Hidroelektrik
Santraller
NOT : BU MAKALE BARANBAYUK.COM ZİYARETÇİLERİ İÇİN
GENEL BİLGİ MAHİYETİNDE
HAZIRLANMIŞTIR.
Dünya üzerindeki elektriğin %24′
ü
hidroelektrik santralleri
tarafından üretilir. Dünyadaki tüm
hidroelekrik santralleri toplam 3.6
milyar varil petrole eşit 675.000
megawatt enerji üretirler. Sadece
Amerika’ da 2000
hidroelektrik santrali vardır.
Bu makalede
hidroelektrik santrallerde sudan
nasıl elektrik elde edildiği
incelenecektir.
Suyun Gücü
Akıp giden bir nehir izlendiğinde
içinde taşıdığı gücü hayal etmek zor
olabilir. Ancak akarsular önemli
miktarda enerji barındırırlar. Zaman
zaman meydana gelen sellerden suyun
ne büyük bir güce sahip olduğunu
gözümüzde canlandırabiliriz.
Hidroelektrik santralleri sudaki
enerjiyi toplayıp elektriğe
dönüştürmek için basit bir mekanik
yapı kullanır. Bu yapı basitçe şöyle
gerçekleşir :
Su bir set doğru yönlendirilip
buradan akıtılır. Akan su türbinleri
döndürür, türbinler dönmeye
başlayınca buna bağlı olan
generatorde dönmeye başlar ve
elektrik üretilir.
Aşağıda bir
hidroelektrik santralin temel
bileşenleri incelenmiştir.
Set : Birçok
hidroelektrik santrallerinde
suyu arkasında tutan bir set vardır.
Bu set gerisinde geniş bir rezervuar
alanı oluşturur. Bu rezervuar alanı
genellikle yapay göl olarak
kullanılır.
Giriş : Setteki
kapak açıldığında su yerçekimi
nedeniyle su oluğuna yönlenir. Su
borusundan geçen su türbinlere
ulaşır. Borudan geçen su bir basınca
ve hıza sahip olur.
Türbin : Su,
türbinin geniş pervanelerine
vurduğunda pervaneler dönmeye
başlar. Bu türbinin mili aynı
zamanda generatöre bağlıdır. En
yaygın
hidroelektrik türbini Francis
Türbinidir. Bu türbin büyük bir disk
ve eğimli pervanelerden oluşur.
Türbinler genelde türüne ve
büyüklüğüne göre değişmekle birlikte
172 ağırlığı taşıyabilir ve dakikada
90 devir dönebilir.
Generator :
Türbin pervaneleri döndüğünde,
türbin miline bağlı generatörün dev
mıknatıslarıda dönmeye
başlayacaktır. Dönen bu dev
mıknatıslar bakır bobinlerde
alternatif akım üretilmesine sebep
olacaktır.
Transformer :
Güç odasındaki transformatör
alternatif akımı alır ve daha yüksek
bir voltaj değerine dönüştürür.
Güç Hattı : Her
hidroelektrik santralinden 4 tel
çıkışı vardır. Bunların 3 teli faz
geri kalan bir tel ise topraktır.
Taşma odası :
Türbinleri döndüren su buradan
geçerek nehirdeki akışına devam
eder.
Rezervuardaki su potansiyel
enerji olarak tanımlanabilir.
Kapaklar açıldığında su akmaya
başlayacağından potansiyel enerji
kinetik enerjiye dönüşür. Üretilecek
enerji kapasitesi bir çok faktöre
bağlıdır. Bunlardan birisi akan su
miktarı, diğeri ise su basıncıdır.
Su basıncı su yüzeyiyle türbinler
arasındaki mesafeyi belirtir. Su
basıncı ve su akışı arttığında
üretilen elektrik miktarı
artacaktır.
Geri Depolamalı
Hidroelektrik Santraller
Bu santraller klasik
hidroelektrik santrallerinden
farklı olarak üst ve alt rezervuar
olmak üzere iki rezervuara sahiptir.
