Hidroelektrik, Rüzgar ve Güneş Enerjisi Avantaj ve Dezavantajları

Dünyada üretilen elektriğin yaklaşık % 23.7'si yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak üretilmektedir. Yani üretimde ciddi bir boyuta sahipler. Her ne kadar sınırsız ve doğal bir kaynağa sahip olsalar da bazı avantaj ve dezavantajları vardır. Hidroelektrik, rüzgar ve güneş enerjisinin avantaj ve dezavantajlarını sizler için inceledik.

A- A+

09.03.2017 tarihli yazı 14574 kez okunmuştur.

Hidroelektrik Enerjisi:

Hidroelektrik santrallar (HES) akan suyun gücünü elektriğe dönüştürürler. Akan su içindeki enerji miktarını suyun akış veya düşüş hızı tayin eder. Büyük bir nehirde akan su büyük miktarda enerji taşımaktadır. Ya da su çok yüksek bir noktadan düşürüldüğünde de yine yüksek miktarda enerji elde edilir. Her iki yolla da kanal yada borular içine alınan su, türbinlere doğru akar, elektrik üretimi için pervane gibi kolları olan türbinlerin dönmesini sağlar. Türbinler jeneratörlere bağlıdır ve mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürler. Bir akarsudan potansiyel olarak güç geliştirebilmek için gerekli olan temel elemanlar akım ve düşüdür. Üretilen güç aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

Q = V*A
A: Akarsuyun ortalama kesit alanı (m²),
V: Akarsuyun ortalama hızı (m/s)
Q: Ortalama Debi (m³/s)
P = e*H*Q*g
P: Elektrik gücü çıktısı (kW)
e: Verimlilik aralığı (0.75 - 0.88) veya (75% - 88%)
H: Düşü (m)
Q: Dizayn debisi (m³/s)
g: Yerçekimi ivmesi (9.81 m/s/s)

1MW sistem 1.250.000 euro gibi yüksek bir ilk kurulum maliyetine sahip olup Watt/saat başına en düşük maliyet sağlar. Geri dönüş süresi yaklaşık 4 yıldır. Aynı zamanda bakım gideri de oldukça azdır. Genellikle öngörülebilir yıllık bir güç çıkışı vardır. Enerjiyi depolayacak büyük bir pil bankası gerektirmediğinden dışa bağımlılığı azdır. Barajlar ile suyun hızını keserek erozyonun durdurulmasında önemli rol oynarlar. Sera gazları, SO2 ve parçacık emisyonlarının olmaması avantajına sahiptir. Verimi %85’i bulan sistemlerin ömrü 100-200 yıl gibi uzun bir ömrü vardır.İşletme gideri de optimum koşullarda oldukça düşüktür. (yaklaşık 0.0114TL/kWh)

►İlginizi Çekebilir: Dalga Enerjisi | Yenilenebilir Enerji Kaynakları

Kaynak eksikliği nedeniyle çoğu yere uygun değildir. Genellikle su kaynağında önemli bir değişiklik yapılmasını gerektirir (akış tipi jeneratörler hariç). Sistemin faaliyete geçmesi birkaç yılı bulabilir. Soğuk iklimlerde, boruların donması vb. sorunlar olabilir. Hareket eden parçalarda aşınma sorunları gözlenebilir.Barajlar, çevresindeki bölgenin ekolojisini değiştirerek sıcaklık-yağış- rüzgâr rejimlerini değiştirir. Yöredeki doğal bitki örtüsü ile su ve kara canlıları yaşam alanında değişiklik oluşturur.

