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 hidroelektriksantrallerinde
rezervuardan akan su türbini
döndürdükten sonra nehire karışıp yoluna
devam etmektedir. Geri depolamalı hidroelektriksantrallerinde
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.
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:
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.
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.
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.
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 hidroelektriksantrallerinde
rezervuardan akan su türbini
döndürdükten sonra nehire karışıp yoluna
devam etmektedir. Geri depolamalı hidroelektriksantrallerinde
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 Sarfiyatıyükselir. Yani aynı
enerji için daha çok su harcanır.