Hidroelektrik Santral Nedir? Nasıl Çalışır?

NOT : BU MAKALE BARANBAYUK.COM ZİYARETÇİLERİ İÇİN GENEL BİLGİ MAHİYETİNDE HAZIRLANMIŞTIR.

HİDROELEKTRİK SANTRALLAR KONUSUNDA ŞU ANDA İMALAT, İTHALAT, TOPTAN SATIŞ, PERAKENDE SATIS, 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 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.

Hidroelektrik santral     

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.

Hidro elektrik santralın yapısı

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.

Hidroelektrik jeneratör türbin mili

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.

Hidroelektrik santral generator

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;


 

 

Ana Sayfa