Elektrik Nasıl Üretilir?

Elektrik Nedir?

En sık sorulan sorulardan biri olan elektrik enerjisi nedir sorusuna cevap verecek olursak; elektrik iletken bir malzemede elektron akışıyla meydana gelen enerji şeklidir. Elektron ise atomu çevreleyen negatif yüklü parçacıklardır. Bir atomun çekirdeğinde proton adı verilen pozitif yüklü parçacıklar ve yükü olmayan nötron adını verdiğimiz parçacıklar bulunmaktadır. Normalde, bir atomun sadece proton sayısı kadar elektronu olabilir. Elektrik akışı bir elektronu başka bir elektrona çarptığında, alıcı atom içinde fazladan bir elektron oluşur. Böylece, başka bir elektron başka bir atoma çarparak elektrik akışı devam eder. Kısaca Elektrik nedir dersek elektrik; iletken malzemeler içindeki elektronların (negatif yük) ve pozitronların (pozitif yük) hareketleri sayesinde meydana gelen enerji çeşididir de diyebiliriz.

,

Elektrik Nasıl Üretilir?

Elektrik, elektron akışını harekete geçirmek ve bu akışı sürdürmek için tasarlanmış elektrik jeneratörleri tarafından üretilir. Genellikle bir tür türbin veya motor tarafından sağlanan dönme hareketi jeneratörün rotoruna aktarılır.  Bu aktarım ise jeneratörün içinde bir manyetik alan oluşturur. Rotor döndüğünde ise manyetik alan da döner. Dönen manyetik alan, jeneratörün statik kısmında bulunan bakır iletkenlerdeki elektronları harekete geçirir ve bu durum da elektrik akışını oluşturur. Bunu, hareket etmeye başlayana kadar statordaki elektronları dürtükleyen manyetik alan olarak da düşünebilirsiniz. Üretilen bu elektrik akışı, bakır iletkenler aracılığıyla jeneratörden elektrik kablolarına ve elektrik santralinin dışına yönlendirilir.

• Üretim: Elektrik, birincil enerji kaynaklarından elektrik enerjisi çekebilen tesislerde üretilir. Bu birincil enerji kaynakları; yenilenebilir (rüzgar, güneş enerjisi, gelgit enerjisi vb.) veya yenilenemez  (kömür, doğal gaz, petrol vb.) kaynaklar olabilir. Çeşitli enerji santrallerine (tamamen veya kısmen) sahip olan şirketler, ürettikleri bu elektrilk enerjisini ticari olarak tedarik eden şirketlere satmaktadır. Şirketimizin bir diğer kolu olan EMY Toptan Elektrik Tic. A.Ş. de bir elektrik tedarik şirketidir. Bu şirketimiz üzerinden elektriğinizi indirimli olarak kullanabilirsiniz. Size indirimli elektik teklifi sunmamızı isterseniz web sitemiz üzerinde yer alan iletişim kanallarından bize ulaşabilirsiniz.
• İletim: Enerji işlenip elektriğe dönüştürüldükten sonra, santrallerden trafo merkezlerine havai veya yer altı kabloları aracılığıyla gönderilir. Orada, transformatörler yeterli elektrik voltajı sağlar. Trafo merkezleri genellikle elektrik santrallerinin yakınında veya şehirlerin kenar mahallelerinde bulunur, ancak çok büyük değillerse gerçek şehir içinde, bir binanın içinde de olabilirler.

Enerji Tanımı Nedir?

Enerji kelimesi en basit tanımıyla bir maddenin veya bir maddeler sisteminin iş yapabilme biçimine denir.  Enerji nasıl üretilir sorusuna cevap verecek olursak ise dünyamızda ve ülkemizde enerji ihtiyacı yenilenebilir veya yenilenemez olarak adlandırılan çeşitli enerji kaynaklarından karşılanmaktadır. Teknolojik gelişmeler, nüfusun artması gibi faktörler enerji ihtiyacını gün geçtikçe daha çok artırmaktadır. Enerji kaynakları, birçok farklı yöntemle enerji üretimini sağlayan kaynaklardır. Enerji Kaynakları kullanılışlarına veya dönüştürülebilirlik durumlarına göre ayrı kategorilerde sınıflandırılmaktadır. Bu sınıflandırma ise aşağıdaki şekilde özetlenebilir.

Dünyada elektrik üretiminde kullanılan enerji kaynaklarının büyük çoğu ne yazık ki yenilenemez enerji kaynaklarından karşılanır. Bu kaynaklara yenilenemez denmesinin nedeni ise oluşan arzın dünyadan çıkan kaynaklarla sınırlı olmasından sebeptir. Elektrik kaynakları nelerdir veya elektrik enerjisi nasıl elde edilir sorularına cevap arıyorsanız sitemizin bilgi merkezinde yer alan aşağıdaki yazımıza da göz atabilirsiniz.

