← Ünite 10
Makina ve Teçhizat

Ünite 10: Yenilenebilir Enerji Kaynakları

Dünya Enerji Tüketiminde Yenilenebilir Enerji Oranı
Günümüzde dünyadaki toplam enerji tüketiminin yaklaşık %20'lik kısmı yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanmaktadır. Bu oran, ülkelerin çevre kirliliğini önlemek adına fosil yakıtlardan vazgeçerek bu kaynaklara yönelmesiyle her geçen gün artmaktadır.
Atatürk Barajı Hidroelektrik Santrali
Türkiye'nin en büyük kurulu güce sahip hidroelektrik santrali olan Atatürk Barajı HES, 2405 MW kurulu gücü ile ülkenin elektrik ihtiyacının karşılanmasında çok önemli bir paya sahiptir.
Keban ve Karakaya Barajları Kapasitesi
Türkiye'deki diğer önemli hidroelektrik santrallerinden Keban Barajı HES 1330 MW, Karakaya Barajı HES ise 1800 MW kurulu güce sahip olup Fırat Nehri üzerinde konumlanmış devasa enerji tesisleridir.
Güneş Sabiti Değeri
Dünya atmosferinin dış sınırında güneş enerjisinin şiddeti sabit olup 1370 W/m² değerindedir. Ancak bu enerjinin atmosferdeki yutulma ve yansımalar nedeniyle yeryüzüne ulaşabilen kısmı en fazla 832 W/m² civarındadır.

Anahtar Kavramlar

Yenilenebilir EnerjiSürekli bir doğal çevrim sürecinde aynı kalabilen, kullanılmasına rağmen tükenmeyen ve azalmayan enerji kaynaklarıdır. Güneş, rüzgâr ve hidrolik enerji bu kaynakların en yaygın örnekleridir.
DüşüBir hidroelektrik santralin inşa edildiği yerde, baraj göl seviyesi ile türbinler arasında kalan dik mesafedir. Türbin seçiminde en önemli parametrelerden biridir.
Aksiyon (Etki) Tipi TürbinAkışkanın sadece kinetik enerjisinden yararlanan eş basınç türbinleridir. Pelton türbini bu sınıfa giren en yaygın türbin çeşididir.
Reaksiyon (Tepki) Tipi TürbinSuyun hem kinetik hem de potansiyel enerjisinden yararlanan, çark girişindeki basıncın çıkıştan büyük olduğu türbinlerdir. Francis ve Kaplan türbinleri bu gruptadır.
Pelton Türbini300 metreden yüksek düşülerde ve küçük debilerde kullanılan, su jetinin kepçelere çarptırılmasıyla çalışan bir aksiyon türbinidir.
Francis Türbini80 ile 300 metre arasındaki orta düşülerde ve orta büyüklükteki debilerde çalışan, suyun çarka radyal girip eksenel çıktığı reaksiyon tipi türbindir.
Kaplan Türbini2 ile 80 metre arasındaki düşük düşülerde ve yüksek debilerde çalışan, palalarının açısı işletme sırasında ayarlanabilen reaksiyon tipi türbindir.
Uskur TürbiniDüşük debi ve 100 metreden az düşülerde çalışan, palaları çarkın göbeğine sabit biçimde bağlı olan reaksiyon tipi türbindir.
RüzgârAtmosferde güneşin yeryüzünü eşit ısıtmaması sonucu oluşan basınç ve sıcaklık farklarının dengelenmesi amacıyla meydana gelen hava akımıdır.
Yatay Eksenli Rüzgâr TürbiniKanatları rüzgâr yönüne dik, dönme ekseni rüzgâra paralel olan ve verimi yaklaşık %45 civarında olan rüzgâr türbini tipidir.
Dikey Eksenli Rüzgâr TürbiniDönme ekseni rüzgâr yönüne dik olan, kuleye ihtiyaç duymadan doğrudan yere monte edilen ve verimi %35 civarında olan türbin tipidir.
Füzyon ReaksiyonuGüneşin merkezinde hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyum çekirdeklerine dönüşmesi ve bu esnada devasa miktarda enerji açığa çıkarması olayıdır.
Güneş Pili (Fotovoltaik Pil)Üzerine ışık düştüğü zaman yarı iletken malzemeler yardımıyla güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çeviren elemanlardır.
Güneş HavuzuTuz konsantrasyonu kullanılarak suyun aşağıdan yukarıya doğru sıcaklık dağılımının düzenlendiği ve güneş enerjisini depolayan su havuzlarıdır.
Jeotermal EnerjiYerin altındaki derinliklerde yüksek sıcaklık ve basınç altında depolanmış su, su buharı veya kızgın buhar halindeki enerji kaynağıdır.
Kuru KayaDoğal jeotermal akışkanın bulunmadığı kızgın kayalara yüzeyden su enjekte edilerek yapay rezervuar oluşturulması yöntemidir.
ReenjeksiyonKullanılan jeotermal akışkanın kaynağın sürekliliğini sağlamak ve çevreyi korumak amacıyla tekrar yer altına pompalanması işlemidir.
Biyokütle EnerjisiBitki ve hayvan atıklarının, ekinlerin veya odun parçalarının yakılması ya da çürütülmesi yoluyla elde edilen yenilenebilir enerji türüdür.

