yenİlenebİlİr enerjİ sİstemlerİ dr. muharrem hilmi aksoy
TRANSCRIPT
![Page 1: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/1.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
1
YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ
Dr. Muharrem Hilmi Aksoy
Konya Teknik Üniversitesi
Makina Mühendisliği
KONYA-2019
![Page 2: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/2.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
2
1 GİRİŞ VE TANIMLAR
2 HİDROLİK ENERJİ
3 RÜZGAR ENERJİSİ
4 GÜNEŞ ENERJİSİ
5 BİYOKÜTLE ENERJİSİ
6 JEOTERMAL ENERJİ
7 DALGA ENERJİSİ
8 HİDROJEN ENERJİSİ
Ders İçeriği
![Page 3: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/3.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
3
HİDROLİK ENERJİ
Hidrolik Enerji
Hidrolik Enerji suyun basınç ve hız etkisinden faydalanarak
su türbinleri vasıtasıyla mekanik enerji elde edilmesidir.
Hidrolik enerji, tarih öncesi devirlerden bu yana insanlar
tarafından su çarkları ve su değirmenlerinde kullanılmıştır.
19. Yy dan itibaren su türbinleri geliştirilerek günümüzde
modern su türbinleri ile suyun hidrolik gücü daha yüksek bir
verimle mekanik ve elektrik enerjisine dönüştürülmektedir.
![Page 4: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/4.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
4
• Günümüzde su türbinleri geliştirilerek, günümüzde modern su türbinleri
ile suyun hidrolik gücü daha yüksek bir verimle mekanik ve elektrik
enerjisine dönüştürülmektedir
![Page 5: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/5.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
5
HİDROLİK ENERJİ
Su türbinlerinden önce kullanılan muhtelif su çarkları
![Page 6: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/6.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
6
![Page 7: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/7.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
• Hidroelektrik santraller ile elektrik üretimi, dünyada toplam elektrik üretimine yaklaşık % 23 oranında katkıda bulunmaktadır.
• Günümüz koşullarında kullanılabilir hidroelektrik kapasitenin büyük bir bölümü kullanılmaktadır.
• Ülkemiz yüksek debili akarsuların varlığı açısından hidroelektrik enerji kaynakları bakımından dünyada ilk sıralarda yer almaktadır.
• Dicle, Fırat, Kızılırmak, Seyhan, Ceyhan nehirleri üzerinde hidroelektrik amaçlı barajlarımız vardır. Bunların en önemlileri “Atatürk ve Karakaya Barajları”dır.
7
![Page 8: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/8.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
8
• Hidroelektrik, yüzyıldan fazla bir deneyime sahip,
kanıtlanmış ve gelişmiş bir teknolojiye sahiptir.
• Bugünkü santraller % 80 - 95 dolayında oldukça yüksek
bir verimle çalışmaktadır.
• Bu aynı zamanda önemli bir çevresel faydadır. En gelişmiş
fosil kaynaklı santrallerin verimi %60, güneş enerji sinden
elektrik üreten PV panellerinin ise %20 dolayındadır.
• Hidroelektrik diğer büyük ölçekli enerji üretim sistemi
seçenekleriyle kıyaslandığında, en düşük işletme
maliyetine ve en uzun işletme ömrüne sahiptir (Anonim,
2010).
![Page 9: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/9.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
9
• Hidrolik enerji 4 gr/kWh ile en düşük emisyon salınımına sahiptir.
• Bu değer enerjinin üretilmesi sırasında olmayıp, enerji sistem parçalarının imalatı
aşamasında oluşmaktadır.
• Bundan dolayı ekolojik dengenin bozulması ve küresel ısınmanın durdurulması
• için hidroelektrik enerji kaynaklarının maksimum seviyede kullanılması
gerekmektedir.
• Enerji santrallerinin hava kirlenmesine, iklime etkileri, radyoaktivite durumu ve risk
önleme etkileri Şekildeki grafikte verilmiştir.
• Bilhassa nehir tipi HES’ler in çevreye ve iklime etkileri minimum, hava kirliliğine
etkileri ise sıfır seviyesindedir.