Enerji Kaynakları Nedir?

Yenilenebilir Enerji Kaynaklarla Elektrik Enerjisi Üretebilmenin Yolları

 Yenilenebilir Enerji, doğal süreçler aracılığıyla sürekli devam eden enerji akışından meydana gelir. Yenilenebilir enerji kaynakları, fosil enerji kaynaklarına kıyasla çevre ve insan açısından daha az zararla enerji üretimine yol açan; güneş, rüzgâr, jeotermal, hidrolik, biyokütle ve hidrojen enerjisi gibi doğal enerji kaynaklarıdır. Yenilebilir enerji devamlı olarak yenilenebilen doğal aşamalar ile meydana gelir.  Yenilenebilir enerjinin genel anlamda, fosil kaynaklı olmayan, doğada ve yeryüzünde üretim işlemine ihtiyaç duymaksızın elde edilen, sürekli bir devinimle yenilenen ve doğada kullanılmaya hazır bulunan, olarak tanımlanmaktadır.

GÜNEŞ ENERJİSİ

Güneş Enerjisi Nedir? Ne İşe Yarar?

Güneş enerjisi, güneşin çekirdeğinde gerçekleşen füzyon süreci sonucunda (hidrojen gazının helyuma dönüşmesi) meydana gelen ısı ve ışıma enerjisidir. Güneş enerjisi elektrik üretimi için en önemli kaynaklardan biridir. Güneş, kullandığımız tüm enerji kaynakları ve yakıtlar için nihai enerji kaynağıdır.  Dünya yüzeyine 1 buçuk saatte düşen güneş ışığı miktarı, tüm dünyanın enerji tüketimini tam bir yıl boyunca karşılamaya yetiyor. Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde bulunan güneş enerjisi, çevreye zarar vermeksizin elde edilir. Bu enerjinin kullanıldığı alanlar oldukça fazladır ve her geçen gün artmaktadır. Güneşten elektrik üretimi oldukça önemli ve faydalıdır.

Güneş Enerjisi Nasıl Çalışır?

Güneş ışığını elektrik enerjisine dönüşümünü sağlayabilmek için yani güneş enerjisinden elektrik üretimi için; metal yarı iletken levhalara ihtiyaç bulunmaktadır: bu levhalara fotovoltaik hücreler denir. Bu hücreler bir yada daha fazla yarı iletken katmana sahiptir. Güneş ışınları, panel üzerinde yer alan fotovoltaik hücrelere çarpan, güneş ışını ve panel arasında bir elektrik alanı ve elektrik devresi meydana getiren fotonlardan oluşmaktadır. Işığın yoğunluğunun artması, elektrik akışını o kadar artıracak güce sahip olur.  Güneş ışınlarının levhanın içerisine girmesini sağlayan ve oluşabilecek ısı kayıplarını en aza indirgeyen şeffaf camla kaplıdır. Güneş teknolojileri, güneş ışığını fotovoltaik (PV) paneller veya güneş radyasyonunu yoğunlaştıran aynalar vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüşümü sağlanır.

Fotovoltaik hücreler güneş ışığına maruz kaldıklarında elektrik akımı meydana getirir, buna fotovoltaik etki denir. Güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüşümü, solar fotovoltaik panellerdeki güneş hücrelerinin güneş ışığının taşıdığı enerjiyi iç fotoelektrik reaksiyondan faydalanarak doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmesiyle meydana gelir. Bu enerji elektrik üretmede, pillerde veya termal depolama sistemlerinde kullanılmaktadır. Güneş panelleri bir modülden temel elemanlardan oluşan bir ağ üzerinden bağlanan birden çok hücreden meydana gelir. Fotovoltaik hücreler, güneş ışığını 380, 800 volt aralığında değişen yoğunlukla doğru akım elektriğine dönüşür. Bu enerji invertörler aracılığıyla alternatif akıma dönüştürülür. Bu alternatif akım genel elektrik şebekesinin beslenmesini sağlayan sayaçtan geçer. Güneş enerjisi elektrik üretimi bu şekilde gerçekleşir.

Güneş Enerjisinin Kullanım Alanları

Güneş enerjisi ile elektrik üretimi günümüzde Solar fotovoltaik panellerin güneşten aldığı enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine çevrimi, binalarda ısıtma ve soğutma, güneş enerjili su pompaları ile tarımsal sulama gibi uygulamalar yapılabilir. Güneş Enerjisinden elde edilen elektrik enerjisi ile neredeyse her şey yapılabilmektedir. Ayrıca PV Panellerin küçük boyutlarda kullanıldığı hesap makineleri, saatler ve elektronik aletlerde bulunmaktadır.

