrik enerjisi ihtiyacını karşılayabilir. Sadece konut elektrik tüketimi dikkate alındığında ise 32.670 konutun enerjisini karşılamaktadır. 2.Çayaltı Regülatörü ve HES 8.40 MW kurulu güç ile 7.311 kişinin günlük hayatında ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisini karşılamaktadır 3.Eğerci HES 1.34 MW kurulu güç üreterek ihtiyaç duyulan elektrik enerjisini karşılamaktadır.

Son 30 günde hidroelektrik santrallerden üretilen elektrik üretimi verileri ; En düşük üretim 101.876.810 kWh En yüksek üretim  211.610.700 kWh olarak kaydedilmiştir.

Şubat 2017 ve önceki 24 aylık dönemde hidroelektrik santralleri ile üretilen aylık elektrik üretimi grafiği

Yıllar İtibariyle Hidroelektrik Santrallerin Üretimi  2017 yılı için verilen değerlerden "TY" olarak işaretlenen değer 11.03.2017 tarihinden önceki 365 güne ait bir takvim yılı elektrik üretim değerini gösterir. "17" olarak işaretlenen değer ise 1 Ocak - 11.03.2017 tarihleri arasındaki 11.909.144.040 kWh olan 2017 yılı hidroelekrik santralleri elektrik üretimini gösterir.

HES'lerin Toplam Tüketimi Karşılama Oranı Hidroelektrik santrallerin üretimi ile Türkiye'nin toplam tüketimi karşılaştırıldığında 2014 yılında minimum, 1988 yılında ise maksimum tüketim karşılama değerleri oluşmuştur.

Türkiye’de Saatlik Elektrik Tüketimi 11 Mart 2017 tarihinde bir saat içerisinde En düşük elektrik tüketimi 26.119 MGh En yüksek elektrik tüketimi ise 36.431 MWh olarak gerçekleşmiştir. Son 30 gün içerisinde Türkiye'de gerçekleşen en düşük günlük elektrik tüketimi 656.546.490 kWh, en yüksek elektrik tüketimi ise 869.920.130 kWh oldu. Bu oranlar doğrultusunda HESler ile aylık yüzde %15 en düşük tüketim ihtiyacı %24 en yüksek tüketim karşılanmaktadır.

ÜLKEMİZDEKİ ÜÇ BÜYÜK İLLERİN ELEKTRİK TÜKETİM VERİLERİ Türkiye enerji üretiminin yüzde 15'ini tüketen İstanbul, 36,8 milyar kilovatsaat tüketim ile bazı Dünya ülkerini bile geride.Bu tüketim 2003 – 2013 yılları arasında çok yüksek bir artışla %78 oranında artmıştır. Macaristan'da yıllık elektirik tüketimi 34,4 milyar kilovatsaat, Danimarka'da 30,4 milyar kilovatsaat, Slovakya'da 28,6 milyar kilovatsaat, İrlanda'da 27,7 milyar kilovatsaat 17,6 milyar kilovatsaatle İzmir olurken onu 12,9 milyar kilovatsaatle Kocaeli takip etti. Başkent Ankara ise 12.2 milyar kilovatsaat elektrik tüketimiyle 4. sırada yeralıyor.

Hidroelektrik Enerjinin Dünyadaki Durumu Dünya Ekonomik Forumu'nun "Küresel Enerji Mimarisi Performans indeksi 2013" sonuçlarına göre, Türkiye 105 ülke arasında 44'üncü sırada yer alıyor. Türkiye, yapılan araştırmalara göre dünyada Çin'den sonra enerji tüketimi artış hızı en yüksek ikinci ülke konumunda.

Çin’de bulunan Dünyanın en büyük barajı olan Üç Geçit Barajı’nda (Three Gorges Dam) 15 nükleer reaktör gücündeki 32 jeneratör  ile tam kapasite çalışmaya başladı ve bu şekli ile 22.500MW kurulu  güce sahiptir bu değer Atatürk barajının neredeyse 10 katı demek

Günlük elektrik üretimi Kurumlara göre günlük elektrik üretimi

2017 Yılı Elektrik Üretiminin Kaynaklara Dağılımı

Sonuçlar ve Değerlendirme Bugün için Dünyada üretilen hidroelektrik enerji, toplam elektrik enerji üretiminin %20’sini sağlamaktadır. Fakat dünya hidrolik enerji potansiyelinin sadece %14,5 geliştirilmiştir. Bu değerler 2014 yılında Türkiye için sırasıyla %25 ve %49’dur (DSİ, 2015. Sürdürülebilir bir dünya ve ülkemiz için elektrik enerjisinin temininde temiz ve yenilenebilir hidrolik enerji önemli bir yer tutmaktadır. Çok sayıda ülke hidroelektrik enerjiyi gelecekteki ekonomik gelişmelerinin anahtarı olarak görmekte ve bu yönde ulusal bir strateji belirlemektedir Ülkemiz bakımından değerlendirildiğinde gerek sosyal bakımdan ve gerekse ekonomik bakımdan su ve toprak kaynaklarımızın geliştirilmesine ve hidroelektrik enerji üretilmesine daha çok imkan sağlanmalı ve öncelik verilmelidir. Ayrıca ileride olası kuraklıklara ve taşkınlara karşı tedbir almak bakımından barajlara (depolama tesislerine) önem verilmesi, barajların yapımına özellikle depolamalı HES’lerin yapımına imkan sağlanması ve öncelik verilmesi yararlı ve gerekli görülmektedir

KAYNAKÇA www.enerjiatlasi.com http://www.dunya.com https://tr.wikipedia.org http://enerjienstitusu.com

Bizi dinlediğiniz için teşekkürler Can Utku Aktaş 141106201013 Yunus Yıldız 141106201009