Enerji kaynaklarının meydana
getirdiği karbondioksit emisyon
miktarları
![Page 10: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/10.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
10
Enerji santrallerinin çevresel bütün tesirlerinin birlikte gösterimi
(Kaynak: Schwezerischer Wasserwirtschaftsverband)
![Page 11: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/11.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
11
Türkiye’nin en büyük bazı HES Projelerinin
Geri Ödeme Süresi
![Page 12: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/12.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
12
Dünya enerji üretiminin %16’sı hidroelektrik enerjiden üretilirken, en büyük paya
%41 ile kömür sahiptir. Bunu %21 ile doğal gaz takip ederken, nükleer %14, petrol %6,
biokütle %1,3, rüzgar %0,8 ve diğerleri %0,8 paya sahiptir
![Page 13: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/13.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
13
Avrupa’da hidroelektrik potansiyeli büyük ülkelerin fiili üretimleri (TWh/yıl)
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.
İşletmeye açılan 125 adet hidroelektrik santralin (HES) kurulu güç kapasitesi
11.600 MW, yıllık ortalama enerji üretim potansiyeli ise 42 milyar kWh’tir. Buna
göre, ülkemizdeki teknik ve ekonomik değerlendirilebilir hidroelektrik potansiyelin
ancak %34’ünün geliştirildiğini göstermektedir.(2011) Şimdi??
![Page 14: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/14.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
14
Ekonomik olarak yapılabilir hidroelektrik santral projelerinin durum 2017
![Page 15: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/15.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
15
hidroelektrik santralin kısımlarının görünüşleri
![Page 16: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/16.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
16
Atatürk barajı ve hidroelektrik santrali
Atatürk barajı: Şanlıurfa ve Adıyaman illeri arasında Fırat Nehri üzerinde kurulu
olup enerji ve sulama amacıyla kurulmuştur. 2400 MW gücüyle yıllık 8900 GWh
elektrik üretim kapasitesine sahiptir.
![Page 17: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/17.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
17
HİDROLİK ENERJİ
Bir su kuvvetinden elde edilecek olan güç (P), suyun net
hidrolik düşüsü (H), saniyede akan su miktarı (debi, Q) ve
suyun özgül ağırlığı (ρ) ile belirlenir.
Ayrıca türbinin mekanik ve hidrolik kayıplarına bağlı türbin
verimi (ηT) göz önüne alınarak güç ifadesi (PT) aşağıdaki
şekilde yazılır. Pompanın çekeceği güç de aynı şekilde pompa
verimi (ηP) bölünerek bulunur.
PT= ρ.g.Q.H.ηT.10-3 [kW]
PP= ρ.g.Q.H.10-3 / ηP. [kW]
Burada ρ=1000 kg/m3, yer çekimi ivmesi g=9.81 m/s2, H (m)
![Page 18: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/18.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
18
HİDROLİK ENERJİ
Hidroelektrik Santrallerin sınıflandırılması
1- Düşülerine Göre;
HİDROELEKTRİK SANTRAL YÜKSEKLİK
Alçak Düşülü HES < 1 metre
Orta Düşülü HES 10-50 metre
Yüksek Düşülü HES > 50 metre
![Page 19: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/19.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
19
HİDROLİK ENERJİ
Hidroelektrik Santrallerin sınıflandırılması
2- Kurulu Güçlerine Göre;
HİDROELEKTRİK SANTRAL GÜÇ
Mikro HES < 100 kW
Mini HES 100-1000 kW
Orta Kapasiteli HES 1000-10.000 kW
Büyük Kapasiteli HES > 10.000 kW
![Page 20: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/20.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
20
HİDROLİK ENERJİ
Hidroelektrik Santrallerin sınıflandırılması
3- Depolama Durumuna Göre;
HİDROELEKTRİK SANTRAL
1. Depolamalı, yani yapay göllü (baraj) veya tabii göllü
santraller,
2. Depolamasız, kanal veya nehir üzerine inşa edilmiş
santraller.
![Page 21: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/21.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
21
HİDROLİK ENERJİ
Hidroelektrik Santrallerin sınıflandırılması
4- Baraj Gövdesinin Tipine Göre;
HİDROELEKTRİK SANTRAL
1. Ağırlıklı beton gövdeli barajlı HES
2. Beton kemer gövdeli HES
3. Kaya dolgu gövdeli HES
4. Toprak dolgu gövdeli HES
![Page 22: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/22.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
22
HİDROLİK ENERJİ
Ağırlıklı Beton Gövdeli HES Beton kemer Gövdeli HES
Kaya Dolgu Gövdeli HES Toprak Dolgu Gövdeli HES
![Page 23: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/23.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
23
HİDROLİK ENERJİ
Hidroelektrik Santrallerin sınıflandırılması
5- Santral Binasının Konumuna Göre;
HİDROELEKTRİK SANTRAL
1. Yer Üstü HES
2. Yer Altı HES
3. Yarı Gömülü veya Batık HES
![Page 24: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/24.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
24
HİDROLİK ENERJİ
Bu santraller aşağıdaki kısımlardan meydana gelir.
