Su Ve Alternatör Enerji İle Nasıl Elektrik Üretilebilir? Hidroelektrik Sistemi

Su Ve Alternatör Enerji İle Nasıl Elektrik Üretilebilir? Hidroelektrik Sistemi
Su Ve Alternatör Enerji İle Nasıl Elektrik Üretilebilir? Hidroelektrik Sistemi

Hidroelektrik Sistemi Nasıl Çalışır?
Hidroelektrik güç santralleri suyun düşüşünden yararlanarak elektrik elde etmeye yararlar Hidroelektrik santrallerinde güç suyun akışından elde edilir Hidrolik türbine suyun çarpması onun dönmesini sağlar Bu türbine bağlı mıknatıs veya bobinlerin dönmesiyle elektrik elde edilmiş olur Bu tür santraller diğerlerinden daha ucuzdur Bir yakıta ve onu elektrik santraline taşımaya gerek yoktur Yakıt kullanılmadığı içinde havayı kirleten bir dumanı söz konusu değildir





Hidroelektrik Santrali, barajda biriken su potansiyel enerji içermektedir Su, belli bir yükseklikten düşerken, enerjinin dönüşümü ilkesine göre potansiyel enerjisi önce kinetik enerji mekanik enerjiye, daha sonra da Türbin çarkına bağlı jeneratör motorunun dönmesi aracılığıyla elektrik enerjisine dönüşür
Su düşüşü veya hidrolik düşü
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
Özgül Su Sarfiyatı
Yukarıdaki örneği sürdürerek;1 kWh=3 600 000 J olduğundan, 1 ton suyun yaptığı iş ;
980 000/3 600 000= 027 kWh olacaktır
Tersten okunursa; 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*98*h/3600000 (kWh) olduğuna göre;

olur

Hidroelektrik Santralların 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

Montajı yapılmakta olan bir salyangozun betona gömülmeden önceki hali

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 basıçlı 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,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