Klasik
hidroelektrik santrallerinde
rezervuardan akan su türbini
döndürdükten sonra nehire karışıp
yoluna devam etmektedir. Geri
depolamalı
hidroelektrik santrallerinde su
bir alt rezervuarda toplanılır ve
elektrik motorlarıla ihtiyaç
duyulduğunda tekrar üstteki
rezervuara pompalanır.
Generator
Hidroelektrik santralinin kalbi
jeneratörüdür. Birçok
hidroelektrik santrali birden
fazla jeneratör barındırır.
Jeneratörler prensip olarak bir
bobin içinde dönen mıknatısların
bobin üzerindeki elektronları
harekete geçirmesi sonucu elektrik
akımı oluşturur. Jeneratörler temel
olarak şu parçalardan oluşur :
- Mil
- Uyarıcı
- Rotor
- Stator
Türbin döndüğünde uyarıcı rotora
elektrik akımı gönderir. Rotor bir
sıra halinde dizilmiş
elektromıknatıslardan oluşur. Bu
elektromıknatıslar bakır telle
sarılmış stator olarak
isimlendirilen bobinlerin arasında
bulunur. Elektromıknatısların dönme
hareketi bobinler üzerinde elektrik
akımı oluşmasını sağlar.
Hidrolojik Döngü
Hidrolojik döngü
hidroelektrik santralleri için
hayati öneme sahiptir. Eğer yağış
miktarlarında bir azalma meydana
gelirse santralde daha az su
toplanacak buda daha az enerji elde
edilebilmesine sebep olacaktır.
Aşağıda hidrolojik döngü
incelenmiştir.
hidrolojik-dongu.JPG
1- Güneş, okyanus ve denizleri
ısıtır.
2- Güneşle ısınan su buharlaşır ve
gökyüzüne yükselir.
3- Su buharı soğuktur ve
yoğunlaşarak su damlacığı haline
gelir. Bu su damlacıkları bulutları
oluşturur.
4- Eğer yeterince yoğunlaşma olursa
bu damlacıklar ağırlaşır ve
bulutları taşıyamayacağı düzeye
ulaşır. Bu durumda bu damlacıkları
yağmur veya kar olarak yeryüzüne
düşer.
5- Yeryüzüne düşen yağmurun bir
kısmı yeraltında depolanırken bir
kısmıda nehirlere karışarakk tekrar
okyanus ve denizlere ulaşır.
İlginç Bir Proje :
Hidroelektrik Ayakkabı
Hidroelektriğin temel prensibi
hareket halindeki bir akışkanın
türbin pervanelerini döndürmesidir.
Klasik kullanımda orta büyüklükte
bir nehir üzerine büyük bir baraj
kurularak
hidroelektrik güçten
yararlanılır. Ancak gelişen
teknoloji ile beraber
hidroelektrik gücü daha ufak
boyutlu sistemlerden elde etmekte
mümkün olabilmektedir.
Yürümenin çok temel bir prensibi
vardır. Yürüme boyunca topuk
yerdeyken parmak yukarıda, parmaklar
yukarıydayken topuk aşağıdadır.
Yürüme esnasında kullanılan hareket
enerjisini toplamak için
hidroelektrik ayakkabı düşüncesi
Kanadalı araştırmacı Robert
Komarechka uygulamaya geçirilmiştir.
Hidroelektrik ayakkabının 5
temel parçası vardır :
Akışkan : Sistem
elektriksel olarak iletken bir
akışkan kullanmaktadır.
Akışkan Kesesi :
Bir kese topukta diğer kese ise
ayakkabının parmak bölümünde
bulunmaktadır.
Kablo Kanalları :
Kablo kanalları herbir keseyi
mikrojeneratöre bağlar.
Turbin :
Su tabanda
ileri geri hareket ettiğinde türbini
hareket ettirecektir.