Güneş Enerjisi Neden Önemlidir?

Güneş Enerjisi;

• Doğrudan kullanılan bir enerji türüdür.
• Aynı zamanda doğal ısıtma ve soğutma sistemlerinde kullanılarak fazla enerji tüketilmesini engellemektedir.
• Yenilenemez enerji türlerine göre daha Elektrik şebekelerine uzak yerler içinde enerji ihtiyacı kolay bir şekilde karşılanmaktadır.
• Güneş enerjisi sistemleri hava kirleticileri veya karbondioksit üretmez.
• Binalarda güneş enerjisi sistemlerinin çevreye etkisi minimum düzeydedir.

Rüzgar Enerjisi

Rüzgar Enerjisi Nedir?

Rüzgar enerjisi, güneş ışınlarının dünyaya geliş açılarının farklı olması ve dünyanın dönmesi sonucunda oluşan basınçla meydana gelir. Rüzgar hızları coğrafyaya ve mevsime göre değişkenlik gösterir. Dolayısıyla coğrafi ve mevsimsel olarak rüzgar enerjileri de rüzgarın hızına göre bölge bölge farklılık gösterir.

Rüzgar Enerjisi Sistemi Nasıl Çalışır?

Rüzgarın kinetik enerjisi rüzgar türbinlerindeki kanatları hareket ettirerek mekanik enerjiye dönüşür. Hava bir akışkandır parçacıkları sıvı değil gaz şeklinde bulunur ve hava rüzgarla hızlı bir biçimde hareket ettiğinde bu parçacıklarda hızla hareket eder. Hareket aynı hareketli sudaki enerjinin hidroelektrik barajdaki türbinle aracılığıyla yakalanmasına benzer rüzgar içerisinde yakalanabilecek kinetik enerji bulunmaktadır. Bu kinetik enerjiyi yakalayabilmesi için birkaç döner kanada sahip büyük bir yapıda rüzgar türbini tasarlanmıştır.

Rüzgar türbini aerodinamik dizayn edilmiş türbin kanatları vasıtasıyla, rüzgardaki kinetik enerjiyi yakalayıp dönmesi sonucunda mekanik enerji oluşturur. Dişli kutusu aracılığıyla düşük hızlı mekanik enerjiyi tüksek hıza çıkarır.  Oluşan mekanik enerji rüzgar jeneratörleri vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülür. Transformatör ve iletim hatları sayesinde yerel elektrik şebekesine elektrik sayacı ve kesici üzerinden bağlanır. Rüzgar enerjisi doğal, yenilenebilir, temiz ve sürekli bir enerji çeşididir.

HİDROELEKTRİK ENERJİSİ

Hidroelektrik Enerji Nedir?

Hidroelektrik enerji, suyun hareketiyle meydana gelen potansiyel enerjinin belirli bir yüksekten bırakılarak kinetik enerjiye dönüşmesi ile üretilen elektrik enerjisine denir.

Hidroelektrik Enerji Üretimi

Hidroelektrik santraller, suyun potansiyel enerjisinin belirli yüksekten bırakılarak kinetik enerjiye dönüşmesi ve su türbinleriyle mekanik enerjiye ve mekanik enerjinin de elektrik enerjisine çevrilmesi ile çalışan santrallere denir. Hidrolik potansiyel;  yağış rejimine bağlı olduğu için hidrolik enerji, iklim şartlarına karşı hassas bir enerji türüdür.

Hidroelektrik santraller, baraj santralleri ya da akarsu santralleri olarak ikiye ayrılmaktadır. Baraj santralleri çoğunlukla büyük rezervuar kapasiteye sahiptirler. Bu tip santraller pik (puant ) santralleri olarak da adlandırılır. Akarsu santralleri de sürekli bir çalışma sistemi sahip olduklarından baz yük santralleri olarak adlandırılmaktadır.

Yüksek basınçlı su, basınçlı su boruları adı verilen büyük çelik borulardan geçerek fabrikanın içerisine  giren büyük basınçlı dev su sütunlarını meydana getirir. Güçlü akan su ,jeneratörün türbinini döndürür; mekanik enerji elektriğe dönüştürülür. Üretilen elektrik, yüksek voltajlı bir akım üretmek için transformatörden geçer. Yüksek gerilim akımı elektrik dağıtım şebekesine bağlanarak şehirlere iletilecektir.

Hidroelektrik santraller aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

Hidroelektrik baraj : büyük bir rezervuar oluşturarak suyun depolanmasına yardımcı olur.