1. Baraj Gövdesi ve su alma tesisleri
2. Su iletim tesisleri (kanal, tünel, cebri boru gibi)
3. Santral Binası ve tesisleri (türbin, jeneratör, kontrol ünitesi)
4. Santral akış suyu tesisleri ile boşaltma su tesisleri
![Page 25: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/25.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
25
Depolamalı (Barajlı) HES ler
Depolamalı sistemde suyun önü bir baraj ile kapatılarak, barajın gerisinde bir
rezervuar oluşturulur. Böylece, yağışlı sezonda akarsuyun debileri bu rezervuarda
biriktirilir.
Yağışsız ve kurak sezonda ihtiyaç duyulan su eksiği bu birikmiş su hacminden temin
edilir.
Ayrıca, rezervuarda biriken sular baraj yüksekliğine yakın bir düşü de kazanarak
potansiyel enerjilerini artırmış olurlar.
![Page 26: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/26.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
26
Geometrik, faydalı ve net düşünün baraj
üzerinde gösterilişi
![Page 27: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/27.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
27
Nehir tipi (Regülâtör) HES ler
Nehir Tipi Santrallerde akarsuyun üzerine yapılan bir regülatör
(düzenleyici) ile su seviyesi bir miktar kabartılır
Böylece debilerin su alma yapısı tarafından daha kolay alınması sağlanır, hem de
bir miktar düşü kazanılmış olur. Bu tip tesislerde debi düzenlemesi olmaz.
Santralin üreteceği elektrik enerjisi mevsimlere bağlı olarak değişir.
![Page 28: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/28.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
28
Nehir tipi HES ler
![Page 29: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/29.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
29
Pompajlı rezervuarlı hidroelektrik santraller
• Hidroelektrik santrallerin bir çeşidi de pompajlı depolamalı santraller olup,
amaçları enerji talebinin düşük olduğu saatlerde şebekeden aldıkları enerji ile
suyu pompalayarak bir Üst Rezervuarda depolamak ve enerji ihtiyacının fazla
olduğu saatlerde biriktirilmiş suyu Üst Rezervuardan Alt Rezervuara akıtırken
türbinden geçirerek hidroelektrik enerji elde etmektir
![Page 30: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/30.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
30
Avusturya’da inşa edilmiş pek çok büyük barajlar ve yüksek düşülü
hidroelektrik santraller yanında, çok sayıda Nehir tipi HES de geliştirilmiştir.
Bunlardan ilginç bir örnek Salzach çayının orta mecrasında zincirleme olarak
inşa edilen ve toplam kurulu gücü 106,6 MW olan toplam 7 santraldir
![Page 31: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/31.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
31
HİDROLİK ENERJİ
![Page 32: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/32.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
32
HİDROLİK ENERJİ
Hidroelektrik Santrallerdeki Kayıplar
![Page 33: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/33.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
33
HİDROLİK ENERJİ
Hidrolik Enerji yeryüzü şekillerine ve akarsu debilerine bağlı
yenilenebilir bir enerji türü olduğu için her yıl yenilenmekedir.
Dağlık kesimlerde akarsuların debileri az, düşüleri büyük
olduğundan bu bölgelerde suyun hız enerjisinden
faydalanılan aksiyon (impuls, etki) türbinleri olan Pelton
türbinleri kullanılır.
Orta Debi ve düşülerde reaksiyon (tepki) türbini olan Francis
türbinleri;
Büyük Debi ve küçük düşü olan yerlerde ise eksenel akışlı
reaksiyon (tepki) türbinleri olan Uskur çark ve Kaplan
türbinleri kullanılır.
![Page 34: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/34.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
34
HİDROLİK ENERJİ
Net Düşü – Debi grafiğine göre türbinler
![Page 35: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/35.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
35
HİDROLİK ENERJİ
Hidroelektrik Santrallerde Kullanılan Türbinler
1- Üst Basınç Türbinleri
•Francis Türbinleri
•En yaygın olarak kullanılan türbin tipidir.
•Orta debi, orta düşü ve orta özgül devir sayılıdır.
•Küçük düşülerde salyangozsuz yapılabilirler.