Mikrojeneratör :
Jeneratör iki sıvı dolu kesenin
arasında bulunmaktadır ve bir
rüzgargülü rotoru içerir. Bu rotor
mili harekete geçirir ve jeneratörü
çalıştırır.
Kişi yürüdüğünde ayak topuğunda
bulunan kesenin içindeki sıvı kablo
kanalına baskı uygulayacak ve
generatör modülüne akması
sağlanacaktır. Kişi yürümeye devam
ettiğinde topuk kaldırılacak ve
aşağı doğru olan basınç ters yöne
doğru olacaktır. Akışkanın bu
hareketi rotoru döndürecek ve
elektrik enerjisi elde edilecektir.
Harici bir soketle bu enerjiden
çıkış alınıp cep telefonu, radyo, cd
oynatıcı gibi taşınabilir cihazların
enerji ihtiyacı karşılanabilir.
Hidroelektrik
Santralın Gücü
Yukarıdaki örnekte anlatılan işi 1 sn içinde
yaptıran 980 000 N-m/sn lik
güç tür. 1 N-m/sn = 1 watt olduğundan, eşdeğeri
980 kW lık güçtür.Yapılan işin, yükseklik (net düşü) ve
türbin çarkından geçen suyun kütlesi ile ,kütlenin
de suyun debisi(Q m3/sn) ile doğru
orantılı , ayrıca Güç=iş/zaman olduğu
bilindiğine göre, sürtünme kayıplarınıda göz önünde
tutarak formülü
olarak bulunur. Hidroelektrik santral
çeşitleri
Hidroelektrik santrallar , kaynağına göre,
rezervuarlı ve kanal tipi olarak tesis
edilebilirler.
Rezervuarlı santrallarda öncelikle bir baraj
yapılacağından suyun kullanımı enerji gereksinimine
göre ayarlanabileceğinden verimleri yüksektir.
Kanal tipi santrallar, rezervuarlılara göre
daha ucuza mal olmalarına karşın su biriktirme
olanağı olmadığından gelen su debisine göre çalışmak
zorundadırlar.
Hidroelektrik
Santrallerin Ana Bölümleri
Bir hidroelektrik santral binlerce parçadan
meydana gelir. Ana bölümleri şunlardır:
Montajı yapılmakta olan pantolon tipi bir
cebri borunun betona gömülmeden önceki hali
1- Su kaynağı yapısı : Rezervuarlı
santrallarda baraj, kanal tipi santrallarda ise bir
tünel ya da açık kanaldır.
2- Su alma ağzı yapısı: Cebri boruya suyun
giriş kısmıdır. Izgaralar, kapak ve kapak
açma-kapama mekanizmalarından oluşur.
Rezervuarlı santrallarda su girişi, yüzen
cisimlerin borulara girmemesi için baraj gövdesinin
orta kotlarında yapılırlar.
3- Cebri (basınçlı) borular: Su alma ağzı ile
santral arasında , ölçüleri
debi ve düşü ye göre hesaplanan kalın etli büyük
çaplı çelik borulardır. Santralın jeolojik yapısına
göre gömülü oldukları gibi, görünür olanlarıda
vardır. Türbin çarkını çeviren suyun geçişine olanak
sağlar.
4- Salyangoz (spiral) : Cebri boru sonuna
monte edilen, salyangoz biçimindeki basınçlı su
haznesi, suyun çarka çevresel olarak ve her bir
noktadan eşit debide girmesini sağlar. Çevresel
olarak sabit kanatçıkları suya yön verir,
açılıp-kapanabilir kanatçıkları ise çarka verilen
suyun debisini ayarlar. Çoğu santralda , cebri boru
ile salyangoz birleşme noktasında kelebek ya da
küresel tabir edilen, hidrolik basınç ile çalışan ,
cebri boru çapına uygun vanalar bulunur. Bazı
santrallarda bu vana tesis edilmeyebilir.
