☰  

Hidroelektrik Enerjisi Nedir?


Elektrik tedarikçinizi hemen değiştirebilirsiniz!
EnCazip Elektrik İlinizde
EnCazip Elektrik Abone Grubu
Hemen Tasarruf Etmeye Başlayın
EnCazip FacebookEnCazip TwitterEnCazip Whatsapp

Hakan Şahin  
 ( 1 Oy )


Hidroelektrik enerji santralleri HES, temel olarak suyun gücünden faydalanılarak (suyun potansiyel enerjisinin yer çekimi yoluyla kinetik enerjiye dönüştürülmesi) elde edilen enerjidir. Suyun yenilenebilir özelliği olması, doğaya karbon salınımı Rüzgar ve Güneş enerjisinden sonra gelmesi Hidroelektrik Enerjiyi yenilenebilir ve temiz bir enerji olarak tanımlamamıza sebep olmaktadır. Suyun gücünden elektrik enerjisi üretebilmek için bu gücü elektriği çevirebilecek bir mekanizma olması gerekmektedir. Bu mekanizma Hidroelektrik santralidir.

Ekim 1881 yılında Londra’nın güneybatısında yer alan Godalming kentinde bulunan Wey Nehri üzerinde iki işletmeci tarafından “Central Power Station” adıyla dünyada bilinen ilk hidroelektrik santrali kurulmuş ve elektrik üretilmiştir. Hatta santralin ilk müşterisi Godalming Belediyesi olmuştur. Ancak o zamanki şartlar (sokak aydınlatmaları için elektrik enerjisinden aydınlatma amaçlı ampullerin dayanıksız olması ve halkın gaz lambası gibi ucuz bir üründen vazgeçmesi gibi) santralin kısa sürede elektrik enerjisi üretiminin durdurulmasına sebep olmuştur. Fakat cesaretle atılan bu ilk adım Hidroelektrik enerjisinin günümüzdeki önemine kavuşmasında büyük rol oynamış ve sonraki yıllarda teşebbüslere cesaret vermiştir. Ülkemizde ise 1902 yıllından itibaren hidroelektrik enerji santralleri devlet ve özel teşebbüsler ile kurulmaya başlamıştır. Sultan 2. Abdulhamit’in Mersin/Tarsus'a ilk santralimizi kuruduğu bilinmektedir. Cumhuriyet tarihinin ilk santrali ise Trabzon'un Işıklar ilçesinde 1929 yılında üretime başlamıştır.

Hidroelektrik Santrallerin Önemi

Hidroelektrik enerji santralleri ülkemiz gibi Enerji kaynaklarının yetersizliğinden dolayı ihtiyaç duyulan enerji kaynaklarının ithal edildiği ülkelerde dışa bağımlılığı azaltması sebebi ile önemli rol oynar. Ülkemizin enerji ithalatı 2018 yılında yaklaşık 43 Milyar$ olup bir önceki yıla göre %15,6 oranında artış gösterdiği görülmekte. Teknoloji ve sanayinin ve bu gelişmelere bağlı olarak ülke ekonomisinin gelişmesi ile birlikte bu maliyet her sene artmaktadır. Dolayısı ile hammaddesi doğada hali hazırda var olan hidroelektrik enerjisi maliyetlerin düşürülmesi için önemli bir kaynaktır. Ancak debi açısından sorun yaşamayan ülkemiz de aynı şeyi tutulabilen su için söylemek mümkün olmuyor. Özellikle son yıllarda iklim değişikliğinin etkisini kuraklık olarak göstermesi Hidroelektrik santrallerinin üretim miktarlarını etkilemektedir. Dünyada HES Kurulu güç arttığı için üretim miktarlarında da nispi artış gözükmektedir.

Doğaya karbon gaz salınımı minimum olması Hidroelektrik Santrallerin Devlet tarafından teşvik edilmesini de sağlamıştır. HES'lerin çevreci bir enerji olup olmadığı enerji çevrelerince ayrı bir tartışma konusudur. Ülkemizde standartlara uyulmaması sebebi ile santral kurulumu esnasında ekolojik alanların tahrip edildiği de itiraf etmemiz gereken bir gerçektir.

Hidroelektrik Santrali (HES) Nedir ve Nasıl Çalışır?

Hidroelektrik Enerji Santralleri dört ana tipte gösterebiliriz.

• Depolama (Barajlı) Hidroelektrik Santraller

• Akarsu Tipi (Barajsız) Hidroelektrik Santraller

• Gel-Git Tipi Hidroelektrik Santraller

• Depresyon Tipi Hidroelektrik Santraller

Dünyada olduğu gibi ülkemizde de HES tiplerinden en yaygın olanları Depolama ve Akarsu Tipi HES'lerdir. Tabi bu santrallerin de (özellikle depolamalı HES'ler) şekil ve santrallerin inşa ediliş biçimlerine göre de farklılıklar gösterdiğini de ifade etmeliyiz.

