Enerji Üretiminde Kullanılan Kaynaklar

Enerji üretimi kaynakları

Enerji üretiminde kullanılan kaynaklar

Elektrik enerjisinin elde edilmesinde doğadaki enerji çeşitleri kullanılmaktadır. Bu enerji kaynaklari değişik dönüşümler sonucu elektrik enerjisine çevrilir. Kaynaklardan bazıları doğrudan kullanılır.

Klasik elektrik enerji kaynaklarına alternatif olarak sunulan enerji kaynaklardır. Yenilenebilir enerji kaynakları nelerdir? Rüzgar, güneş, hidrojen, hidroelektrik ve jeotermal kaynaklar. Doğada sürekli var olan etkenlere dayalı olan bu kaynakların önemli özellikleri ise yenilenebilir olmalarıdır. Bu kaynaklar doğaya zarar vermezler.

• Hidrolik Kaynaklar

Akarsulardaki suların barajlarda toplanılarak yüksekten aşağıya düşürülmesi ile türbin çarkları döner ve türbin şaft miline akuple bağlı jeneratör çıkışından elektrik enerjisi elde edilir. İşte bu tür sistemlere hidroelektrik santrali denir.

Hidrojen Enerjisi

Hidrojen ilk sırada enerji kaynaklarından üretilen bir yakıttır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan temiz bir enerji kaynağı olarak kullanılacak önemli bir elementtir. Ama dünyada tek başına bulunamamasından dolayı önce üretilmesi gerekir. Şu anda çok pahalı olan bu üretim, doğalgaz ve su gibi elementlerde ki hidrojenin ayrıştırılması ile yapılır. Bu şekilde elde edilen hidrojen pillerine yakıt hücresi denir. Günümüzde bazı otomobiller hem benzin, hem de hidrojenin kullanıldığı hibrid (melez) yakıt sistemiyle çalışmaktadır. Bu durumda açığa çıkan kirli havanın miktarı %30–40 oranında azaltılabilmektedir.

Hidrojen enerjisi;

Sıvıların hareketinden elde edi­len enerjiye hidrolik enerji denir. Bu enerji kaynağından akarsuları bol olan ülkeler fazlasıyla faydalanmaktadır. Enerji kaynağı olan sıvı su­dur.

Hidroelektrik enerji; 

Su gücüyle üretilen elektrik enerjisine hidroelektrik enerji denir. Hidroelektrik santrali genellikle barajların yanında kurulur; böylece hızla akan bir akarsuyun ya da bir baraj gölünde birikerek yüksekten dökülen suyun enerjisi su türbinlerini, bu türbinler de elektrik üreteçlerini çalıştırır. Dünyadaki elektrik enerjisinin ortalama 1/6’sı hidroelektrik santrali tarafından üretilmektedir.

Hidroelektrik santrali çalışma prensibi: Hidroelektrik santrali, suyun potansiyel enerjisinin kullanılması ile elektrik üretimi esas alınarak çalışmaktadır. Barajlarda depolanan su, yüksekten akıtılarak türbine çarptırılır. Bu durumda türbin dönmeye başlar ve suyun potansiyel enerjisi bu türbinde mekanik enerjiye dönüşür. Bu mekanik enerji vasıtasıyla jeneratör mili döndürülür, jeneratörden gerilim üretilir.

• Termik Kaynaklar

Doğalgaz, kömür, petrol ve ürünleri gibi  fosillerin yakılması neticesinde meydana gelen ısıdan elde edilen basınçlı sıcak su buharı buhar türbinini döndürür. Türbin şaft miline aküple bağlı genaratör çıkışından elektrik enerjisi üretilir. Bu tür elektrik enerji üretimi  yapan sistemlere termik elektrik santrali adı verilir

• Nükleer Kaynaklar

Atomun çekirdeğinin kontrollü bir biçimde parçalanması  sonucunda ortaya çıkan ısı enerjisinden faydalanarak elektrik enerjisi üretimi yapılan sistemlerdir. Bu sistem ile çalışan santrallere nükleer elektrik santrali denilmektedir.

• Rüzgar Enerjisi

Alternatif enerji kaynakları içerisinde en az hidrojen enerjisi kadar yaralı olan enerji kaynağı da rüzgârdır. Yenilenebilir enerji kaynakları projeleri arasında olan rüzgar enerjisi temiz, bol, yenilenebilir olmasının yanında bütün dünya da yararlanılmaktadır. Rüzgar enerji sistemleri, rüzgar alan açık arazilerde kurulur. Rüzgâr tarlasında inşa edilen, rüzgarın etkisi ile rüzgâr türbinlerinde (çok büyük pervaneli, yüksek kuleler) elde edilen mekanik enerji alternatör sayesinde elektrik enerjisine dönüştürme sistemidir. Böyle bir sistem ile çalışan santrale rüzgar enerji santrali adı verilir. Rüzgar enerjisi nerelerde kullanılır? Kullanım alanları taşımacılık, tahıl öğütme, soğutma sistemlerinde, su depolama vb gibi yerlerde kullanılmaktadır.