5-
Türbin : Türbin çarkı, türbin şaftı, türbin
kapağı, hız
regülatör sistemi,
basınçlı yağ sistemi, türbin yatağı,
soğutma sistemi, kumanda panosu ve yardımcı
teçhizattan oluşur.
Türbin şaftı, suyun kanatlarına çarparak
döndürdüğü türbin çarkı ile generatör rotoru
arasında akuple olup generatör rotorunun dönmesini
sağlar.
6-
Generatör: Generatör
rotoru,
statoru, yatağı,
ikaz(uyartım), soğutma sistemi, koruma sistemi,
kumanda ve işletim sistemi,
doğru akım sistemi,
kesici ve
ayırıcılar ile yardımcı organlardan oluşur.
Rotor, çok güçlü tesis edilmiş yatak üzerinde sabit
hızla döner. Dönü sayısı, frekans ve kutup sayısı
ile doğru orantılıdır. Enerji stator sargılarından
alınır.
7-
Transformatörler: Gerilimi yükseltme ya da
alçaltma işlevini üstlenmişlerdir. Tek fazlı, üç
fazlı olabilirler. Her üniteye bir transformatör
olabileceği gibi birden fazla üniteye bir
transformatörde olabilir. Ana gövde, soğutma
sistemi, yangın sistemi, koruma sistemi
bölümlerinden oluşur.
Emme borusu, salyangoz, türbin çarkı,
kapağı ve şaftının birlikte kesit görüntüsü
8- Şalt alanı :
Transformatörlerden çıkan
yüksek gerilim enerjinin iletim hatlarına
bağlantı noktasıdır.
Kesiciler,
ayırıcılar, topraklama sistemi, koruma sistemi,
basınç sistemi, ölçü sistemi,
iletim hatları üzerinden haberleşme sistemi
kısımları vardır.
9- Diğer teçhizat: Ana teçhizatlardan ayrı
olarak;
ısıtma
havalandırma sistemleri,
aydınlatma sistemleri,
doğru akım acil enerji,
alternatif akım acil enerji (diesel generator)
sistemleri, sızıntı toplama havuzları, besleme
pompaları, drenaj boşaltma pompaları,
haberleşme sistemleri,
kompresör ve tanklar gibi
basınçlı hava sistemleri,
yangın koruma ve söndürme sistemleri, bakım,
onarım ve küçük imalat atelyeleri, montaj demontaj
sahaları,
vinçler, krenler gibi taşıma, kaldırma
sistemleri,
arıtma sistemleri,
ilk yardım bölümü, batardo kapakları,laboratuarlar
vb bölümlerdir.
Hidrolik Santrallar
su değirmeni çalıştırma ilkesine dayandığından
Türbin Çarkına çarpan
su türbin şaftını döndürerek
Mekanik enerji üretir. Türbin şaftı direk veya
bir dişli sistemi ile
jeneratör
Rotoruna bağlıdır.
Jeneratör
Rotoru üzerinde bulunan sargıların dışarıdan bir
Doğru akım
Güç Kaynağı ile uyartılması sonucu rotor
çevresinde bir
Manyetik alan doğar. Dönen rotorun etrafında
oluşan manyetik alanın
Stator sargılarının üzerinde
İndüklenmesi ile
stator sargılarında gerilim oluşarak
elektrik enerjisi elde edilir.
Hidrolik Santralların
Artıları, Eksileri
Bir barajın yapımı ve öncesinde; uzun süreli
yağış,
su,
jeolojik çalışmalar yapılması, su altında kalan
arazi için ödenen istimlâk bedelleri, baraj yapım
maliyetinin yüksek olması ilk yatırım maliyetinin
çok fazla çıkmasına neden olur ki bu bir
dezavantajdır.
Başka bir dezavantajı ise ister istemez büyükçe bir
ekili alanın hatta bazı yerleşim yerlerinin, kimi
yerde
antik bölgelerin su altında kalacak olmasıdır.