•Küçük güçlü olanlar yatay eksenli, büyük güçlüler düşey
eksenlidir.
•2-600 m düşüler arasında 2-800.000 kW ve daha büyük
güçlerde imal edilebilirler.
![Page 36: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/36.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
36
HİDROLİK ENERJİ
![Page 37: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/37.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
37
https://zippy.gfycat.com/AlertGlumFairyblu
ebird.webm
![Page 38: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/38.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
38
![Page 39: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/39.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
39
HİDROLİK ENERJİ
![Page 40: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/40.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
40
HİDROLİK ENERJİ
Francis Türbini Çarkı
![Page 41: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/41.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
41
HİDROLİK ENERJİ
1- Üst Basınç Türbinleri
•Deriaz Türbinleri
•Francis türbinlerinin gelişmiş şeklidir.
•Büyük özgül devir sayılı Francisler ile küçük özgül devir sayılı
kaplan türbinleri sahalarında kullanılır
•Çark kanatları ayarlanabilir (hareketli) ve diagonal (karışık)
akışlıdır.
•Çark kanatlarının ayarlanabilir olması dolayısı ile geniş bir
debi aralığında yüksek verimli çalıştırılabilirler.
![Page 42: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/42.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
42
HİDROLİK ENERJİ
1- Üst Basınç Türbinleri
•Uskur ve Kaplan Türbinleri
•Eksenel akışlı olup büyük debi ve küçük düşülerde kullanılır.
•Kaplan türbini, Uskur türbininin gelişmiş şeklidir.
•Uskur türbinlerinde çark kanatları sadece dip taraftan türbin
gövdesine bağlıdır ve sabittir.
•Kaplan türbinlerinde ise türbin mili içinden çark gövdesine
ulaşan bir kumanda tertibatıyla çark kanatları döndürülebilir.
•Kaplan türbinlerinde uskur türbinlerine göre daha geniş bir
debi aralığında yüksek verimle çalışma sağlanmaktadır.
![Page 43: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/43.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
43
HİDROLİK ENERJİ
Uskur-Kaplan Türbini Çarkı
![Page 44: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/44.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
44
HİDROLİK ENERJİ
Uskur-Kaplan Türbini
![Page 45: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/45.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
45
HİDROLİK ENERJİ
1- Üst Basınç Türbinleri
•Boru Türbinleri
•Uskur ve Kaplan türbinlerinin bir silindir şekilli boru gövde içerisine
yerleştirilmiş şeklidir.
•Bu türbinlerde suyun eksenel akışını korumak için türbin çarkı ile
dağıtıcı kanalları aynı silindir gövde içine yerleştirilmiştir.
•Bu sayede yük kayıplarının azaltılması ve verimde de artış
sağlanması mümkündür.
•Hem türbin hem de pompa olarak çalışabilecek şekilde imal
edilebilirler.
•Denizlerin gel-git olayından faydalanılarak enerji üreten barajlı
santrallerde kullanılabilirler.
![Page 46: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/46.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
46
HİDROLİK ENERJİ
Boru Türbini
![Page 47: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/47.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
47
HİDROLİK ENERJİ
1- Serbest Püskürtmeli (İmpuls, Etki, Aksiyon) Türbinler
•Pelton Türbinleri
•Genel olarak yüksek düşü ve küçük debiler için uygundur.
•Bu türbinlerin çalışma prensibi yüksek basınçtaki suyu atmosfer
basıncında yüksek hızlı su jetine dönüştürerek, bu su jetinin kinetik
enerjisini de çark çevresine dizilen kepçeler vasıtası ile türbin miline
aktarmaktır.
•Bu türbinlerin verim eğrileri diğer türbinlere göre daha geniş bir debi
aralığında daha yatık, yani daha geniş bir çalışma aralığında daha
yüksek kalmaktadır.
•Yatay ve düşey eksenli olarak çalıştırılabilirler.
![Page 48: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/48.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
48
HİDROLİK ENERJİ
Pelton Türbini
![Page 49: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/49.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
49
HİDROLİK ENERJİ
Pelton Türbini Kepçesi
Su Jeti
![Page 50: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/50.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
50
![Page 51: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/51.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
51
![Page 52: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/52.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
52
HİDROLİK ENERJİ
1- Serbest Püskürtmeli (İmpuls, Etki, Aksiyon) Türbinler
•Banki (Ossberger) Türbinleri
•Bu türbinler Pelton ve Francis türbinleri arasında her ikisinin de
kullanım sahasına giren bir sahada kullanılmaktadır.
