Elektrik Nasıl Üretilir?
ELEKTRİK NASIL ÜRETİLİR
Elektrik bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletken tellerin bulunduğu ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten bir makinedir. Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstride gereksinim duyduğumuz büyük miktarlardaki elektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güç santrallerine ihtiyaç duyarız.
Çoğu güç santrali, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunurlar.Fosil yakıt santralleri ısı üretimi için doğalgaz kömür ve petrol yakarlar Nükleer santrallerde uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler.
Ancak bütün bu değişik tip santraller ürettikleri ısıyı,suyu buhar haline dönüştürmek için kullanırlar. oluşan buhar ise elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak türbin şaftını döndürür. işte bu dönme jeneratörün elektrik enerjisi üretmek için gereksinim duyduğu mekanik harekettir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken tellerle kullanılacağı yere gönderilir.Türbinden çıkan ısı enerjisi, diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar ise yoğunlaştırıcı (kondanser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar kullanılmak üzere santralin ısı üretilen bölümüne geri gönderilir.Yoğunlaştırıcıda soğutma işleminin sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralin hemen yanında bulunan ve uzaktan bakıldığı zaman geniş dev bacalara benzeyen soğutma kuleleri kullanılır. bu kulelerin üzerinde bulunan beyaz duman ise su buharıdır. Elektrik üretmek için kullanılan diğer yöntem ise hidrolik santrallerdir. Bu yöntem ile barajlarda biriktirilen su, bir su türbini üzerinden geçirilir ve türbine bağlı elektrik jeneratörü döndürülerek elektrik üretilir. Yukarıda bahsedilen bu yöntemler büyük miktarlarda elektrik enerjisi üretmek için kullanılırlar. Bunların yanı sıra rüzgar, güneş ve jeotermal enerji kullanarak da elektrik üretilmektedir.
Su, güneş, rüzgar ve geotermal kaynaklara, yenilenebilir enerji kaynakları denilir. Bu kaynaklar diğerleri gibi tükenmezler. Petrol, doğal gaz, kömür, uranyum gibi maddeler önümüzdeki birkaç yüzyıl içinde tükeneceklerdir
Termik santraller
Fosil yakıtlı enerji santrali(Termik santraller): Kömür, petrol veya doğal gaz gibi fosil yakıtların içeriğindeki hidrokarbonlardan çıkan kimyasal enerjinin kulanıldığı santraller.
Hidroelektrik santralleri
Hidrolik Güç (Hidrolik enerji)
Bulutların su buharı taşıması, soğuk hava dalgasında yoğunlaşarak yeryüzüne yağmur ya da kar olarak yağması, yüksek yerlerden dere-ırmak-nehir olarak denizlere akması, yeryüzündeki suların yeniden güneş enerjisi tarafından buharlaştırılarak yeniden bulut haline dönüştürülmesi döngüsü bir doğa olayı olup yüksek rakımlardan akan bu suyun bir enerjisi vardır ki bu bir yenilenebilir enerjidir. İnsanların çok eski tarihlerde farkına vardığı ve çeşitli amaçlarla kullandığı bu enerjiye Hidrolik enerji diyoruz.
Hidroelektrik Santralı
Barajda biriken su Yerçekimi Potansiyel Enerjisi içermektedir. Su, belli bir yükseklikten düşerken , enerjinin dönüşümü prensibine göre Yerçekimi Potansiyel Enerjisi si 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 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 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;
olur.
Konu başlıkları
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 formüle edersek;
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 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.
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.
û==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 mnjkhjkhkhktürbin 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.
Elektrik Enerjisinin kullanıma sunulması
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.
Nükleer santraller
Nükleer santraller, radyoaktif maddeleri kullanarak, enerji (başka bir deyişle bir enerji türünü başka enerji türüne çeviren) üreten santrallerdir. Çoğu enerji santralleri ısı kullanarak enerji üretimini gerçekleştirler. Radyoaktif maddeler kullanılmasından dolayı diğer santrallerden farklı ve daha sıkı güvenlik önlemlerini, teknolojileri içerisinde barındırır.