Su borusu : Suyu türbine yönlendirir.

Türbin : Türbin, jeneratöre üstten bir mil ile bağlanmıştır. Hidroelektrik santrallerde kullanılan en yaygın türbin tipi, kavisli kanatları olan büyük bir disk şeklinde olan Francis Türbini’dir. Her türbin yaklaşık 172 ton ağırlığında ve dakikada 90 devirle dönüyor.

Jeneratör : Bakır bir bobin etrafında dönen bir dizi dev mıknatıstan oluşan bir makine.

Santral içerisinde bulunan trafo alternatif akım üreterek daha yüksek gerilimli akıma çevirir.

Güç Hattı : Üretilen elektrik enerjisinin üç fazlı kabloları ile nötr bir kablodan oluşan bir güç hattıdır.

Tahliye : Suyun borulardan geçerek nehrin mansabına taşınmasına yardımcı olur.

Türkiye Hidroelektrik Enerji Üretimi

Türkiye elektrik üretimi incelendiğinde; Enerji bakanlığının verilerine göre, 2021 yılı içerisinde hidrolik enerjisinden 55,5 milyar kWh elektrik üretilmiştir. 2022 yılında ise mayıs sonunda bu değer 35,2 milyar kWh’e ulaşmıştır. enerjisine dayalı kurulu güç 2022 Haziran ayında 31.558 MW’dir. Bu değer toplam kurulu güç’e oranla %31 kadardır.

HES’lerde üretilen enerji, 2017 yılı Türkiye toplam hidroelektrik enerji üretiminin (58,218 GWh/yıl) yaklaşık %18.8’ine karşılık gelmektedir. Türkiyede hidroelektrik potansiyeli en yüksek olan iller Giresun(%32), Trabzon(%26) ve Rize’dir(%18.5).  2022 yılında elektrik üretimimizin, %20,6’sı hidrolik enerjiden elde edilmiştir. 2023 yılı Ocak ayı sonu itibarıyla kurulu gücümüz Hidrolik enerjide %30,3’tür.

Jeotermal Enerji

Jeotermal Enerji Nedir ve Nerelerde Kullanılır?

Yerkürenin iç ısısına jeotermal denir. Yeraltında sıcak kayaların, sıvının ve geçirgenliğin varlığı doğal jeotermal sistemleri oluşturur. Çatlaklar gibi küçük yeraltı yolları sıvıları sıcak kayaların içinden geçirir. Jeotermal elektrik üretiminde, bu sıvı ısı şeklinde enerji olarak kuyulardan yeryüzüne çekilebilir. Yüzeyde, bu enerji elektrik üreten türbinleri çalıştıran buhara dönüştürülür.

Yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş; kimyasallar içeren sıcak su, buhar ve gaz bünyesinde büyük bir ısı barındırır. Isıl enerjiyi barındıran yaklaşık 120 -140(Türkiyede) derece sıcaklığındaki Jeotermal su yer altı rezervuarlarından; basınç pompalarıyla yüzeye çekilir. Jeotermal enerji üretim sahasında bulunan çabuk gaz haline dönüşen pentan maddesi gibi bazı kimyasal maddelerin gaz halleri basınçlandırılır. Oluşan basıncın türbinleri döndürmesi sonucunda jenaratörler vasıtasıyla elektrik enerjisi meydana gelir. Bu enerjiye Jeotermal enerji denilmektedir. Aynı zamanda Jeotermal enerji bu gibi jeotermal kaynaklardan doğrudan veya dolaylı her türlü faydalanmayı kapsamaktadır. Jeotermal teknoloji yalnızca belirli jeolojik koşullara sahip yerlerde kullanılabilir. Bu nedenle, jeotermal gelişimin temel bölgeleri, dünyanın en volkanik ve tektonik olarak aktif bölgelerindedir.

Üç ana jeotermal enerji santrali teknolojisi türü vardır: kuru buhar, flaş buhar ve ikili çevrim. Dönüşüm türü, enerji santrali tasarımının bir parçasıdır ve genellikle yer altı sıvısının (buhar veya su) durumuna ve sıcaklığına bağlıdır.

Jeotermal Enerji Nereden Elde Edilir?

Dünyanın çekirdeğinin derinliklerinde magma (yer kabuğundaki erimiş kaya kalıntıları), çevresinde bulunan kayaları ve toprağın içine sızan yağmur sularını ısıtır. Bu ısınan sıcak suyun bir kısmı kaplıca olarak bir kısmı da gayzer olarak yeryüzüne gelir veya jeotermal rezervuarlarda ve çatlaklarda sıkışır. Jeotermal enerji için gerekli olan ısı enerjisi bu rezervuarlardan elde edilir.

