Bir nehir üzerine kurulabilecek hidroelektrik santral adedinin belirlenmesinde güç ve maliyetin etkisinin incelenmesi

Abstract

Günümüzde artan nüfus ve gelişen teknoloji ile birlikte günlük hayatın devamlılığını sağlamak için gerek duyulan enerji ihtiyacı hızla artmaktadır. Bu enerji ihtiyacının karşılanmasında, en eski elektrik enerjisi üreten tesisler olarak bilinen hidroelektrik santraller kullanılmaktadır. Hidroelektrik enerji santralleri, içme, kullanma ya da sanayi suyu sağlamak amacıyla ırmakların önü kesilerek oluşturulan baraj göllerinde kurulmaktadır. Hidroelektrik santrallerden elde edilen elektrik enerjisi ise, akan suyun enerjisiyle döndürülen türbinlerle tahrik edilen jeneratörlerden elde edilmektedir. Herhangi bir hidroelektrik santralin kurulabilmesi için ekonomik yapılabilir bir potansiyeli, belirli bir enerji talebi ve uygun bir elektrik üretim fiyatının olması gereklidir. Bu nedenle bir akarsuyun ekonomik potansiyeli, sadece o nehir sistemi ve topografyası ile değil, aynı zamanda ekonomik şartlara bağlı olarak bir ülkeden diğerine değişiklik göstermektedir. Bu çalışmada ilk olarak, Türkiye ve dünyanın hidroelektrik potansiyelinin bugünkü durumu ve gelişimi incelenmiş, bir hidroelektrik santralın temel büyüklükleri arasında yer alan debi ve düşü hesaplamaları yapılmıştır. Bu hesaplamalar için ülkemizde Batı Karadeniz Havzasmda yer alan Filyos Çayı'nda E.LE.İ'nin Akım Gözlem İstasyonlarında ölçülmüş olan 1980-1995 yıllan arasındaki debi değerleri ile çalışılmıştır. Akarsuyun topografyası incelenerek ve ölçekli bir harita ile çalışılarak nehir-uzunluk kesiti çıkarılmış, belirli noktalardaki eğimleri belirlenmiş ve düşü hesaplamaları yapılmıştır. Debi hesabında oluşturulan frekans yoğunluğu eğrisinde santralın debisi değiştirilerek buradan elde edilebilecek güç, enerji, bu santrallerin kurulabilmesi için gerekli yatırım maliyeti ve birim enerji maliyetleri ve arta kalan enerjilerin birim enerji maliyeti üzerindeki etkileri hesaplanmıştır. Daha sonra kurulan bu santralin yanma farklı debilerle çalışan ikinci bir türbin ilavesi incelenmiş aynı hesaplamalar iki türbin için yapılmıştır. Üçüncü olarak da kurulan tek santralin yanına ard arda türbinler kurularak hepsinin çalışması durumunda aynı değerler hesaplanmıştır. Burada belirlenen debi ve düşüşe göre türbin tipleri belirlenerek, kısmi yüklerdeki çalışma durumu da hesaplamalara dahil edilmiştir. Tüm bu sonuçlar grafikler ve tablolar ile gösterilerek, santral sayısının türbin tipine güce, enerjiye, yatırım maliyeti ve birim enerji maliyetine göre nasıl değiştiği açıklanmıştır. Sonuç bölümünde de karşılaştırmalar yapılmıştır.