Dalga Enerjisi Nedir?

Dalga enerjisinin temel uygulamaları şunlardır:

• Nokta soğurucular
• Azaltıcılar
• Yüksekten bırakılan dalga
• Sonlandırıcılar

Nokta soğurucular, dalgalardan gelen hareketle birlikte zincirleme bir şekilde hareket eden yapılardır. Zincirleme hareket, elektromekanik veya hidrolik enerji dönüştürücülerinin harekete geçirilmesi için işlevseldir. sürülmesi için kullanılır. Noktasal soğurucular, denizin içerisine tamamen gömülü olarak çalışırlar.

Azaltıcılar, dalgaların geldiği yönün tersine doğru yerleştirilmiş çok uzun parçalara sahip yapılardır. Nokta soğurucuların aksine azaltıcılar, yüzebilir ve yapıların bir kısmı denizin üzerinde kalır. Yapı boyunca gelen dalgaların arasındaki uzunluk farkı, parçaların bükülmesini sağlar ve bu bükülme ile çeviriciler ve pompalar harekete geçer.

Yüksekten bırakılan dalga teknolojisi, okyanus veya denizden gelen dalgaların doldurulduktan sonra tıpkı barajlarda olduğu gibi su basıncı ile çalışan rezervuarlarda kullanıldığı bir yapıdır. Sular doldurulduktan sonra tekrar bırakılır ve yer çekimi nedeniyle deniz veya okyanusa tekrar akar. Suyun düşme enerjisi ile hidro türbinler harekete geçer.

Sonlandırıcılar, dalgaların hareket yönünde dikey bir şekilde uzanmış olan yapılardır. Dalga enerjisini yansıtmakla ve yakalamakla görevli olan bu yapılar, sahil ve denize yakın bölgelerde konuşlandırılır. Sonlandırıcılar, suyu alt tarafta bulunan ve üstünde sıkıştırılmış hava olan bir bölmeye alır. Dalganın hareketi ile birlikte giren su yukarı ve aşağı hareket ederek piston gibi çalışmaya başlar. Bu durum, sıkıştırılmış havanın türbine doğru itilmesine neden olur ve türbinleri harekete geçirir.

Merkez kaç kuvveti, Isaac Newton tarafından ortaya konulmuş bir tür eylemsizlik kuvvetidir. Merkez kaç kuvveti, dairesel hareket sırasında söz konusu kuvvete maruz kalan cismin dışarıya doğru kayma eğilimini ifade eder. Okyanus veya deniz yüzeyinde rüzgarın etkisiyle harekete geçen suların meydana getirdiği çukurlaşmalar, söz konusu bölgedeki su akımlarının merkez kaç kuvveti altına girmesine ve dalgalanma meydana getirmesine neden olur.

Sürtünme kuvveti, Isaac Newton tarafından bulunmuş bir kuvvet türüdür ve eylemsizlik kuvvetinin formlarından biridir. Sürtünme kuvveti, birbirine değen iki cismin arasında meydana gelen ve hareketi engellemeye çalışan bir kuvvettir. Sürtünme kuvveti hareketli ve hareketsiz durumlarda farklı şekillerde ortaya çıkar. Dalgaların hareketi sırasında sürtünme kuvveti kinetik bir şekilde varlığını ortaya koyar. Bu durum dalgaların bir bütün olarak dalga dalga hareket etmesine neden olur.

Rüzgarın etkisi ile okyanuslar ve denizler dalgalanmaktadır. Bu dalgalar, içerisinde itme gücü barındıran bir enerjiye sahiptir. Bu duruma dalga enerjisi adı verilir. Dalga enerjisi kullanılarak elektrik nasıl üretilir sorunsalı dalga enerjisinin önce mekanik sonra elektrik enerjisine çevrilmesiyle çözülür. Dalga enerjisi, dalga türbinleri kullanılarak mekanik enerjiye çevrilir. Bu işlem; sonlandırıcı, azaltıcı veya noktasal soğurucularla yapılır. Dalga türbinlerinin ve hidrolik pompaların harekete geçmesiyle dönen miller, bir transformatör yardımıyla elektrik üretimi gerçekleştirir.

Dalga enerjisinin avantajları şunlardır:

• Yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağıdır.
• Çevre dostudur.
• Yenilikçidir.
• İstihdam alanlarının artmasını sağlar.
• Maliyet yönünden diğer pek çok enerji kaynağına göre daha avantajlıdır.