Dezavantajlarına karşın; ilk yatırım yapıldıktan
sonra,
enerji üretiminin ana kaynağı su olduğundan
üretim maliyeti çok ucuz olmaktadır. Yakıtlı
santralar gibi hava ve
çevre kirliliği yaratmazlar.
Ayrıca barajların, elektrik üretiminin yanı sıra;
1 – Yerleşim yerlerinin suyunu karşılama,
2 – Sel ve taşkınları önleme,
3 - Tarım arazilerini sulama
4 -Balıkçılık
5 – Ağaçlandırmaya katkı , erozyonu önleme
6 -
Turizmi geliştirme
7 –
Ulaşım
8-
İklimde yumuşama gibi yararları bulunur.
Artıları ve eksileri ile ve de uzun yıllar
kullanılacakları değerlendirildiğinde tartışmasız
olumlu yanları ağır basmaktadır. Ülkedeki her akar
su potansiyelinin enerjiye dönüştürülmesi mutlaktır.
Hidrolik Santrallar
ile Termik Santralların karşılaştırılması
Hidrolik Santralların yıllık üretimleri,
kaynağa gelen su miktarıyla doğru orantılı
olduğundan ve bir yıl boyunca gelen su insanoğlunun
elinde olmayıp tam kapasite çalıştırmaya
yetmiyebileceğinden, genel olarak puant santralı
olarak çalıştırılırlar. Devreye alınış ve
çıkarışları çok kolay ve hızlı olduğundan su
rejimine bağlı olarak günün, enerji gereksiniminin
çok olduğu- ki buna puant saati denir -
saatlerinde çalıştırılarak, enerjiye az gereksinim
olduğu zamanlarda devre dışı bırakılırlar. Bir
Hidrolik Santral ünitesi tam kapasite ile
çalıştırılmayabilir. Örneğin 100 MW güçteki bir
ünite bir saat tam kapasite çalıştığında 100 000 kWh
enerji üretebilir. Tam kapasite çalışma türbin
kanatlarının önündeki su giriş kapakçıkları tam
açıktır ve saniyede geçen su miktarı en üst
düzeydedir. Ancak, sistemden çekilen
enerji, kullanıcıların devreye girme,
çıkmalarına göre an be an değişir. Sisteme anlık
olarak istenilen enerjinin verilmesini üretim
ünitesindeki
regülasyon sistemi sağlar. Regülasyon sistemi,
türbin kanatlarının önündeki su giriş kapakçıklarına
otomatik olarak hükmederek daha az su girişine
paralel olarak daha az üretim yapar. Bu olaya
sistemde
frekans tutma denir. Tüm elektrikli alıcıların
sağlıklı ve verimli çalışabilmesi için
frekansın, alıcılarda imalat sırasında
belirlenen
frekans a - Türkiye ve Avrupa ülkelerinde 50 hz
-uygun olması gerekir.
Termik santral ların devreye alınış ve
çıkarışları çok kolay ve hızlı değildirler buna
karşın yakıtlarını istenilen miktarda elde etmek
insanoğlunun elindedir. Devreye alınış ve
çıkarışları sırasında çok verim kaybına uğrarlar.
Kızgın buharın, enerji üretimine hazır hale gelmesi
için kazanların uzun süre yakılması gerekir. Bütün
bu nedenlerden ötürü
Termik santral lar arıza, revizyon, bakım vs
durumlar dışında 24 saat sürekli çalıştırılmak üzere
plan ve dizayn edilmişlerdir.Stator sargılarında elde edilen orta
gerilim
elektrik enerjisi dir. Orta gerilim enerjinin
şehirlere taşınması için çok büyük kesitli
iletkenler gerektiği, bunun da olanaksız olması
nedeniyle oluşan gerilim
Transformatörler vasıtasıyla Yüksek
gerilim e çıkarılır ve ENH (Enerji nakil
hatları) ile şehirlere taşınır. Yüksek gerilim
enerji kullanıma sunulamıyacağına göre, bu kez de
yerleşim yerlerindeki
Transformatörler vasıtasıyla kademeli olarak
Alçak
gerilim e düşürülerek kullanıma sunulur.