Jeotermal enerji ile ilgili bir endişe, yeraltı suyunun kullanılmasıdır. Bu suyun çıkarılması işlemi, istemeden atmosfere karbondioksit ve hidrojen sülfit salabilir. Bu emisyonların salınımını azaltmak, bu teknolojiyi geliştirirken karşımıza çıkan önemli bir zorluktur.

Biyokütle Enerjisi

Biyokütle Enerjisi Nedir?

Bir organik karbon olarak da kabul edilen biyokütle; bir türe ya da çeşitli türlerden oluşabilen bir topluma ait yaşayan organizmaların belirli bir zamanda sahip olduğu toplam kütledir. Biyokütle aynı zamanda fosil kökenli karbonun enerji içeren formları şeklinde de adlandırılabilir. Bitkilerin, odun ve atıkların kullanılarak elde edilen enerjiye Biyokütle Enerjisi veya bir diğer adıyla biyoenerji denir.

Biyokütleden Enerji Üretimi Nasıl Olur?

Biyokütle materyalleri(odun, atıklar, bitkiler vb.) biyokütle çevrim yöntemleri sayesinde katı, sıvı ve gaz yakıtlara dönüştürülür.

Doğrudan yakma yöntemiyle biyokütle bir yanma odasında yakılır, Yanan biyokütle, kazandaki suyu ısıtan ısıyı serbest bırakır, basınç altında türbinlere gönderilen ısı ile de kızgın buhar üretilir ve alternatörü çalıştıran türbini döndürür. Türbin tarafından elde edilen mekanik enerji sayesinde alternatör alternatif akım üretir. Alternatörün ürettiği elektrik akımının transformatör yardımıyla gerilimini yükselterek orta ve yüksek gerilim hatlarına taşınması sağlanır. Aynı zamanda Türbin çıkışında buharın bir kısmı geri kazanılarak ısıtma amacıyla kullanılır. Bu sisteme kojenerasyon sistemi denir.

Buharın geri kalanı, denizden veya nehirden gelen soğuk suyun dolaştığı bir kondansatör sayesinde tekrar suya dönüştürülür. Bu şekilde elde edilen su geri kazanılır ve başka bir çevrimi başlatmak için kazanda yeniden sirküle edilir. Biyokütle besleme stokları 3 tür enerji oluşturmak için kullanılabilir; ısı, elektrik ve biyodizel gibi biyoyakıtlar. Çoğu biyokütle tesisi, hem ısı hem de elektrik ürettikleri için çok görevlidir. Bu tesislere genellikle kombine çevrim tesisleri denir. Binlerce yıldır olduğu gibi sadece hammaddeleri yakarak ısı oluştururlar.

Biyokütle Enerji Kaynakları Nelerdir?

Canlı kütle deyimiyle eş anlama gelen biyokütle çoğu kez bitkisel ve hayvansal kökenli olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Ağaç ve İşlenmiş ağaç türevleri kategorisinde; yakacak odun, ağaç peletleri ve ağaç yongaları, kereste ve odun talaşı ve atıkları ve kağıt hamuru yer alır. Tarımsal mahsuller kategorisinde; biyoenerji üretmek için üretilen şeker kamışı, mısır, darı, soya fasulyesi, odunsu bitkiler vs. yer almakjtadır. Evsel katı atıklar kategorisinde ise; kağıt, pamuk ve yün ürünleri ve gıda, bahçe ve odun atıkları. Biyogaz/yenilenebilir doğal gaz üretimi için hayvan gübresi vs.gibi çoğaltmak mümkün olacaktır.

Dalga Enerjisi

Dalga Nedir?

Dalga; rüzgarın deniz ve okyanus yüzeylerindeki hareketleri sonucunda meydana gelen salınma hareketidir.

Dalga Enerjisi Nedir?

Rüzgar okyanusların yüzeyinden geçerken, rüzgarın kinetik enerjisinin bir kısmı aşağıdaki suya aktarılarak dalgalar oluşturur, oluşan dalga hareketiyle büyük bir dalga enerjisi meydana gelir.  Dalga enerjisi, okyanus ve denizlerde oluşan dalgaların yarattığı itme gücü ve hareketli salınım sonucunda elektrik enerjisine dönüştürülebilen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Dalga Enerjisi, diğer bir tanımıyla rüzgar enerjisi ve büyük su kütlelerinin yüzeye gelen güneş enerjisini absorbe etmesiyle meydana gelir. Dalga enerjisi; Çevreyi kirletmeyen temiz ve tükenmez bir kaynağıdır. Bu enerji türü enerjinin daha yoğun olduğu kış aylarında daha fazla enerji üretimini sağlar.

