Hidroenerjinin verimliliği

Bazen sebep olduğu doğa katliamlarından dolayı tepki ve eylemlere sebep olsa da Hidroenerji (HES); teknik olarak yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir.

Hidroenerjinin ne olduğuna ve nasıl bir mekanizmayla üretildiğine dair genel bilgileri daha önceki yazımızda belirtmiştik. Tabii avantajlarını ve tepkiye yol açan dezavantajlarını da.. İlgili yazıya buradan bağlantıya tıklayarak ulaşabilirsiniz fakat ön bilgi olması adına sıralayacak olursak hidroenerjinin en büyük iki dezavantajı su şekildedir:

  • Yapılması planlanan akarsuya bağlı olarak bazen ağaç kesimine ve doğa katliamına sebep olması
  • Akarsuların debisini ve yatağını değiştirerek doğal süreci bozması. Özellikle barajlardan biriktirilen su sebebiyle.

Bu yazımızda ise Hidroelektrik Santralleri (HES) aracılığıyla üretilen eenerjinin verimliliğinden, diğer seçeneklere göre sahip olduğu avantajlardan söz edeceğiz.

Hidroelektrik enerjisinin avantajları nelerdir?

  • Tamamen doğal kaynakların kullanılmasıyla üretilir.
  • İnşa edilen bir santralin 30-40 yıl gibi uzun bir işletme ömrü vardır.
  • Barajda biriken su dolayısıyla elektriği diğer alternatiflerden daha iyi depolama şansı vardır. Bu sayede talep fazlası ve azlığı durumunda şebekeye verilen elektrik miktarı ayarlanabilir.
  • Güneş enerjisinin yıl içinde değişmesinden ve rüzgar enerjisinin rüzgar alış sorunundan kaynaklanan problemlerin aksine verimi çok daha yüksektir. Çünkü akarsuda ve dolayısıyla biriken barajda sürekli bir akış ve istikrar mevcuttur.
  • Herhangi bir fosil yakıt, vs. tüketimi olmadığı için hava ve çevre kirliliği sıfıra yakındır.

Hidroelektrik enerjisinin dezavantajları:

  • Ufak bir tesisin kurulması bile söz konusu akarsu etrafında temizlik gerektirdiği için hidro enerjinin verimli yönleri kadar doğa katliamına, çevredeki kültürel mirasın yok edilmesine yol açtığı da olmaktadır.
  • Daha portatif, pratik ve hızlı uygulanabilir kaynaklara göre bazen daha hantal ve uzun vadeli olabilmektedir. Bu yüzden HES inşaası genellikle uzun vadeli üretim planları olması halinde gerçekleştirilmektedir.

Genel hatlarıyla hidroenerjinin verimliliği hakkında söylenecekler bunlardır. Dolayısıyla olası dezavantajları mümkün olduğunca azaltmak ve arazi-inşaa planını bu kriterlere göre yapmak daha uygun olacaktır.

Meraklıları için daha sayısal birkaç unsurdan bahsedecek olursak; verimlilik hesabı yapabilmek için bazı terimleri bilmek gerekmektedir.

Bir hidroelektrik enerji santralinde verimlilik hesabına sebep olan unsurlar ise şu şekildedir:

  • Barajdan düşüş sırasında hava sürtünmesinden kaynaklanan enerji kaybı. (Kinetik enerji, en baştaki potansiyel enerjiye bire bir eşit olmayacaktır.)
  • Kinetik enerji kazanan suyun türbin kanatlarına çarpması sırasında meydana gelen kayıplar. (Bu daha çok momentumun türbine aktarılması sırasında ve türbin kanatlarının dönüşündeki sürtünme kayıpları sırasında gerceklesir.)
  • Türbinden jeneratöre geçiş ve burada kinetik enerjinin elektrik enerjisine dönüşmesi sırasında yaşanan kayıplar)

Böyle uzun uzun yazıldığına bakmayın. Verimi %35-40 civarında kalan ve doğaya haddi hesabı olmayan zararlar veren termik santraller ile kıyaslandığında hidroenerjideki kayıplar neredeyse ihmal edilecek düzeydedir.

Bütün bu hesapları formüle etmek ve sayısal şekilde ispatlamak için işlem yapılacaksa; mutlaka bilinmesi gereken terimlerin başında özgül su sarfiyatı gelmektedir.

Kısaca özgül su sarfiyatı; Hidroelektrik Enerji Santralinde 1kwh enerji üretebilmek için harcanması gereken su miktarıdır. Bunun ayrıntılı hesabı ise birim hacimdeki suyun ürettiği iş ve bunun sahip olunan potansiyele oranlanmasıyla bulunur.

Pratik bilgi amacıyla açıklamayı tersten yapıyoruz. Detaylara girmek istemeyenler için hesap sonunda elde edilen veriyi sunalım: Baraj düşüşü 100 m olan bir HES’te 1 kWh enerji üretmek için gereken su hacmi 3,67 metreküptür.

Peki bu nasıl bulunur? Bildiğiniz gibi yüksekte bulunan suyun düşüşte yapacağı iş; sahip olduğu potansiyel enerjiye eşit olacaktır.

Bunu ise P.E.=m.g.h formülüyle bulabiliriz.

Buradan Joule cinsinden bulduğumuz iş; kW cinsinden karşılığına çevrilirse birim kilowatt başına kullanılması gereken su miktarı rahatlıkla hesaplanabilir. 1 Wh’in 3.600 Joule eşit olduğu düşünüldüğünde, durumu sözel olarak şöyle formüle edebiliriz.

  • İhtiyaç duyulan su miktarı= Üretilmek istenen enerji (Joule)/Birim enerjinin Joule karşılığı

Formülde genelde su miktarı m3, enerji miktarı ise kWh olarak hesaplanır.

Şunu da belirtelim: Bu basit formülasyon, hobi olarak temel bilgi edinmek isteyenlere yöneliktir. Gercekte bir hidroelektrik santrali deki enerji ve verim hesapları çok daha küçük parametrelerin hesaba katıldığı profesyonel analiz yöntemleriyle yapılmaktadır.


Evet sevgili okurlar. Eğer HES’lerin verimliliğine veya diğer faktörlerine yönelik yorum belirtmek isterseniz; görüşlerinizi rahatlıkla paylaşabilirsiniz.

Sonraki yazılarda görüşmek dileğiyle, hoşça kalın.

Bunlar da ilginizi çekebilir!

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*