Elektrik enerjisi depo edilemez ama su depo
ederek elektrik dolaylı olarak depo edilebilir.
Konu başlıkları
-
1
Hidroelektrik Santral
Nedir?
-
2
Hidroelektrik
Santrallerin Temel Bileşenleri
-
3
Hidrolik
Santrallerin
Çeşitleri
-
4
Hidrolik
Santral Hesaplamaları
|
HİDROELEKTRİK SANTRALLER
KONUSUNDA ŞU ANDA İMALAT, İTHALAT,
TOPTAN SATIŞ, PERAKENDE SATIŞ,
MONTAJ, SERVİS, DESTEK VB.
ÇALIŞMAMIZ YOKTUR. RÜZGAR ENERJİSİ
KONUSUNDA ÇALIŞMAMIZ BAŞLADIĞINDA
WEB SİTEMİZDE İLAN EDİLECEKTİR.
Dünya üzerindeki elektriğin %24′
ü
hidroelektrik santralleri
tarafından üretilir. Dünyadaki tüm
hidroelektrik santralleri toplam 3.6
milyar varil petrole eşit 675.000
megawatt enerji üretirler. Sadece
Amerika’ da 2000
hidroelektrik santrali vardır.
Hidroelektrik
santrallerde sudan nasıl elektrik
elde edildiğine bir göz atalım:
Resimler : Kalen Hes. 32.8 Mw.
Suyun Gücü
Akıp giden bir nehir izlendiğinde
içinde taşıdığı gücü hayal etmek zor
olabilir. Ancak akarsular önemli
miktarda enerji barındırırlar. Zaman
zaman meydana gelen sellerden suyun
ne büyük bir güce sahip olduğunu
gözümüzde canlandırabiliriz.
Hidroelektrik santralleri sudaki
enerjiyi toplayıp elektriğe
dönüştürmek için basit bir mekanik
yapı kullanır. Bu yapı basitçe şöyle
gerçekleşir :
Su bir set doğru yönlendirilip
buradan akıtılır. Akan su türbinleri
döndürür, türbinler dönmeye
başlayınca buna bağlı olan
generatorde dönmeye başlar ve
elektrik üretilir.
Aşağıda bir
hidroelektrik santralin temel
bileşenleri incelenmiştir.
Set : Birçok
hidroelektrik santrallerinde
suyu arkasında tutan bir set vardır.
Bu set gerisinde geniş bir rezervuar
alanı oluşturur. Bu rezervuar alanı
genellikle yapay göl olarak
kullanılır.
Giriş : Setteki
kapak açıldığında su yerçekimi
nedeniyle su oluğuna yönlenir. Su
borusundan geçen su türbinlere
ulaşır. Borudan geçen su bir basınca
ve hıza sahip olur.
Türbin : Su,
türbinin geniş pervanelerine
vurduğunda pervaneler dönmeye
başlar. Bu türbinin mili aynı
zamanda generatöre bağlıdır. En
yaygın
hidroelektrik türbini Francis
Türbinidir. Bu türbin büyük bir disk
ve eğimli pervanelerden oluşur.
Türbinler genelde türüne ve
büyüklüğüne göre değişmekle birlikte
172 ağırlığı taşıyabilir ve dakikada
90 devir dönebilir.
Generator :
Türbin pervaneleri döndüğünde,
türbin miline bağlı generatörün dev
mıknatıslarıda dönmeye
başlayacaktır. Dönen bu dev
mıknatıslar bakır bobinlerde
alternatif akım üretilmesine sebep
olacaktır.
Transformer :
Güç odasındaki transformatör
alternatif akımı alır ve daha yüksek
bir voltaj değerine dönüştürür.