Dalga Enerjisi ile Elektrik Üretimi

Dalga enerjisi için kullanılan santraller, dalgaların çok yüksek olduğu kıyılara açık denizlere veya deniz tabanına kurulabilir. Dalga gücü, okyanusların yüzeyine dalga hareketi tarafından üretilen enerjiyi yakalayan ve bu mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren ekipman yerleştirerek okyanus dalgalarının periyodik yukarı ve aşağı hareketini elektriğe dönüştürür. Dalga enerjisini oluşturan dalganın boyutlarını ve güçlerini artırarak elektrik üreten türbinleri döndürmek için dalgaları bükmek veya dar bir kanala toplamak gerekir. Akabinde artırılan bu dalga gücünün; elektrik üreten türbinleri döndürmesiyle türbinler elektrik üretmeye başlar. Bu yolla dalga enerjisinden elektrik enerjisi üretimi yapılmaktadır.

Hidrojen Enerjisi Kaynağı Nedir?

Hidrojen gazı doğada bileşikler halinde bulunur. Hidrojen enerjisi hidrojen gazının dönüştürülmesi veya işlenmesi sonucunda meydana gelir. Hidrojen, fosil yakıtlardan ve biyokütleden, sudan veya her ikisinin karışımından elde edilebilir. Hidrojen, diğer kaynaklardan üretilen enerjiyi depolamak, taşımak ve iletmek için kullanılabilen bir enerji taşıyıcısıdır.

Hidrojen Enerjisi Nasıl Üretilir?

Hidrojen, hem elektrokimyasal(yakıt hücresi) kullanım imkanı hem de içten yanmalı motorlarda kullanım kolaylığı sebebiyle önem kazanmaktadır. Yakıt hücresi,  yakıt(hidrojen) ve oksitleyicinin(hava) kimyasal enerjinin doğrudan elektrik ve ısı olarak kullanılabilen ve enerjiye çeviren güç üretim elemanıdır. Her bir yakıt hücresi aşağıdaki şekilde görüldüğü üzere anot(negatif elektrot) elektrolit ve katottan(pozitif elektrot) meydana gelmektedir.

Hidrojen yakıt hücreleri oksijen ve hidrojen iyonlarıyla elektrokimyasal tepkimesi sonucunda elektrik su ve ısı açığa çıkar. Elektronların dış devre yoluyla akışı elektrik üretir. Enerji üretimi sırasında su veya su buharı yayması temiz bir enerji üretimi sağladığını da gösterir. Yakıt hücrelerinde doğrudan hidrojen kullanılabilmesi yanı sıra dönüştürme yapıldığı takdirde doğalgaz, LPG ,metanol, nafta ya da benzin benzeri hidrojen içeren yakıtlarda kullanılabilmektedir.

Bir yakıt hücresi 1 volttan azdır bu yüzden gereken elektrik enerjisini üretebilmek için birden fazla yakıt hücresi seri ve paralel bağlanmalıdır. Aynı zamanda sistemin tüm işleyişinin denetlenmesi için bir kontrol ünitesi ve yakıt hücresinde üretilmiş olan doğru akım (DC) gerilimi ticari kullanım içinde alternatij akım(AC) gerilime dönüştüren İnverter bulunmalıdır.

Elektrik Enerjisinin Yenilenemez Kaynaklarla Üretimi

Yenilenemez Enerji Nelerdir?

Yenilenemez enerji; oluşum evreleri göz önüne alındığında kısa sürede yeniden oluşmayan ya da tükendiği zaman yerine yenisi gelmeyen enerji kaynaklarıdır. Bu anlamda tükenebilir enerji olarak da adlandırılabilirler. Kendi içlerinde Fosil Yakıtlar ve Nükleer Enerji olarak iki gruba ayrılırlar. Yenilenemez enerji kaynakları sürdürülebilir değillerdir.

Fosil Yakıtlar

Fosil Yakıt Nedir?

Fosil yakıtlar, jeolojik dönemlerden kalma ölü hayvan ve bitki artıklarının taş, çamur ya da toprak altında milyonlarca yıl kalması ve hava ile temas etmemesi ile oluşur. Yakıta dönüşen bu enerji kaynakları arasında doğal gaz, petrol ve kömür bulunur.

Fosil Yakıtlar Nelerdir?