Dalga enerjisi, kurulum aşamasında nükleer enerjiden daha ucuz bir enerji kaynağıdır. Nükleer enerji kaynaklarının kullanılabilmesi için çok ciddi finansal yatırımlar gerekir. Ancak nükleer enerji kaynakları çok uzun vadeli ve istikrarlı kaynaklardır. Bu nedenle uzun yıllar içerisinde daha avantajlı hale gelebilir. Dalga enerjisi ise nükleer enerjiye göre daha uygun kurulum maliyetlerine sahip olmasına rağmen elektrik üretimi yönünden nükleer enerjiye kıyasla daha düşük verimlilik sağlar.

Dalga enerjisi, fosil kaynaklarla kıyaslandığında bazı avantajlar barındırdığı gibi aynı zamanda bazı dezavantajlar da barındırır. Fosil kaynaklar, doğada binlerce yıl içerisinde oluşmuş kaynaklardır. Bu kaynakların yakılması ile ortaya çıkan buhar gücü kullanılarak elektrik üretilebilmektedir. Fosil yakıtlar nelerdir denildiğinde sayılabilecek fosil enerji kaynakları şunlardır.

• Kömür
• Petrol
• Biyogaz
• Doğalgaz

Fosil yakıtlar, dalga enerjisine göre çok daha kesin ve istikrarlı enerji kaynaklarıdır. Çünkü ne miktarda yakıtın ne miktarda enerjiye dönüştürülebileceği ve bu işlemin maliyeti önceden hesaplanabilir. Ancak dalga enerjisi, önceden kestirilemeyen sonuçlara sahiptir ve kurulu olduğu bölgedeki çok sayıda faktöre göre verimliliği değişir. Bu yönüyle fosil yakıtlar daha avantajlı gibi görünse de, fosil yakıtların yakılması sırasında ortaya çıkan atıklar ciddi derece çevre kirliliğine yol açar. Buna karşılık olarak dalga enerjisi son derece çevre dostu, yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağıdır.

Dalga enerjisi ile elektrik üretme maliyeti 1 kW için ortalama olarak 2,7 senttir. Buna karşılık olarak en ucuz enerji kaynaklarından biri olan nükleer enerjinin ise birim maliyeti ortalama olarak 3 senttir. Buna göre dalga enerjisi kullanılarak elektrik fiyatlarında kW başına 0,3 sent azaltma yapılabilir. Ancak bütün bir ülkenin enerji ihtiyacının yalnızca dalga enerjisi ile karşılanması zordur. Ayrıca elektrik fiyatları yalnızca üretim maliyetleri ile değil aynı zamanda vergilendirmelerle de ilişkilidir.

Dalga enerjisi, en çevreci enerji kaynaklarından bir tanesidir. Yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olan dalga enerjisinin çevreye herhangi bir zararı bulunmaz. Çevre dostu olan başka enerji kaynakları da vardır. Bunlara örnek olarak rüzgar ve güneş enerji kaynakları gösterilebilir. Ancak güneş enerjisinin elde edilebilmesi için imal edilen güneş panelleri, hem kapladıkları yer hem de imal edildiği malzemeler göz önüne alındığında çevre dostu bakış açısıyla dalga enerjisinin gerisinde kalmaktadır.

Dalga enerjisinin dezavantajları şunlardır:

• Yalnızca deniz veya okyanus yakınında konumlanmış bölgelerde hizmet verebilir.
• Büyük bir ülkenin tüm nüfusuna hizmet vermesi çok zordur.
• Üretilecek enerji miktarı kesin değildir ve değişim gösterebilir.

Dalga enerjisini kullanan ülkeler şunlardır:

• Portekiz
• İspanya
• İngiltere
• Amerika Birleşik Devletleri
• İsrail
• Yunanistan
• İsveç
• Gana

Dünyanın en fazla dalga enerjisi üreten ülkesi 2,4 MW kurulu gücü ve yıllık 120 GW enerji üretimi ile İngiltere’dir.

Türkiye’de dalga enerjisi potansiyeli Çanakkale ve İstanbul Boğazlarındaki yüksek akıntı ile yoğun dalgalara sahip olan Karadeniz’de yüksektir. Buna karşılık olarak yoğun kentleşme ve deniz trafiği büyük kısıt oluşturmaktadır. Yapılan araştırmalara göre Türkiye’nin dalga enerjisi potansiyelinin yılda 140 milyar kW olduğu öngörülüyor. Türkiye’nin yıllık elektrik ihtiyacının yılda 300 milyar kW olduğu göz önünde bulundurulduğunda, dalga enerjisinin büyük bir potansiyel barındırdığı anlaşılmaktadır.