Diğer Önemli Bilgiler

Mersin Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi Santrali

Mersin'de 2013 yılında 50 milyon dolar maliyetle 100 dönüm arazi üzerine kurulan Türkiye'nin tek yoğunlaştırılmış güneş enerjisi santrali, 5 MW kurulu güce, 50 metre yüksekliğinde bir kuleye ve 510 adet yansıtıcı aynaya sahiptir.

Türkiye'nin En Büyük Fotovoltaik Kapasitesi

Türkiye'de fotovoltaik elektrik üretimi kapasitesinde lider şehir Konya'dır (Konya-I ve Konya-II toplam 92 MW). Konya'yı sırasıyla 77 MW ile Van ve 35 MW ile Mersin illeri takip etmektedir.

Türkiye Rüzgâr Enerjisi Santralleri Sayısı

Türkiye Rüzgâr Enerjisi Birliği'nin Ocak 2016 raporuna göre, ülkemizde işletmede olan 113 rüzgâr enerji santrali bulunmakta ve bu santrallerin toplam kurulu gücü 4718 megavat seviyesine ulaşmaktadır.

Türkiye'nin Jeotermal Isı Kapasitesi

Aralık 2018 verilerine göre Türkiye'nin jeotermal ısı kapasitesi 5000 MW'a yükselmiştir. Bu kaynakların %90'ı düşük ve orta sıcaklıkta olup direkt ısıtma ve termal turizm için, %10'u ise elektrik üretimi için uygundur.

Jeotermal Tesislerin Fiziki Ömrü

Yerin altındaki sıcak su ve buhar rezervlerinden yararlanan jeotermal enerji santrallerinin ortalama işletme ve fiziksel ömürleri yaklaşık 45-50 yıl arasında değişiklik göstermektedir.

Güneş Pillerinin Fiziksel Boyutları

Elektrik üretiminde kullanılan standart güneş pilleri, yaklaşık 100 cm² alana sahip kare veya dikdörtgen şeklinde üretilirler ve kalınlıkları sadece 0,2 ile 0,4 mm arasında değişen hassas elemanlardır.

Tek Kristalli Güneş Pili Verimi

Güneş pillerinin verimleri kullanılan malzemeye göre değişir. En yüksek verim %15-17,5 ile tek kristalli yapılarda görülürken, çok kristalli yapılarda %12-14, silisyumlu yapılarda ise %5-8 arasındadır.

Parabolik Oluk Kollektör Sıcaklık Sınırı

Güneş ışınlarının parabolik oluk şeklindeki toplayıcılarda yoğunlaştırılması yöntemiyle, boru içerisindeki akışkanda 400°C'ye kadar ulaşan çok yüksek sıcaklıklar elde edilebilmektedir.

Parabolik Çanak Sistemlerin Sıcaklık Gücü

Odaklı güneş enerjisi toplayıcıları arasında yer alan parabolik çanak sistemler yardımıyla 1400°C gibi ekstrem sıcaklıklara ulaşılarak yüksek basınçlı buhar veya doğrudan Stirling motoruyla elektrik üretilebilir.

Sınavda Dikkat Et

  • Türbin sınıflandırmasına dikkat edin; Pelton aksiyon (etki) tipi iken, Francis ve Kaplan reaksiyon (tepki) tipidir. Sınavda bu eşleştirme sıkça sorulur.
  • Rüzgâr türbinlerinin verim oranlarını karıştırmayın; yatay eksenli türbinlerin verimi %45, dikey eksenli türbinlerin verimi ise %35'tir.
  • Güneş pillerinin verim sıralamasını aklınızda tutun; en yüksek verim tek kristalli yapılarda (%15-17,5), en düşük ise silisyumlu yapılardadır (%5-8).
  • Jeotermal santral tiplerinin çalışma prensibini ayırt edin; separatör (ayrıştırıcı) kelimesini görürseniz cevap kesinlikle flaş buhar santralidir.
  • Reenjeksiyon kavramının amacını iyi öğrenin; jeotermal akışkanın kaynağa geri gönderilmesi hem sürdürülebilirliği sağlar hem de çevreyi korur.
  • Biyokütle enerjisinin elde edilme yöntemlerini unutmayın; doğrudan yakma veya tanklarda çürütme yoluyla metan gazı elde etme yöntemleri mevcuttur.