Kimyasal ve fiziksel yapısında bir değişim olduğunda enerji açığa çıkmasına yol açan malzemelere genel adıyla yakıt denir. Yakıtların en büyük özelliklerinden bir tanesi, enerji üretmek amacıyla depolanabilmeleri ve aynı zamanda yalnızca gerektiğinde bir iş üretebilmek için gereken enerjinin üretimi için kullanılabilmeleridir. Enerji gereksinimlerinin çoğunu fosil yakıtlar karşılar. Fosil yakıtlar karbon bazlıdır ve yakılarak kullanılması dünyanın atmosferine karbon salınımına neden olur. Tüm insan yapımı CO 2 ve sera gazı emisyonlarının kabaca %80’inin fosil yakıtların yakılmasından kaynaklandığı tahmin edilmektedir. Fosil yakıt, kömür, kömür ürünleri, doğal gaz, türev gaz, ham petrol, petrol ürünleri ve yenilenemeyen atıklar gibi yenilenemeyen enerji kaynakları için kullanılan genel bir terimdir. Fosil yakıtlar diğer fosil yakıtlardan endüstriyel işlemlerle de yapılabilir (örneğin petrol rafinerisinde ham petrol motor benzinine dönüştürülür).

Fosil yakıtlar 3 gruba ayrılırlar;

• Katı Yakıtlar
• Sıvı Yakıtlar
• Gaz Yakıtlar

Katı yakıtlar

Üç gruba ayrılmaktadırlar.

Biyokütle katı yakıtlar

Tarım ve orman ürünleri işleyen endüstri atıkları vasıtasıyla elde edilen odun ve biyokütle peleti veya briketi vb. biyolojik kökeni bulunan yakıtlardır.

Doğal katı yakıtlar

Katı yakıtların en önemli grubu olan doğal katı yakıtlar grubuna dahil olan fosil kömürlerdir. Bu fosil kömürler oluşum etaplarına göre; esmer kömür, taş kömürü, linyit kömürü, turba antrasit olarak sınıflandırılmaktadır.

Yapay katı yakıtlar

Doğal katı yakıtların işlenmesiyle elde edilen odun kömürü ve kok gibi katı yakıtlardır.

Sıvı yakıtlar

Kömür katranı ve ham petrolden elde edilmektedirler.

Doğal sıvı yakıtlar

Ham petrolün destilasyonuyla elde edilen sıvı yakıtlardır.

Yapay sıvı yakıtlar

luşturulduğu kaynağa göre üç sınıfa ayrılmaktadır:

• Ağır petrol ürünlerinden kraking işlemi ile meydana gelen sıvı yakıtlar
• Linyit, taşkömürü, odun vb. yakıtların destilasyonu ile meydana gelen yakıtlar.
• Sentez uygulanmasıyla meydana gelen sıvı yakıtlar.

Gaz yakıtlar

Fosil kömürlerinin destilasyon ürünleri; jeneratör gazı, hidrokarbon karışımı yapısındaki gazlar,  hava gazı, doğal yer gazları ve su gazıdır. Organik yapıdaki maddelerin fermantasyon yapılmasıyla yada biyokütlenin gazlaştırılmasıyla gaz yakıt oluşturulabilmektedir.

Fosil Yakıtlar Elektrik Üretir mi?

Fosil yakıtlar termik santrallerde yakılarak, buhar elde edilmesi sonucunda ısı enerjisine çevrilir. Isı enerjisini buhar kazanına verir ve bu kazanlarda ısı buharını basınçlandırır, basınçlanan buhar türbini döndürür ve türbin-jeneratör teknolojisiyle elektrik enerjisi üretilir.  Aynı zamanda Doğalgaz gibi bazı yakıtlardan ise atık ısı açığa çıkar bu ısı da birçok farklı alanda değerlendirilir.

Dünyanın elektrik ihtiyacının yaklaşık üçte ikisi termik santraller (veya termik santraller ) tarafından karşılanmaktadır. Bu elektrik santrallerinde , bazı fosil yakıtların (örneğin kömür) yakılmasıyla buhar üretilir ve daha sonra bir buhar türbinini çalıştırmak için kullanılır. Bu nedenle, bir termik santral bazen Buhar Santrali olarak da adlandırılabilir. Buhar, buhar türbininden geçtikten sonra, bir kondansatörde yoğuşturulur ve tekrar buhar olmak üzere kazana geri beslenir.

Kömüre dayalı bir termik santralde kömür, kömür madenlerinden üretim istasyonuna taşınır. Yakıt olarak genellikle bitümlü kömür veya linyit kömürü kullanılır. Kömür ya ‘ölü depoda’ ya da ‘canlı depoda’ depolanır. Ölü depolama genellikle 40 günlük yedek kömür deposudur ve kömür arzı olmadığında kullanılır. Canlı depolama, kazan dairesinde bir ham kömür deposudur. Kömür, ekipmanda aşınmaya ve yıpranmaya neden olabilecek herhangi bir demir partikülü olup olmadığını filtrelemek için manyetik bir temizleyicide temizlenir. Canlı depodan çıkan kömür, önce küçük parçacıklar halinde ezilir ve daha sonra pulverizatöre alınarak toz haline getirilir. İnce toz haline getirilmiş kömür tam yanmaya maruz kalır ve böylece toz haline getirilmiş kömür kazanın verimini artırır. Kömürün yanmasından sonra oluşan kül, kazan fırınından çıkarılır ve daha sonra uygun şekilde bertaraf edilir. Külün kazan ocağından periyodik olarak uzaklaştırılması, uygun yanma için gereklidir.