Türkiye’de henüz faaliyette olan bir dalga enerji santrali bulunmuyor. Ancak dalga enerji santrali kurulumu için çalışmalar yürütülüyor. 2017 yılında Zonguldak’ta 25 hanenin enerji ihtiyacını karşılayabilecek kapasitede pilot bir dalga enerji santrali projesi başlatılmıştır. Çalışmalar hala devam ediyor.

Dalga enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi haricinde doğrudan dalgadan enerji elde edilebileceği fikri çok eski tarihlere dayanmaktadır. Bu konuyla ilgili ilk verilerin M.Ö. 2. Yüzyılda Antik Yunan filozofu Arşimet tarafından ortaya konulduğu düşünülmektedir. Dalga enerjisi ile ilgili ilk patentler ise 16. Yüzyılda Girand ve Son tarafından alınmıştır. Dalga enerjisinin etkin bir şekilde kullanılması 1940’larda gerçekleşmiştir. Japon mühendis Yoshio Masuda 1940’lı yıllarda dalga enerjisi ile 1200 tane şamandırayı denizde aydınlatmayı başarmıştır. Bu yönüyle Yoshio Masuda, dalga enerjisinin babası olarak kabul edilir. Ancak dalga enerjisi ile ilgili çalışmalar, ikinci dünya savaşı sonrasında hızla artmıştır. 1973 yılını vuran enerji krizi nedeniyle alternatif enerji kaynaklarıyla ilgili arayışlara yönelen bilim insanları, dalga enerjisi üzerindeki çalışmaları yoğunlaştırmıştır. Dalga enerjisinin elektrik enerjisine çevrilmesini sağlayan ilk etkili icat 1974 yılında Stephen Salter tarafından yapılmıştır. Stephen Salter, kendi adını taşıyan “Salter Ördeği” adını verdiği bir makine ile dalga enerjisini elektrik enerjisine çevirmeyi başarmıştır. Stephen Salter, bu icadıyla dalga enerji cihazının mucidi olarak kabul edilir.

Dalga enerjisini ilk kullanan ülke İngiltere’dir. İskoçya’da yer alan Islay Limpet, dünyanın ilk dalga enerji santrali olma özelliğini taşır. 2000 yılında kurulmuş olan Islay Limpet, 2018 yılında kapatılmıştır.

Dalga enerjisi şirketleri, dünya çapında dalga enerjisi ile ilgili kurulum ve yürütme işlemlerini gerçekleştiren şirketlerdir. Bu şirketlerin bazıları özel, bazıları ise kamu bünyesindedir. Dalga enerjisi şirketleri şunlardır:

• IIT Madras
• Checkmate SeaEnergy
• Finavera Wind Energy, later SSE Renewables Limited
• Atmocean Inc.
• AWS Ocean Energy
• Zyba Renewables
• Atargis Energy Corporation
• Neptune Equipment Corp.
• Ocean Energy
• Aquamarine Power
• Pelamis Wave Power
• Ocean Power Technologies
• 40South Energy
• Seapower Ltd.
• SDE Energy Ltd.
• Seabased AB.
• Wavepiston ApS

Dalga enerjisine yatırım yapmak veya yapmamak, öncesinde yapılacak bir fizibilite çalışmasının neticesine göre belirlenmelidir. Dalga enerjisi, özellikle deniz veya okyanusa kıyısı bulunan ülkeler için büyük fırsatlar vadedebilir. Buna karşılık olarak ülkenin deniz veya okyanusa olan kıyı şeridinin toplam uzunluğu, ülke nüfusu, ülkenin genel elektrik ihtiyacı, elektrik dağıtım altyapısı ve diğer enerji kaynaklarının uygunluk durumu göz önünde bulundurulmalıdır.

Her şeye rağmen yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olma özelliği taşıyan dalga enerjisi, okyanusa veya denize kıyısı olan her ülke tarafından değerlendirilmeli ve aktif bir şekilde kullanılmalıdır. Çevre dostu olmayan veya sınırlı yakıtların tüketimi ile yapılan elektrik üretimi, günümüzde yerini hızla yenilenebilir ve sürdürülebilir elektrik üretim yöntemlerine bırakmaktadır.