•Bu türbinler kısmi girişli, serbest jetli ve radyal çark tipine
sahiptirler.
•200 m düşüye, 75 d/d özgül devir sayısına ve 13 m3/s debi
değerlerine kadar imal edilmektedir.
•Daima yatay milli olarak, türbine suyun girişi yatay veya düşey
olacak şekilde yapılırlar.
•Türbin çarkı, sac diskler arasına eksene paralel olarak kaynak
edilmiş, daire yayı biçiminde silindirik kanatlardan oluşur.
![Page 53: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/53.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
53
HİDROLİK ENERJİ
Banki Türbini
![Page 54: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/54.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
54
HİDROLİK ENERJİ
Banki Türbini
![Page 55: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/55.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
55
HİDROLİK ENERJİ
ÖRNEK-1
•Bir biriktirmeli hidroelektrik santralinde günde 13 saat elektrik
üretilirken 11 saatte türbin pompa olarak çalıştırılıp aşağıdaki
depodan yukarıya su basılmaktadır.
Toplam verimler; Türbin için ηT:0,90, pompa için ηP:0,80, motor ve
jeneratör verimleri eşit olup ηm,g:0,97 dir. ρ= 1000 kg/m3 g=9,81 m/s2
a. 75 m net düşüde 100 kW güç elde edebilmek için gerekli debiyi
hesaplayınız?
b. Elektrik üretimi için günlük sarf edilen suyun tekrar rezerve
(depoya) basılabilmesi için gerekli elektrik pompa gücü ne
olmalıdır?
c. Günlük üretilen ve günlük tüketilen enerji miktarlarını
karşılaştırınız?
![Page 56: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/56.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
56
HİDROLİK ENERJİ
a. 75 m net düşüde 100 kW güç elde edebilmek için gerekli debiyi
hesaplayınız?
PT= ρ.g.Q.H.ηT.10-3 [kW] ifadesinde H=75 m ve PT=100 kW
değerlerini kullanarak;
100 kW = 1000 kg/m3 x 9,81 m/s2 x Q x 75 m x 0,9 x 10-3
Q = 0,151 m3/s debi gerektiği bulunur.
![Page 57: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/57.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
57
HİDROLİK ENERJİ
b. Elektrik üretimi için günlük sarf edilen suyun tekrar rezerve
(depoya) basılabilmesi için gerekli elektrik motor gücü ne
olmalıdır?
Günde 13 saat türbin olarak çalışılırken harcanan su miktarı;
Q = 0,151 m3/s x 13 saat/gün x 3600 saniye / saat = 7071,48 m3/gün
QP=7071,48 / 11x3600=0,17857 m3/s
Gerekli pompa gücü ise;
PP= ρ.g.Q.H.10-3 / ηP. [kW] ifadesinde H=75 m değerini
kullanarak;
PP kW = 1000 kg/m3 x 9,81 m/s2 x 0,17857 m3/s x 75 m x 10-3 /
0,80PP = 164,22 kW olarak bulunur.
![Page 58: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/58.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
58
HİDROLİK ENERJİ
c. Günlük üretilen ve günlük tüketilen enerji miktarlarını
karşılaştırınız?
Türbin tarafından üretilen elektrik enerjisi;
ET = PT x 13 x ηg = 100 x 13 x 0,97 = 1261 kWh/gün
Pompa tarafından tüketilen elektrik enerjisi;
EP = PP x 11 / ηm = 164,22 x 11 / 0,97 = 1862,29 kWh/gün
Pompanın harcadığı elektrik enerjisi, türbinin ürettiği elektrik enerjisinden
fazladır. Fakat pompanın harcadığı elektrik enerjisi, gece vakitlerinde
elektrik enerjisinin tüketiminin çok az olduğu bir zamandaki elektrik
enerjisini değerlendirdiği için faydalıdır.
![Page 59: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/59.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
59
HİDROLİK ENERJİ
ÖRNEK-2
•30 m yükseklikteki bir depodan günde 15 saat, saatte 54 m3 su
verilmektedir. Türbin kurulacak yere kadar olan boru kayıpları 10
mSS’dur. Türbinin genel verimini %80, jeneratör verimini %90
alarak:
Türbinin gücünü (kW), bir günde ve bir yılda üretilebilecek elektrik
enerjisi miktarlarını (kWh) hesaplayınız.
