Hidroelektrik Enerji Santrali Nedir

**Prof. Dr. Sinsi** · 09-01-2012

Hidroelektrik Enerji Santrali

Hidroelektrik Enerji Santrali nedir

Hidroelektrik santrali

Hidroelektrik Enerji Santrali

Hidroelektrik santral, yüksek bir noktadan düşen hareket halindeki suyun kinetik enerjisinden yararlanılarak elektrik enerjisinin üretildiği elektrik santralı türüdür

Hidroelektrik santral, düşen su kütlesinin kinetik enerjisinden yararlanılarak bir türbin çalıştırılır

Elektrik enerjisi isteği kış aylarında maksimumudur

Bu devrede, nehirlerde su çekildiğinden hidroelektrik enerji üretimi en düşük seviyeye iner

Enerji isteğinin yüksek, üretimin az olması yüzünden yaz mevsiminde elde edilecek enerji büyük önem taşır

Diğer yandan enerjisinin değeri, geceleri gündüze, pazar günleri iş gününe oranla daha düşüktür

Hidroelektrik bir tesisin değeri, yalnız üretilen enerji miktarına değil, bu enerjinin kalitesine, yani zaman içindeki dağılımına da bağlıdır

Hidroelektrik santralın kurulacağı yerin seçimini tabiat belirler ve bazen bu yer kullanma merkezlerinden çok uzakta olabilir

Böylece enerji nakli yüzünden maliyet fiyatı bakımından büyük yük altına girilir ve genellikle tüm hallerde kuruluş masrafları, termik santrallere oranla daha yüksektir

Buna karşılık, hidroelektrik santralın yakıt tüketimi yoktur, işletme ve bakım masrafları, termik santralden çok azdır

Hidroelektrik bir tesisin, işletme ekonomisi kuruluş masraflarını karşılarsa elverişli şartlara sahip olduğu düşünülür

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 santralların ana bölümleri

Bir hidroelektrik santral binlerce parçadan meydana gelir

Ana bölümleri şunlardır:

Su alma yapısı

Rezervuarlı santrallarda baraj, kanal tipi santrallerde tünel ya da açık kanal, nehir tipi santrallerde ise regülatör şeklinde olabilir

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

İletim hattı

Hidroelektrik tesisin işletmede öngörülen debideki suyu iletmesinde kullanılır

Trapez, duvarlı, kapalı duvarlı, tünel, veya doğrudan cebri borularla iletilebillir

Kanal sonu yükleme odasına bağlanır

Kanal boyunca sanat yapıları mevcuttur

Cebri (basınçlı) borular

Su alma ağzı ile santral arasında, ölçüleri debi ve düşü ye göre hesaplanan kalın etli büyük çaplı çelik ya da CTP (Cam elyaf Takviyeli Plastik) borulardır

Santralın jeolojik yapısına göre gömülü oldukları gibi, görünür olanlarıda vardır

Türbin çarkını çeviren suyun geçişine olanak sağlar

Montajı yapılmakta olan bir salyangozun betona gömülmeden önceki hali

Salyangoz

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

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

Jeneratör

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

Dönüş sayısı, frekans ve kutup sayısı ile doğru orantılıdır

Enerji stator sargılarından alınır

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

Şalt alanı

Daha çok bilgi için: Şalt sahası

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

Diğer teçhizat

Ana teçhizatlardan ayrı olarak; ısıtma havalandırma sistemleri, aydınlatma sistemleri, doğru akım acil enerji, alternatif akım acil enerji (dizel generatör) sistemleri, sızıntı toplama havuzları, besleme pompaları, drenaj boşaltma pompaları, haberleşme sistemleri, kompresör ve tanklar gibi basıçlı hava sistemleri, yangın koruma ve söndürme sistemleri, bakım, onarım ve küçük imalat atölyeleri, montaj demontaj sahaları, vinçler, krenler gibi taşıma, kaldırma sistemleri, arıtma sistemleri, ilk yardım bölümü, batardo kapakları,labaratuarlar 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 nedir

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

Ayrıca vahşi hayata ve doğal kaynaklara zararları, bölgesel kültürler ve tarihi yerlerin yok edilmesi (Zeugma, fırtına vadisi vs

), su kalitesine etki sorunu dezavantajlardan bazılarıdır

Su kaynağı bakımından zengin fakat yüksek debili akarsu bakımından fakir olan Türkiye'de maliyeti düşük ve çevreye zararı daha az olan Kanal Tipi Santralleri kurmak zordur

Küçük bir kasabaya yetecek kadar enerji üreten bir tesis için bile pek çok ağaç kesip yol açmak zorunda kalınması doğaya geri dönüşü olmayan zararlar vermektedir

Dezavantajlarına karşın; ilk yatırım yapıldıktan sonra, enerji üretiminin ana kaynağı su olduğundan üretim maliyeti çok ucuz olmaktadır

Yakıtlı santralleri gibi hava ve çevre kirliliği yaratmazlar

Türbinler hakkında daha detaylı bilgi için teklif hazırlama mühendislerine başvurulabilir

Ayrıca barajların, elektrik üretiminin yanı sıra;