Güç Hattı : Her
hidroelektrik santralinden 4 tel
çıkışı vardır. Bunların 3 teli faz
geri kalan bir tel ise topraktır.
Taşma odası :
Türbinleri döndüren su buradan
geçerek nehirdeki akışına devam
eder.
Rezervuardaki su potansiyel
enerji olarak tanımlanabilir.
Kapaklar açıldığında su akmaya
başlayacağından potansiyel enerji
kinetik enerjiye dönüşür. Üretilecek
enerji kapasitesi bir çok faktöre
bağlıdır. Bunlardan birisi akan su
miktarı, diğeri ise su basıncıdır.
Su basıncı su yüzeyiyle türbinler
arasındaki mesafeyi belirtir. Su
basıncı ve su akışı arttığında
üretilen elektrik miktarı
artacaktır.
Geri Depolamalı
Hidroelektrik Santraller
Bu santraller klasik
hidroelektrik santrallerinden
farklı olarak üst ve alt rezervuar
olmak üzere iki rezervuara sahiptir.
Klasik
hidroelektrik santrallerinde
rezervuardan akan su türbini
döndürdükten sonra nehire karışıp
yoluna devam etmektedir. Geri
depolamalı
hidroelektrik santrallerinde su
bir alt rezervuarda toplanılır ve
elektrik motorlarıla ihtiyaç
duyulduğunda tekrar üstteki
rezervuara pompalanır.
Generator
Hidroelektrik santralinin kalbi
jeneratörüdür. Birçok
hidroelektrik santrali birden
fazla jeneratör barındırır.
Jeneratörler prensip olarak bir
bobin içinde dönen mıknatısların
bobin üzerindeki elektronları
harekete geçirmesi sonucu elektrik
akımı oluşturur. Jeneratörler temel
olarak şu parçalardan oluşur :
- Mil
- Uyarıcı
- Rotor
- Stator
Türbin döndüğünde uyarıcı rotora
elektrik akımı gönderir. Rotor bir
sıra halinde dizilmiş
elektromıknatıslardan oluşur. Bu
elektromıknatıslar bakır telle
sarılmış stator olarak
isimlendirilen bobinlerin arasında
bulunur. Elektromıknatısların dönme
hareketi bobinler üzerinde elektrik
akımı oluşmasını sağlar.
Hidrolojik Döngü
Hidrolojik döngü
hidroelektrik santralleri için
hayati öneme sahiptir. Eğer yağış
miktarlarında bir azalma meydana
gelirse santralde daha az su
toplanacak buda daha az enerji elde
edilebilmesine sebep olacaktır.
Aşağıda hidrolojik döngü
incelenmiştir.
hidrolojik-dongu.JPG
1- Güneş, okyanus ve denizleri
ısıtır.
2- Güneşle ısınan su buharlaşır ve
gökyüzüne yükselir.
3- Su buharı soğuktur ve
yoğunlaşarak su damlacığı haline
gelir. Bu su damlacıkları bulutları
oluşturur.
4- Eğer yeterince yoğunlaşma olursa
bu damlacıklar ağırlaşır ve
bulutları taşıyamayacağı düzeye
ulaşır. Bu durumda bu damlacıkları
yağmur veya kar olarak yeryüzüne
düşer.
5- Yeryüzüne düşen yağmurun bir
kısmı yeraltında depolanırken bir
kısmıda nehirlere karışarakk tekrar
okyanus ve denizlere ulaşır.
İlginç Bir Proje :
Hidroelektrik Ayakkabı
Hidroelektriğin temel prensibi
hareket halindeki bir akışkanın
türbin pervanelerini döndürmesidir.
Klasik kullanımda orta büyüklükte
bir nehir üzerine büyük bir baraj
kurularak
hidroelektrik güçten
yararlanılır. Ancak gelişen
teknoloji ile beraber
hidroelektrik gücü daha ufak
boyutlu sistemlerden elde etmekte
mümkün olabilmektedir.