Genel çalışma prensibi olarak, belirli bir yüksekliğe ulaştırılan suyun daha düşük seviyede bulunan türbinlere doğru bırakılması ile türbin çarklarının büyük bir hızla döndürülerek elektrik jeneratörüne iletilmesi sonucu elektrik enerjisi üretilmiş olur. Üretilen elektrik enerji nakil hatlarıyla kullanılmak üzere şehir şebekelerine gönderilir.

Depolama (Barajlı) Tipi HES

Sadece elektrik üretimi için değil şehir şebekesi kullanımı ya da tarım arazilerinin sulanması için de bu barajlar kullanılmaktadır. Bu özelliği barajlı HES'ler diğer HES'lerden ayırılmaktadır. En sık kullanılan hidroelektrik santral tipidir diyebiliriz.

Akarsu üzerine suyu biriktirme amacı ile baraj seti yapılarak bu setin arkasında bir rezervuar ve ya yapay göl oluşturulur. Potansiyel enerjiye sahip biriken su, baraj kanallarından serbest bırakıldığında kinetik enerjiye dönüşür. Jeneratör türbinlerine çarpan bu güç ile elektrik enerjisi üretilir. Barajlarda debi düzenlemesi yapmak mümkün olduğu için yazın kurak dönemler de dahi elektrik üretimi yapılabilir. Diğer tip santrallerde bu düzenleme olmuyor. Tabi kuraklığın boyutuna göre bazen barajlar dahi elektrik üretememektedir.

Baraj Tipi Hidroelektrik Santrali Çalışma Prensibi

Şekil 1: Baraj Tipi Hidroelektrik Santrali Çalışma Prensibi

Baraj Tipi Hidroelektrik Santrali Nedir?
Akarsu üzerine suyu biriktirme amacı ile baraj seti yapılarak bu setin arkasında bir rezervuar ve ya yapay göl oluşturulur. Potansiyel enerjiye sahip biriken su, baraj kanallarından serbest bırakıldığında kinetik enerjiye dönüşür. Jeneratör türbinlerine çarpan bu güç ile elektrik enerjisi üretilir. Barajlarda debi düzenlemesi yapmak mümkün olduğu için yazın kurak dönemler de dahi elektrik üretimi yapılabilir. Diğer tip santrallerde bu düzenleme olmuyor. Tabi kuraklığın boyutuna göre bazen Barajlar dahi elektrik üretememektedir.

Ülkemizin en büyük dört barajı

• Atatürk Barajı (Kurulu Güç: 2400MW)

• Karakaya Barajı (Kurulu Güç: 1800MW)

• Keban Barajı (Kurulu Güç: 1330MW)

• Altınkaya Barajı (Kurulu Güç: 700MW)

Akarsu Tipi (Kanal Tipi) HES

Nehir tipi santrallerde en önemli konu suyun düşüş yüksekliğidir. Kurulacak santralin gücü ve verimliliğini etkileyen en önemli faktördür.

Kanal(Nehir) Tipi Hidroelektrik Santrali

Şekil 2: Kanal (Nehir) Tipi Hidroelektrik Enerji Santrali

Akarsu Tipi HES Nedir?
Regülatörde düzenli hale getirilen nehir suyu kanallar ya da borular vasıtası ile savak tankına alınır. Bu tanktan cebri borular debisi yükseltilmiş su düşüşe bırakılır. Türbinin bağlı olduğu jeneratörün çalışmasıyla santralde gerçekleşen elektrik üretimi buradan şehir şebeklerine verilir.

Gel-Git (Med-Cezir) Tipi HES

Ülkemiz Gel-Git yapısına uygun denizi olmadığı ya da yeterli seviyelerde olmadığı için bu santral tipinden ülkemizde yer almamaktadır. Ancak çok yaygın olmasa da dünyada örnekleri vardır.

Gel-git Tipi Hidroelektrik Santrali

Şekil 3: Gel-Git Tipi Hidroelektrik Enerji Santrali

Gel-Git Tipi HES Nedir?
Temel olarak; okyanuslarda ya da denizlerde Yükselen denizin suyu bir koya santralin ardına bir alana biriktirilir. Su biriktirme 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.

Depresiyon Tipi HES

Temel olarak denizden alçakta olan çöllerde veya deniz kıyısı olan çok sıcak bölgelerde suyun buharlaşma hızının fazla olmasından faydalanarak elektrik üreten tesislerdir. Denizden getirilen su bu çukura dökülür ve burada elektrik üretilir. Dökülen su hızlı buharlaştığından çukur dolmaz ya da taşmaz. Bu tip santrallerden dünya üzerinden devreye girmiş bir güç yok bildiğim kadarıyla ancak proje aşamasında olan 1200MW güce sahip bir santralin olduğu biliniyor.