Çalışma Prensibi
Enerji kullanılması ile ısıtılan su buharı elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak (basıç,ısı), türbin şaftını döndürür. Türbinlerin elektrik üretebilmesi için bu türbin şaftlarının dönmesi gerekir. Bu mekanik hareket sonucunda elektrik elde edilir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan, enerjisi yani sahip olduğu basın ve sıcaklığı düşmüş olan buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar ısı üretilen bölümüne gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini yapabilmek için çevrede bulununa deniz, göl gibi su kaynaklarını kullanırlar.
Santrallerde ki Fisyon ve Reaksiyon
Bir nötronun, uranyum gibi ağır bir element atomunun çekirdeğine çarparak yutulması, bunun sonucunda bu atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki ayrı çekirdeğe bölünmesi reaksiyonudur. Fisyon sonucunda ortaya çıkan nötronların, ortamda bulunmakta olan diğer fisyon yapabilen atomların çekirdekleri tarafından yutularak, onları da aynı reaksiyona sokması ve bunun ardışık olarak tekrarlanmasıdır. Bunun sonucunda, ortaya çok büyük enerji açığa çıkar. Kontrolsüz bir reaksiyon çok güçlü ve ölümcül olabilir. (Nükleer Bombalar) Ancak nükleer santralda reaksiyonlar kontrol altında tutulur ve kontrollü bir şekilde gerçekleştirilir.
Rüzgar santralleri
Rüzgâr türbini, rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüştüren sistemdir.
Bir rüzgâr türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu), elektrik-elektronik elemanlar ve pervaneden oluşur. Rüzgârın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye çevrilir. Rotor milinin devir hareketi hızlandırılarak gövdedeki jeneratöre aktarılır. Jeneratörden elde edilen elektrik enerjisi aküler vasıtasıyla depolanarak veya doğrudan alıcılara ulaştırılır.
Rüzgâr türbinlerinin nasıl çalıştığını anlamak için iki önemli aerodinamik kuvvet iyi bilinmelidir Bunlar sürükleme ve kaldırma kuvvetleridir.
Sürükleme kuvveti, cisim üzerinde akış yönünde meydana gelen bir kuvvettir. Örneğin düz bir plaka üzerinde meydana gelebilecek maksimum sürükleme kuvveti hava akışının cisim üzerine 90o dik geldiği durumda iken; minimum sürükleme kuvveti ise hava akışı cismin yüzeyine paralelken meydana gelir.
Kaldırma kuvveti ise, akış yönüne dik olarak meydana gelen bir kuvvettir. Uçakların yerden havalanmasına da bu kuvvet sebep olduğu için kaldırma kuvveti olarak adlandırılmıştır.
Sürükleme kuvvetine en iyi örnek olarak paraşüt verilebilir. Bu kuvvet sayesinde paraşütün hızı kesilmektedir. Sürükleme kuvvetinin etkilerini minimuma indirebilmek için yapılmış özel cisimlere akış hatlı (streamlined) cisimler denir. Bu cisimlere örnek olarak elips, balıklar, zeplin verilebilir.
Düz bir plaka üzerine etkiyen kaldırma kuvveti, hava akışı plaka yüzeyine 0o açı ile geldiğinde görülür. Havanın akış yönüne göre meydana gelen küçük açılarda akış şiddetinin artmasıyla düşük basınçlı bölgeler meydana gelir. Bu bölgelere akış altı da denir. Dolayısıyla, hava akış hızı ile basınç arasında bir ilişki meydana gelmiş olur. Yani hava akışı hızlandıkça basınç düşer, hava akışı yavaşladıkça basınç artar. Bu olaya Bernoulli etkisi denir. Kaldırma kuvveti de cismin üzerinde emme veya çekme meydana getirir.
Konu başlıkları
Siklendirme
Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çok çeşitlilik gösterse de genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır. Rüzgâr türbinleri dönme eksenine göre "Yatay Eksenli Rüzgâr Türbinleri" (YERT) ve "Düşey Eksenli Rüzgâr Türbinleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrılır.
Yatay eksenli
Yatay eksenli bir rüzgâr türbini
Bu tip türbinlerde dönme ekseni rüzgâr yönüne paraleldir. Kanatları ise rüzgâr yönüyle dik açı yaparlar. Ticari türbinler genellikle yatay eksenlidir. Rotor, rüzgârı en iyi alacak şekilde, döner bir tabla üzerine yerleştirilmiştir.