![Page 60: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/60.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
60
HİDROLİK ENERJİ
ÖRNEK-2H= 30 – 10 = 20 mSS – Net düşü
Debi m3/saat olarak verilmiştir. Bu, 54 m3/h / 3600 s/h = 0,015 m3/s
PT= ρ.g.Q.H.ηT.10-3 [kW] ifadesine göre;
PT = 1000 kg/m3 x 9,81 m/s2 x 0,015 m3/s x 20 m x 0,8 x 10-3
PT = 2,354 kW
Jeneratör Gücü: PG = PTxηg=2,354 x 0,9 =2,118 kW.
Bir günde 15 saat su verildiğine göre 15 saat elektrik üretilebilecektir.
E=P.Z.N = 2,118 x 15 x 1 = 32,37 kWh/Gün
E=P.Z.N = 2,118 x 15 x 365 = 11596,05 kWh/Yıl
![Page 61: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/61.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
61
• Dünyada 24 ülkede toplam ulusal elektrik üretiminin %90’ının ve 63
ülkede %50’sinin hidroelektrik santrallerden elde ediliyor olması bu
yapıların enerji temininde önemini göstermektedir.
• Hidroelektrik enerji, şebekelerin stabilitesinde hayati rol oynar.
• Şebekede sık sık görülebilecek olan yük değişiklikleri ve frekans
değişikliklerine anında müdahale ederek şebekenin işleyişini
düzenleyerek, tüketicilerin elektriksiz kalmalarını ve elektrikli cihazların
bozulmalarını önler.
• Şebekedeki reaktif gücü kontrol eder ve böylece elektriğin üretim
noktasından tüketim noktasına düzgün akışını sağlar. Hiçbir yabancı
güç kaynağına ihtiyaç duymadan, sıfırdan üretime geçebilir ve böylece
başlaması uzun zaman alan diğer enerji kaynaklarına yardımcı güç
sağlayarak onların üretime geçmelerini sağlar.
![Page 62: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/62.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
62
Hidroelektrik enerjinin avantajları
• Ekonomik ömrü uzun,
• Dünya genelinde yaygın (kolay temin edilebilirlik),
• Çevre dostu,
• İşletme ve bakım gideri düşük,
• Yakıt gideri olmayan,
• Geri ödeme süresi kısa (5–10 yıl),
• Yüksek verimli (% 90’ın üzerinde),
• İşletmede esneklik ve kolaylık sağlayarak pik talepleri
karşılayabilen,
• Yöre halkına ekonomik ve sosyal katkılar sağlayan,
• Devreye alınma süresi kısa olması,
• Dışa bağımlı olmayan yerli bir kaynaktır.
![Page 63: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/63.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
63
Hidroelektrik enerjinin dezavantajları
• Fiziksel çevreye etkileri Haznelerin su geliştirme
projelerinin çoğu ekosistemde değişikliğe yol açmaktadır. Bu
değişikliklerin başlıcaları akarsu akış düzeninin değişmesi,
baraj haznelerinin büyük alanları su altında bırakması ve yer
altı seviyesinin yükselmesi gibi sakıncalardır. Baraj
haznelerinin kapladığı büyük alanlar tarihi yapıların, tarım
arazilerinin ve fiziki güzelliklerin bir daha geri gelmeyecek
şekilde yok olmasına neden olmaktadır.
• Biyolojik çevreye etkileri Sulama amacını da içeren
geliştirme projelerinin en önemli sonucu, su kaynaklı
hastalıkların yaygınlaşmasıdır. Sulama sistemleri, parazitler ve
humma, ciğer trematodu, sıtma gibi hastalıklar yapan canlılar
için uygun bir ortam oluşturmakta ve bu yüzden canlılar
hastalıklardan etkilenmektedir.
• Sosyal çevreye etkileri
![Page 64: YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ Dr. Muharrem Hilmi Aksoy](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012417/617271234cf05333fe6a9579/html5/thumbnails/64.jpg)
HİDROLİK ENERJİHİDROLİK ENERJİ
64
• Ülkemizde, Çevresel Etki Değerlendirmesi (ÇED) raporu olmayan baraj yapımı
mümkün değildir.
• ÇED, belirli bir proje veya gelişmenin, çevre üzerindeki önemli etkilerinin
belirlendiği bir süreçtir.
• Bu süreç, kendi başına bir karar verme süreci olmayıp, karar verme süreci ile
birlikte gelişen ve onu destekleyen bir süreçtir.