Atatürk Barajı- 2400 MW gücüyle yıllık 8900 GWh elektrik enerjisi üretim kapasitesi

Rüzgar Enerjisi:

0.862 kW/saat rüzgar enerjisinden 1 kg.karbon dioksit tasarruf edilebilir. Ayrıca konvansiyonel metodlarla elektrik üretirken her GW/saat için 1027 ton suya ihtiyaç olduğu göz önüne alınırsa rüzgar enerjisinin ne kadaruygun bir metod olduğu ortaya çıkmaktadır. Sistemin iyi bir yerde kurulması sonucunda,1 MW ‘lık bir sistemde kurulum maliyeti 900.000 dolara kadar düşmektedir ve güç çıkışı tahmin edilebilir boyuttadır. Sistem kendini yaklaşık 8-9 yıl arasında amorti edebilir. Bir adet rüzgar türbini tek başına 1MW enerji üretecek güce sahiptir. Şöyle ki böyle bir sistem yaklaşık 300 kişinin günlük hayatında ihtiyaç duyduğu (konut, sanayi, metro ulaşımı, resmi daire, çevre aydınlatması gibi) tüm elektrik enerjisi ihtiyacını karşılayabilir.Bu yüzden optimum rüzgar koşullarında sistem çok az yer kaplayıp fazla enerji üretimi yapılabilir. Sera gazı veya bunun gibi zararlı gazlar salınmaz.

Soma Rüzgar Enerji santrali- 169 adet türbin ve 240,10 MW kurulu güç

Hidroelektrik santralleri gibi rüzgar enerjisi de kaynak eksikliği nedeniyle pek çok yere uygun değildir.Rüzgarkuleleri, daha büyük birimler için pahalı olabilir ve ağır ekipmanların montajını gerektirebilir. Güç çıkışı, bazı bölgelerde dağınık olabilir, büyük bir pil bankalarına ve alternatif güç kaynağının kullanımını gerektirir. Gürültü oluştururlar. Kulelerin rutin bakımlarında zorluklar yaşanır. Dişli kutuları gibi hareketli parçalarda aşınma sorunu oluşur. Bunların yanında kuş ölümlerine neden olması, kuşların göç yollarını değiştirmelerine neden olması ve gerek radyo gerekse televizyon alıcılarında parazitler oluşturabilir.

►İlginizi Çekebilir: Yenilenebilir Enerjiyi Su ile Depolama

Güneş Enerjisi:

1 MW’lık ( 1000 KW ) Güneş Enerjisi Santrali kurulumu için 20 dönüm araziye ihtiyaç olmaktadır. Panel boyutuna ve kurulumuna bağlı olmak suretiyle yaklaşık 3500-4000 panel kurulabilir. Bu durumda yaklaşık 1.200.000$ (3.385.000 TL) maliyetiniz olmaktadır. Üretim sonucunda ise 1-1,5 kWh arasında enerji sağlar. Bu sebeple amortisman süreleri yaklaşık 5-6 yıl arasındadır. Sistemin kurulumu basit olduğundan dolayı 1MW’lık bir sistem yaklaşık 6-7 ayda kurulabilir.Neredeyse her yerde kullanılabilir. Güneş enerjisi santrallerinin bakımları diğer enerji tesislerine göre çok daha kolaydır. 20-25 yıl gibi bir sürede verimli olarak çalışır. Bu süre sonunda sistem çalışır durumuna devam eder fakat verim düşümü yaşanır. Sistemin değişebilir yapıda olması da bu düşümü minimize eder. Optimum güneş ışığı koşullarında güç çıkışı tahmin edilebilir. Sistem sessizdir ve kendi kendine işler.
Güç çıkışı bazı bölgelerde değişkenlik gösterebilir. Büyük bir pil bankalarına ve alternatif güç kaynağının kullanımını gerektirir. Bu nedenle depolanma imkânları sınırlıdır. Güneş Pillerinin verimleri düşüktür (%15 civarı). Enerji ihtiyacının çok olduğu kış aylarında güneş ışınımı az ve geceleri de hiç yoktur. Güneş ışığından yararlanan bu sistemde sistemin üzerine gölge düşmemesi gerekir. Yüzeysel olarak büyük alanlara kurulur.

Konya/Kızılören- 22,5 MW kurulu güç

Bu güç kaynaklarından iki veya daha fazlasını kullanan veya yakıtla çalışan bir jeneratörü ilave olarak kullanan melez sistemler genelde çok çeşitli koşullar üzerinde üstün performans sağlar. Sonuç olarak her sistem, kullanılacağı yere ve uygulamaya göre optimize edilmelidir. Kurulum ve bakım gereksinimleri önemli bir faktör olabilir ve tasarım sürecinde ağırlıklı olarak tartılmalıdır.