Yatay eksenli türbinlerin çoğu, rüzgârı önden alacak şekilde tasarlanır. Rüzgârı arkadan alan türbinlerin yaygın bir kullanım yeri yoktur. Rüzgârı önden alan türbinlerin iyi tarafı, kulenin oluşturduğu rüzgâr gölgelenmesinden etkilenmemesidir. Kötü tarafı ise, türbinin sürekli rüzgâra bakması için dümen sisteminin yapılmasıdır.
Yatay eksenli türbinlere örnek olarak pervane tipi rüzgâr türbinleri verilebilir. Bu tip türbinlerin kanatları tek parça olabileceği gibi iki ve daha fazla parçadan da oluşabilir. Günümüzde en çok kullanılan tip üç kanatlı olanlardır. Bu türbinler elektrik üretmek için kullanılır. Geçmişte çok kanatlı türbinler tahıl öğütmek, su pompalamak ve ağaç kesmek için kullanılmıştır.
Düşey eksenli
Darrieus tipi bir rüzgâr türbini
Türbin mili düşeydir ve rüzgârın geliş yönüne diktir. Savonius tipi, Darrieus tipi gibi çeşitleri vardır. Daha çok deney amaçlı üretilmiştir. Ticari kullanımı çok azdır.
Bu türbinlerin üstünlükleri şöyle sıralanabilir:
Darrieus tipi
Düz tip bir Darrieus rüzgâr türbini
Darrieus tipi düşey eksenli rüzgâr türbininde, düşey şekilde yerleştirilmiş iki tane kanat vardır. Kanatlar, yaklaşık olarak türbin mili uzun eksenli olan bir elips oluşturacak biçimde yerleştirilmiştir. Kanatların içbükey ve dışbükey yüzeyleri arasındaki çekme kuvveti farkı nedeniyle dönme hareketi oluşur. Yapısı gereği Darrieus tipi rüzgâr türbinlerinde, devir başına iki kere en yüksek tork elde edilir. Rüzgârın tek yönden estiği düşünülürse; türbinin verdiği güç, sinüs şeklinde bir eğri oluşturur.
Savonius tipi
Savonius türbinleri, iki ya da üç adet kepçeye benzer kesitin birleşimi şeklindedir. En yaygını iki adet kepçenin bulunduğu durumdur ve “S” şeklini andıran bir görüntüsü vardır. Savonius türbininde akışkan içbükey kanat üzerinde türbülanslı bir yol izler ve burada dönel akışlar meydana gelir. Bu dönel akışlar Savonius türbininin performansını düşürür, bu nedenle elektrik üretiminde pek fazla kullanılmazlar. Daha çok su pompalama amaçlı ve rüzgâr ölçümlerinde kullanılan anemometre olarak kullanılırlar.
Jeotermal santraller
Jeotermal elektrik santralleri
Jeotermal enerjinin kullanım amaçlı değerlendirilmesi insanoğlunun doğal yaşam sürecinin devamını sağlar. Jeotermal kaynak kısaca yer ısısı olup, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu, kimyasallar içeren sıcak su, buhar ve gazlardır. Jeotermal enerji ise jeotermal kaynaklardan doğrudan veya dolaylı her türlü faydalanmayı kapsamaktadır. Jeotermal enerji yeni, yenilenebilir, sürdürülebilir, tükenmeyen, ucuz, güvenilir, çevre dostu, yerli ve yeşil bir enerji türüdür. Jeotermal elektrik santrallerinde, bu enerji dönüştürülerek elektrik elde edilir.
ELEKTRİK NASIL ÜRETİLİR
Elektrik bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletken tellerin bulunduğu ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten bir makinedir. Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstride gereksinim duyduğumuz büyük miktarlardaki elektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güç santrallerine ihtiyaç duyarız.
Çoğu güç santrali, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunurlar.Fosil yakıt santralleri ısı üretimi için doğalgaz kömür ve petrol yakarlar Nükleer santrallerde uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler.