Dünyada ve Türkiye’de Hidroelektrik Kurulu Gücü ve Üretimi

Şekil 1’de 2018 Dünya Hidroelektrik Enerji Üretimi ve Kurulu Gücünü görmektesiniz. IHA verilerine göre, 2018 yılı Dünya HES kurulu gücü 1,292 GW ulaşmış olup yine 2018 yılında 4,2 TWh enerji üretimi gerçekleşmiştir. Bu üretim miktarı dünya enerji üretiminin %15,9’unu oluşturmaktadır.

2018 Dünya Hidroelektrik Kurulu Güç ve Gerçekleşen Üretim

Şekil 4: 2018 Dünya Hidroelektrik Kurulu Güç ve Gerçekleşen Üretim

Ülkemizde yıllar içinde Hidroelektriğin aldığı payı aşağıdaki tabloda daha net görebilmekteyiz. Tabloda yer alan ”HES PAYI”, toplam kurulu güce oranlanmıştır. (Kaynak : TEİAŞ)

Yıl Hes Kurulu Güç MW Toplam Kurulu Güç MW HES Payı
2000 11,18 27,24 %41
2001 11,67 28,33 %41
2002 12,24 31,85 %38
2003 12,58 35,59 %35
2004 12,65 36,82 %34
2005 12,91 38,84 %33
2006 13,06 40,56 %32
2007 13,30 40,84 %33
2008 13,83 41,84 %33
2009 14,55 44,76 %33
2010 15,83 49,52 11,67
2011 17,14 52,91 11,67
2012 19,61 57,06 11,67
2013 22,29 64,01 11,67
2014 23,64 69,52 11,67
2015 25,87 73,15 11,67
2016 26,68 78,50 11,67
2017 27,27 85,20 11,67
2018 27,90 88,55 11,67

Tablo 1: Yıllar itibarı ile Türkiye Hidroelektrik Santral Kurulu Gücünün Toplamdaki Payı

Grafik 1 - Yıllar itibarı ile Türkiye Hidroelektrik Santral Kurulu Gücünün Toplamdaki Payı

Türkiye’nin brüt hidrolik potansiyeli 430 milyar kWh/yıl, teknik potansiyeli 215 milyar kWh/yıl ve ekonomik olarak kullanılabilir hidrolik potansiyeli de 125 milyar kWh/yıl olarak verilmektedir. Dünya küresel ısınma sorunu iklim değişikliklerini beraberinde getirmekte olduğunu ifade etmiştik. İklim değişikliği yağış rejimlerini düşüreceği gibi sıcaklık artışı ile birlikte yerüstü sularıyla elektrik üretimine negatif etki edeceğini söylememiz mümkün. Aşağıda Meteoroloji Genel Müdürlüğünün kendi web sitesinde yayınladığı grafiği görmektesiniz.

Türkiye Geneli Yıllık Alansal Yağışları

Grafik 2: Türkiye Geneli Yıllık Alansal Yağışları

Bu grafikte ülke genelinde yıllık alansal yağışlar gösterilmektedir. Her ne kadar 2019 yılında HES elektrik üretimleri ulusal düzeyde rekor kırmış olsa (diğer yıllara göre ortalamanın üzerinde yağış almıştır) da 2013 ve 2017 yıllarına göre 2020 de yağışların daha da azalacağı beklenmektedir. 2019 Aralık ayı yağışlarına ilişkin olarak yine Meteoroloji Genel Müdürlüğünü tarafından yayınlanan raporu görebilirsiniz. 

Tüm bunların yanı sıra elektrik talebi ise sürekli artış kaydedecek ve elektrik üretiminde Hidroelektrik Santrallerinin payı da giderek azalma eğilimine girebilecektir.

Sonuç olarak ithalata dayalı fosil enerji kaynakları ile enerji üretimi yerine HES üretimlerinin arttırılabilmesi için öncelikle tüm dünyanın iklim değişikliği ile mücadele etmesi gerekiyor gibi. Evet, HES projelerinin de çevreye negatif etkisi olduğunu kabul etmemek gerçeği görmezden gelmek olur. Fakat Fosil enerji kaynaklarının çevreye verdiği zararın yerine hidroelektrik santrallerinin vereceği zararı tercih etmez miydik?

Hidroelektrik Santrallerinin tarihçesi ile başlayarak dünya ve ülkemiz açısından önemini, üretim süreçlerinin nasıl olduğu konusunu ve çevreye olan etkilerini anlatmaya çalıştım. Umarım 2020 Ülkemiz ve Enerji Sektörümüz adına güzel bir yıl olur. 

Daha fazla bilgi alabilirsiniz...

    • 1 kW başına elektrik birim fiyatı ne kadar?

    • 2020 elektrik serbest tüketici limiti ne kadar?

    • Güneş enerjisi nedir?