• Güneş Enerjisi

Güneşten elde edilen enerji çeşididir. Güneş enerjisi elektrik üretimi; güneşten gelen ısı ve ışığın enerjisinden yaralanarak elde edilen elektrik enerjisidir. Güneş enerjisi, son yıllarda yenilenebilir enerji kaynakları içinde yer almaktadır. Güneş enerjisi büyük bir enerji kaynağıdır. Bitkiler, canlı doku üretirken ve besin yaparken (fotosentez) güneş enerjisinden yararlanır. Bitki ve kömür artıklarından petrol meydana gelmesi de güneş enerjisi sayesindedir.

Güneş enerjisinin diğer enerji çeşitlerine göre çok sayıda üstünlükleri vardır:

• Temiz enerji çeşitidir.
• Tükenmeyen enerji kaynağıdır.
• İşletme masrafları çok azdır.
• Güneş enerjisinin kükürt, gaz, radyasyon, duman gibi zararlı artıkları yoktur.
• Güneş enerjisinin nakil problemi yoktur.

• Jeotermal Enerji

Jeotermal enerji kaynağı yerkabuğunun içindedir. Temiz ve sürdürülebilir bir enerjidir. Yerkabuğunun birkaç kilometre altından magma tabakasına kadar farklı derinliklerden yeryüzüne çıkan bu enerji sıcak su buharı veya gazlardan yararlanarak yapılan elektrik enerjisi üretme sistemine  jeotermal enerji denir. Yeryüzüne ısı pompaları yardımı ile çıkartılır. Jeotermal enerji santrallerinde elektrik üretme; sera ve bina ısıtma aynı zamanda serinletme işlerinde kullanılır. Ülkemizde jeotermal enerji kaynakları Batı Karadeniz, İç Anadolu ve Ege bölgelerinde rastlanır.

• Gelgit Enerji

Gün içerisinde belirli saatlerde dünya üzerindeki suların alçalıp yükselmesine gelgit (medcezir) olayı denir.  Ayın hareketlerine göre deniz suları yerçekiminin etkisiyle alçalıp yükselir. Deniz yükseldiği zaman sular bir havuzda toplanır. Tıpkı hidroelektrik santralindeki gibi elektrik enerjisi üretme sistemidir.

Gelgit en çok okyanusları etkiler. Ay dünya çevresinde dönerken dünyanın bir yüzü Ay’a daima daha yakın olur ve bu halde Ay’a yakın yerdeki sular ay tarafından kendine doğru çekilir. Dünyanın aya bakan tarafındaki  sular yükselirken, ayı görmeyen taraftaki sular da alçalır. Yükselme ve alçalmalar devamlı olarak birbirini izler.

Gelgit Enerjisi ile Elektrik Üretimi

Gel-git veya okyanus akıntısı sebebiyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu potansiyel yada kinetik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesidir.

Barajlar:

Gelgit enerjisini elektriğe dönüştürmek için, gelgit dalgasının önüne setler kurularak, suların yükselmesi sağlanır. Suların yükselmeye başlamasıyla, su barajda biriktirilir. Set içerisine yerleştirilen jeneratör ile de su baraj içerisine giriş ve çıkışlarında elektrik üretir. Suyun potansiyel enerjisinin %80’ini elektrik enerjisine dönüştüren gel-git enerjisi, güneş enerjisi gibi diğer alternatif enerji kaynaklarına göre verimi daha yüksektir.

Gelgit Çitleri: 

Bu çitler dev turnikelerden meydana gelir. Bazı adaların arasına veya ana kara ile ada arasına yerleştirilen turnikeler, deniz alçalıp yükselmesi hareketine bağlı olarak elektrik üretirler.

Gelgit Türbini: 

Bu sistemler rüzgar türbinlerine benzer. Gelgit türbinleri denizin dibine yerleştirilir. Dalga hızı 7-10 m/sn olduğu hallerde gelgit türbinlerinde elektrik üretimi gerçekleşir. Deniz ve okyanuslardaki düzenli akıntıların kinetik enerjisinin, deniz tabanına yerleştirilen türbinler aracılığı ile elektrik enerjisine dönüştürülmesi akıntı enerjisi olarak anılır.

• Dalga Enerjileri 

Okyanus denizler gibi büyük su kütlelerinde oluşan dalgaların enerjisinden yararlanmaktır. Dalga enerjileri yenilenebilir enerji formlarından bir tanesidir.

Üretimindeki zorluklar:

• Dalgaların yüksek gücüne rağmen düşük hızlarda ve farklı yönlerde hareket etmesi
• En güçlü fırtınalara ve tuzlu suyun sebep olacağı paslanmaya dayanacak yapıların yüksek maliyetinin olması
• Bakım ve kurulum maliyetinin fazla olmasıdır.

Dalga enerjisinin toplam enerji potansiyeli, toplam enerji büyüklüğü 2.5 terawat olarak hesaplanan gel-git enerjisinden çok daha fazladır. Sahilleri güçlü rüzgarlara alan ülkeler, enerji gereksinimlerinin %5 veya daha fazlasını dalga enerjisinden karşılayabilirler.

Okyanus Enerjisi

Okyanuslar iki çeşit enerji üretmek için kullanılırlar. Güneşin ısısından yararlanan termal enerji, diğeri dalgalardan ve gelgitlerden yararlanan mekanik enerjidir. Dünyanın %70’lik bölümünü kaplayan okyanuslar aynı zamanda dünyanın en büyük güneş toplayıcılarını da meydana getirirler.