Ancak bütün bu değişik tip santraller ürettikleri ısıyı,suyu buhar haline dönüştürmek için kullanırlar. oluşan buhar ise elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak türbin şaftını döndürür. işte bu dönme jeneratörün elektrik enerjisi üretmek için gereksinim duyduğu mekanik harekettir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken tellerle kullanılacağı yere gönderilir.Türbinden çıkan ısı enerjisi, diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar ise yoğunlaştırıcı (kondanser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar kullanılmak üzere santralin ısı üretilen bölümüne geri gönderilir.Yoğunlaştırıcıda soğutma işleminin sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralin hemen yanında bulunan ve uzaktan bakıldığı zaman geniş dev bacalara benzeyen soğutma kuleleri kullanılır. bu kulelerin üzerinde bulunan beyaz duman ise su buharıdır. Elektrik üretmek için kullanılan diğer yöntem ise hidrolik santrallerdir. Bu yöntem ile barajlarda biriktirilen su, bir su türbini üzerinden geçirilir ve türbine bağlı elektrik jeneratörü döndürülerek elektrik üretilir. Yukarıda bahsedilen bu yöntemler büyük miktarlarda elektrik enerjisi üretmek için kullanılırlar. Bunların yanı sıra rüzgar, güneş ve jeotermal enerji kullanarak da elektrik üretilmektedir.
Su, güneş, rüzgar ve geotermal kaynaklara, yenilenebilir enerji kaynakları denilir. Bu kaynaklar diğerleri gibi tükenmezler. Petrol, doğal gaz, kömür, uranyum gibi maddeler önümüzdeki birkaç yüzyıl içinde tükeneceklerdir
Termik santraller
Fosil yakıtlı enerji santrali(Termik santraller): Kömür, petrol veya doğal gaz gibi fosil yakıtların içeriğindeki hidrokarbonlardan çıkan kimyasal enerjinin kulanıldığı santraller.
Hidroelektrik santralleri
Hidrolik Güç (Hidrolik enerji)
Bulutların su buharı taşıması, soğuk hava dalgasında yoğunlaşarak yeryüzüne yağmur ya da kar olarak yağması, yüksek yerlerden dere-ırmak-nehir olarak denizlere akması, yeryüzündeki suların yeniden güneş enerjisi tarafından buharlaştırılarak yeniden bulut haline dönüştürülmesi döngüsü bir doğa olayı olup yüksek rakımlardan akan bu suyun bir enerjisi vardır ki bu bir yenilenebilir enerjidir. İnsanların çok eski tarihlerde farkına vardığı ve çeşitli amaçlarla kullandığı bu enerjiye Hidrolik enerji diyoruz.
Hidroelektrik Santralı
Barajda biriken su Yerçekimi Potansiyel Enerjisi içermektedir. Su, belli bir yükseklikten düşerken , enerjinin dönüşümü prensibine göre Yerçekimi Potansiyel Enerjisi si 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 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 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;
olur.
Konu başlıkları
- 1 Hidroelektrik Santralın Gücü
- 2 Hidroelektrik Santralların Ana Bölümleri
- 3 Hidrolik Santralların Artıları, Eksileri
- 4 Elektrik Enerjisinin kullanıma sunulması
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 formüle edersek;
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 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.
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.
û==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 mnjkhjkhkhktürbin 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.
Elektrik Enerjisinin kullanıma sunulması
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.
Nükleer santraller
Nükleer santraller, radyoaktif maddeleri kullanarak, enerji (başka bir deyişle bir enerji türünü başka enerji türüne çeviren) üreten santrallerdir. Çoğu enerji santralleri ısı kullanarak enerji üretimini gerçekleştirler. Radyoaktif maddeler kullanılmasından dolayı diğer santrallerden farklı ve daha sıkı güvenlik önlemlerini, teknolojileri içerisinde barındırır.
Çalışma Prensibi
Enerji kullanılması ile ısıtılan su buharı elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak (basıç,ısı), türbin şaftını döndürür. Türbinlerin elektrik üretebilmesi için bu türbin şaftlarının dönmesi gerekir. Bu mekanik hareket sonucunda elektrik elde edilir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan, enerjisi yani sahip olduğu basın ve sıcaklığı düşmüş olan buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar ısı üretilen bölümüne gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini yapabilmek için çevrede bulununa deniz, göl gibi su kaynaklarını kullanırlar.