Yürümenin çok temel bir prensibi
vardır. Yürüme boyunca topuk
yerdeyken parmak yukarıda, parmaklar
yukarıydayken topuk aşağıdadır.
Yürüme esnasında kullanılan hareket
enerjisini toplamak için
hidroelektrik ayakkabı düşüncesi
Kanadalı araştırmacı Robert
Komarechka uygulamaya geçirilmiştir.
Hidroelektrik ayakkabının 5
temel parçası vardır :
Akışkan : Sistem
elektriksel olarak iletken bir
akışkan kullanmaktadır.
Akışkan Kesesi :
Bir kese topukta diğer kese ise
ayakkabının parmak bölümünde
bulunmaktadır.
Kablo Kanalları :
Kablo kanalları herbir keseyi
mikrojeneratöre bağlar.
Turbin : Su tabanda
ileri geri hareket ettiğinde türbini
hareket ettirecektir.
Mikrojeneratör :
Jeneratör iki sıvı dolu kesenin
arasında bulunmaktadır ve bir
rüzgargülü rotoru içerir. Bu rotor
mili harekete geçirir ve jeneratörü
çalıştırır.
Kişi yürüdüğünde ayak topuğunda
bulunan kesenin içindeki sıvı kablo
kanalına baskı uygulayacak ve
generatör modülüne akması
sağlanacaktır. Kişi yürümeye devam
ettiğinde topuk kaldırılacak ve
aşağı doğru olan basınç ters yöne
doğru olacaktır. Akışkanın bu
hareketi rotoru döndürecek ve
elektrik enerjisi elde edilecektir.
Harici bir soketle bu enerjiden
çıkış alınıp cep telefonu, radyo, cd
oynatıcı gibi taşınabilir cihazların
enerji ihtiyacı karşılanabilir.
ÖZETLE :
|
Hidroelektrik Santralı, barajda biriken su
Yerçekimi Potansiyel Enerjisi içermektedir. Su,
belli bir yükseklikten düşerken , enerjinin dönüşümü
prensibine göre
Yerçekimi Potansiyel Enerjisi önce
kinetik enerji (mekanik
enerji) ye daha sonra da
Türbin çarkına bağlı jeneratör motorunun dönmesi
vasıtasıyla
Potansiyel elektrik Enerjisi ne dönüşür.
Fizik ten hatırlıyalım, 1 kg lık bir kütle, 1 m
yükseklikten düştüğünde ;
W (kg m2/sn2=N-m=joule)=
m(kg)*g( m/sn2)*h(m)=
9.8 N-m lik iş yapılmış olur.
Net düşüsü 100 m olan bir barajda 1 ton suyun
yaptığı iş;
W= 1000*9.8*100= 980 000 N-m=joule(j) dür.
Su düşüşü veya hidrolik düşüş
Birbiri ile irtibatı bulunan iki su seviyesi
arasındaki kot farkına denir. Bir Hidroelektrik
Santralda düşü ise üst su seviyesi ile çıkış su
seviyesi arasındaki yükseklik farkıdır. Cebri
borular ve diğer yerlerdeki kayıplar göz önüne
alınmazsa bu mesafeye net hidrolik düşü diyebiliriz.Yukarıdaki örneği devam ettirirsek; 1 kWh=
3.600.000 j olduğundan, 1 ton suyun yaptığı iş ;
980 000/3 600 000= 0.27 kWh olacaktır.
Tersten okursak; 1 kWh enerji için,
3.600.000/980.000=3,67 m3 su harcamak
gerekir.
1 kWh enerji için harcanan su miktarına Özgül Su
Sarfiyatı denir. Net düşü ile ilgilidir. Baraj
su seviyesi düştükçe Özgül Su Sarfiyatı
yükselir. Yani aynı enerji için daha çok su
harcanır.
Özgül Su Sarfiyatının hesabı İş= m*g*h =
Q*1000*9.8*h/3600000 (kWh) olduğuna göre;
|