Yerleşim yerlerinin suyunu karşılama,

Sel ve taşkınları önleme,

Tarım arazilerini sulama

Balıkçılık

Ağaçlandırmaya katkı, erozyonu önleme

Turizmi geliştirme

Ulaşım

İklimde yumuşama gibi yararları bulunur

Hidroelektrik Enerji Santralinin Çalışması

09-01-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Hidroelektrik Enerji Santrali Nedir Hidroelektrik Enerji Santrali Hidroelektrik Enerji Santrali nedir Hidroelektrik santrali Hidroelektrik Enerji Santrali Hidroelektrik santral, yüksek bir noktadan düşen hareket halindeki suyun kinetik enerjisinden yararlanılarak elektrik enerjisinin üretildiği elektrik santralı türüdür Hidroelektrik santral, düşen su kütlesinin kinetik enerjisinden yararlanılarak bir türbin çalıştırılır Elektrik enerjisi isteği kış aylarında maksimumudur Bu devrede, nehirlerde su çekildiğinden hidroelektrik enerji üretimi en düşük seviyeye iner Enerji isteğinin yüksek, üretimin az olması yüzünden yaz mevsiminde elde edilecek enerji büyük önem taşır Diğer yandan enerjisinin değeri, geceleri gündüze, pazar günleri iş gününe oranla daha düşüktür Hidroelektrik bir tesisin değeri, yalnız üretilen enerji miktarına değil, bu enerjinin kalitesine, yani zaman içindeki dağılımına da bağlıdır Hidroelektrik santralın kurulacağı yerin seçimini tabiat belirler ve bazen bu yer kullanma merkezlerinden çok uzakta olabilir Böylece enerji nakli yüzünden maliyet fiyatı bakımından büyük yük altına girilir ve genellikle tüm hallerde kuruluş masrafları, termik santrallere oranla daha yüksektir Buna karşılık, hidroelektrik santralın yakıt tüketimi yoktur, işletme ve bakım masrafları, termik santralden çok azdır Hidroelektrik bir tesisin, işletme ekonomisi kuruluş masraflarını karşılarsa elverişli şartlara sahip olduğu düşünülür 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 santralların ana bölümleri Bir hidroelektrik santral binlerce parçadan meydana gelir Ana bölümleri şunlardır: Su alma yapısı Rezervuarlı santrallarda baraj, kanal tipi santrallerde tünel ya da açık kanal, nehir tipi santrallerde ise regülatör şeklinde olabilir 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 İletim hattı Hidroelektrik tesisin işletmede öngörülen debideki suyu iletmesinde kullanılır Trapez, duvarlı, kapalı duvarlı, tünel, veya doğrudan cebri borularla iletilebillir Kanal sonu yükleme odasına bağlanır Kanal boyunca sanat yapıları mevcuttur Cebri (basınçlı) borular Su alma ağzı ile santral arasında, ölçüleri debi ve düşü ye göre hesaplanan kalın etli büyük çaplı çelik ya da CTP (Cam elyaf Takviyeli Plastik) borulardır Santralın jeolojik yapısına göre gömülü oldukları gibi, görünür olanlarıda vardır Türbin çarkını çeviren suyun geçişine olanak sağlar Montajı yapılmakta olan bir salyangozun betona gömülmeden önceki hali Salyangoz 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 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 Jeneratör 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 Dönüş sayısı, frekans ve kutup sayısı ile doğru orantılıdır Enerji stator sargılarından alınır 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 Şalt alanı Daha çok bilgi için: Şalt sahası 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 Diğer teçhizat Ana teçhizatlardan ayrı olarak; ısıtma havalandırma sistemleri, aydınlatma sistemleri, doğru akım acil enerji, alternatif akım acil enerji (dizel generatör) sistemleri, sızıntı toplama havuzları, besleme pompaları, drenaj boşaltma pompaları, haberleşme sistemleri, kompresör ve tanklar gibi basıçlı hava sistemleri, yangın koruma ve söndürme sistemleri, bakım, onarım ve küçük imalat atölyeleri, montaj demontaj sahaları, vinçler, krenler gibi taşıma, kaldırma sistemleri, arıtma sistemleri, ilk yardım bölümü, batardo kapakları,labaratuarlar 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 nedir 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 Ayrıca vahşi hayata ve doğal kaynaklara zararları, bölgesel kültürler ve tarihi yerlerin yok edilmesi (Zeugma, fırtına vadisi vs), su kalitesine etki sorunu dezavantajlardan bazılarıdır Su kaynağı bakımından zengin fakat yüksek debili akarsu bakımından fakir olan Türkiye'de maliyeti düşük ve çevreye zararı daha az olan Kanal Tipi Santralleri kurmak zordur Küçük bir kasabaya yetecek kadar enerji üreten bir tesis için bile pek çok ağaç kesip yol açmak zorunda kalınması doğaya geri dönüşü olmayan zararlar vermektedir Dezavantajlarına karşın; ilk yatırım yapıldıktan sonra, enerji üretiminin ana kaynağı su olduğundan üretim maliyeti çok ucuz olmaktadır Yakıtlı santralleri gibi hava ve çevre kirliliği yaratmazlar Türbinler hakkında daha detaylı bilgi için teklif hazırlama mühendislerine başvurulabilir Ayrıca barajların, elektrik üretiminin yanı sıra; Yerleşim yerlerinin suyunu karşılama, Sel ve taşkınları önleme, Tarım arazilerini sulama Balıkçılık Ağaçlandırmaya katkı, erozyonu önleme Turizmi geliştirme Ulaşım İklimde yumuşama gibi yararları bulunur Hidroelektrik Enerji Santralinin Çalışması