Santrallerde ki Fisyon ve Reaksiyon
Bir nötronun, uranyum gibi ağır bir element atomunun çekirdeğine çarparak yutulması, bunun sonucunda bu atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki ayrı çekirdeğe bölünmesi reaksiyonudur. Fisyon sonucunda ortaya çıkan nötronların, ortamda bulunmakta olan diğer fisyon yapabilen atomların çekirdekleri tarafından yutularak, onları da aynı reaksiyona sokması ve bunun ardışık olarak tekrarlanmasıdır. Bunun sonucunda, ortaya çok büyük enerji açığa çıkar. Kontrolsüz bir reaksiyon çok güçlü ve ölümcül olabilir. (Nükleer Bombalar) Ancak nükleer santralda reaksiyonlar kontrol altında tutulur ve kontrollü bir şekilde gerçekleştirilir.
Rüzgar santralleri
Rüzgâr türbini, rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüştüren sistemdir.
Bir rüzgâr türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu), elektrik-elektronik elemanlar ve pervaneden oluşur. Rüzgârın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye çevrilir. Rotor milinin devir hareketi hızlandırılarak gövdedeki jeneratöre aktarılır. Jeneratörden elde edilen elektrik enerjisi aküler vasıtasıyla depolanarak veya doğrudan alıcılara ulaştırılır.
Rüzgâr türbinlerinin nasıl çalıştığını anlamak için iki önemli aerodinamik kuvvet iyi bilinmelidir Bunlar sürükleme ve kaldırma kuvvetleridir.
Sürükleme kuvveti, cisim üzerinde akış yönünde meydana gelen bir kuvvettir. Örneğin düz bir plaka üzerinde meydana gelebilecek maksimum sürükleme kuvveti hava akışının cisim üzerine 90o dik geldiği durumda iken; minimum sürükleme kuvveti ise hava akışı cismin yüzeyine paralelken meydana gelir.
Kaldırma kuvveti ise, akış yönüne dik olarak meydana gelen bir kuvvettir. Uçakların yerden havalanmasına da bu kuvvet sebep olduğu için kaldırma kuvveti olarak adlandırılmıştır.
Sürükleme kuvvetine en iyi örnek olarak paraşüt verilebilir. Bu kuvvet sayesinde paraşütün hızı kesilmektedir. Sürükleme kuvvetinin etkilerini minimuma indirebilmek için yapılmış özel cisimlere akış hatlı (streamlined) cisimler denir. Bu cisimlere örnek olarak elips, balıklar, zeplin verilebilir.
Düz bir plaka üzerine etkiyen kaldırma kuvveti, hava akışı plaka yüzeyine 0o açı ile geldiğinde görülür. Havanın akış yönüne göre meydana gelen küçük açılarda akış şiddetinin artmasıyla düşük basınçlı bölgeler meydana gelir. Bu bölgelere akış altı da denir. Dolayısıyla, hava akış hızı ile basınç arasında bir ilişki meydana gelmiş olur. Yani hava akışı hızlandıkça basınç düşer, hava akışı yavaşladıkça basınç artar. Bu olaya Bernoulli etkisi denir. Kaldırma kuvveti de cismin üzerinde emme veya çekme meydana getirir.
Konu başlıkları
Siklendirme
Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çok çeşitlilik gösterse de genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır. Rüzgâr türbinleri dönme eksenine göre "Yatay Eksenli Rüzgâr Türbinleri" (YERT) ve "Düşey Eksenli Rüzgâr Türbinleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrılır.
Yatay eksenli
Yatay eksenli bir rüzgâr türbini
Bu tip türbinlerde dönme ekseni rüzgâr yönüne paraleldir. Kanatları ise rüzgâr yönüyle dik açı yaparlar. Ticari türbinler genellikle yatay eksenlidir. Rotor, rüzgârı en iyi alacak şekilde, döner bir tabla üzerine yerleştirilmiştir.
Yatay eksenli türbinlerin çoğu, rüzgârı önden alacak şekilde tasarlanır. Rüzgârı arkadan alan türbinlerin yaygın bir kullanım yeri yoktur. Rüzgârı önden alan türbinlerin iyi tarafı, kulenin oluşturduğu rüzgâr gölgelenmesinden etkilenmemesidir. Kötü tarafı ise, türbinin sürekli rüzgâra bakması için dümen sisteminin yapılmasıdır.
Yatay eksenli türbinlere örnek olarak pervane tipi rüzgâr türbinleri verilebilir. Bu tip türbinlerin kanatları tek parça olabileceği gibi iki ve daha fazla parçadan da oluşabilir. Günümüzde en çok kullanılan tip üç kanatlı olanlardır. Bu türbinler elektrik üretmek için kullanılır. Geçmişte çok kanatlı türbinler tahıl öğütmek, su pompalamak ve ağaç kesmek için kullanılmıştır.
Düşey eksenli
Darrieus tipi bir rüzgâr türbini
Türbin mili düşeydir ve rüzgârın geliş yönüne diktir. Savonius tipi, Darrieus tipi gibi çeşitleri vardır. Daha çok deney amaçlı üretilmiştir. Ticari kullanımı çok azdır.
Bu türbinlerin üstünlükleri şöyle sıralanabilir:
- Jeneratör ve dişli kutusu yere yerleştirildiği için, türbini kule üzerine yerleştirmek gerekmez, böylece kule masrafı olmaz.
- Türbini rüzgâr yönüne çevirmeye, dolayısıyla dümen sistemine ihtiyaç yoktur.
- Türbin mili hariç diğer parçaların bakım ve onarımı kolaydır.
- Elde edilen güç toprak seviyesinde çıktığından, nakledilmesi daha kolaydır.
- Yere yakın oldukları için alt noktalardaki rüzgâr hızları düşüktür.
- Verimi düşüktür.
- Çalışmaya başlaması için bir motor tarafından ilk hareketin verilmesi gerekir, bu yüzden ilk hareket motoruna ihtiyacı vardır.
- Ayakta durabilmesi için tellerle yere sabitlenmesi gerekir, bu da pek pratik değildir.
- Türbin mili yataklarının değişmesi gerektiğinde, makinenin tamamının yere yatırılması gerekir.
Darrieus tipi
Düz tip bir Darrieus rüzgâr türbini
Darrieus tipi düşey eksenli rüzgâr türbininde, düşey şekilde yerleştirilmiş iki tane kanat vardır. Kanatlar, yaklaşık olarak türbin mili uzun eksenli olan bir elips oluşturacak biçimde yerleştirilmiştir. Kanatların içbükey ve dışbükey yüzeyleri arasındaki çekme kuvveti farkı nedeniyle dönme hareketi oluşur. Yapısı gereği Darrieus tipi rüzgâr türbinlerinde, devir başına iki kere en yüksek tork elde edilir. Rüzgârın tek yönden estiği düşünülürse; türbinin verdiği güç, sinüs şeklinde bir eğri oluşturur.
Savonius tipi
Savonius türbinleri, iki ya da üç adet kepçeye benzer kesitin birleşimi şeklindedir. En yaygını iki adet kepçenin bulunduğu durumdur ve “S” şeklini andıran bir görüntüsü vardır. Savonius türbininde akışkan içbükey kanat üzerinde türbülanslı bir yol izler ve burada dönel akışlar meydana gelir. Bu dönel akışlar Savonius türbininin performansını düşürür, bu nedenle elektrik üretiminde pek fazla kullanılmazlar. Daha çok su pompalama amaçlı ve rüzgâr ölçümlerinde kullanılan anemometre olarak kullanılırlar.
Jeotermal santraller
Jeotermal elektrik santralleri
Jeotermal enerjinin kullanım amaçlı değerlendirilmesi insanoğlunun doğal yaşam sürecinin devamını sağlar. Jeotermal kaynak kısaca yer ısısı olup, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu, kimyasallar içeren sıcak su, buhar ve gazlardır. Jeotermal enerji ise jeotermal kaynaklardan doğrudan veya dolaylı her türlü faydalanmayı kapsamaktadır. Jeotermal enerji yeni, yenilenebilir, sürdürülebilir, tükenmeyen, ucuz, güvenilir, çevre dostu, yerli ve yeşil bir enerji türüdür. Jeotermal elektrik santrallerinde, bu enerji dönüştürülerek elektrik elde edilir.