Kazan: Pulverize kömür ve hava karışımı (genellikle önceden ısıtılmış hava) kazana alınır ve yanma bölgesinde yakılır. Yakıtın tutuşmasıyla kazanın merkezinde büyük bir ateş topu oluşur ve ondan büyük miktarda ısı enerjisi yayılır. Isı enerjisi, suyu yüksek sıcaklık ve basınçta buhara dönüştürmek için kullanılır. Çelik borular, suyun buhara dönüştürüldüğü kazan duvarları boyunca uzanır. Kazandan çıkan baca gazları kızdırıcı, ekonomizör, hava ön ısıtıcısı içinden geçerek bacadan atmosfere atılır.

Kızdırıcı: Kızdırıcı tüpleri kazanın en sıcak yerine asılır. Kazan borularında üretilen doymuş buhar, kızdırıcıda yaklaşık 540 °C’ye kızdırılır. Aşırı ısıtılmış yüksek basınçlı buhar daha sonra buhar türbinine beslenir.

Ekonomizör: Ekonomizör, esas olarak suyu kazana vermeden önce ısıtan bir besleme suyu ısıtıcısıdır.

Hava ön ısıtıcısı: Birincil hava fanı atmosferden hava alır ve daha sonra hava ön ısıtıcısında ısıtılır. Önceden ısıtılmış hava kazana kömür enjekte edilir. Havayı önceden ısıtmanın avantajı, kömürün yanmasını iyileştirmesidir.

Buhar türbini: Yüksek basınçlı aşırı ısıtılmış buhar, türbin kanatlarının dönmesine neden olan buhar türbinine beslenir. Buhardaki enerji, ana taşıyıcı görevi gören buhar türbininde mekanik enerjiye dönüştürülür. Buharın basıncı ve sıcaklığı daha düşük bir değere düşer ve türbinden geçerken hacim olarak genişler. Genişletilmiş düşük basınçlı buhar, kondansatörde boşaltılır.

Kondenser: Dışarı atılan buhar soğuk su sirkülasyonu ile kondenserde yoğuşturulur. Burada buhar basıncını ve sıcaklığını kaybeder ve tekrar suya dönüşür. Yoğuşma esastır çünkü gaz halindeki bir akışkanı sıkıştırmak, sıvıyı sıkıştırmak için gereken enerjiye kıyasla çok büyük miktarda enerji gerektirir. Böylece yoğuşma çevrimin verimini arttırır.

Alternatör: Buhar türbini bir alternatöre bağlanmıştır. Türbin alternatörü döndürdüğünde elektrik enerjisi üretilir. Üretilen bu elektrik gerilimi daha sonra bir trafo yardımıyla yükseltilerekkullanılacağı yere iletilir.

Besleme suyu pompası: Yoğuşan su yine bir besi suyu pompası ile kazana beslenir. Uygun bir şekilde harici bir su kaynağından sağlanan çevrim sırasında bir miktar su kaybolabilir.

Bir termik santralin ve tipik bileşenlerinin temel çalışma prensibi buydu . Pratik bir termik santral, Yüksek Basınç Türbini (HPT), Orta Basınç Türbini (IPT) ve Düşük Basınç Türbini (LPT) gibi daha karmaşık bir tasarıma ve çok kademeli türbine sahiptir.

Nükleer Enerji

Nükleer Enerji Nedir?

Nükleer enerji ile enerji üretiminde ham madde olarak uranyum, toryum ve plütonyum elementleri kullanılır. Bu radyoaktif elementlerin fisyon tepkimesine girerek parçalanması sonucunda çok büyük bir enerji açığa çıkar. Oluşan bu enerji sistemde bulunan suyu çok yüksek sıcaklıklara çıkarır ve su buharı büyük bir enerjiyle basınçlanır. Türbin-jenaratör sistemi sayesinde elektrik enerjisine dönüşmesi sağlanır. Bu dönüşüm ve oluşuma Nükleer Enerji adı verilir.

Bir nükleer reaktör, görüldüğü üzere termik santrallere benzer şekilde elektrik üretir. Zincirleme reaksiyon, suyu buhara dönüştüren enerjiyi üretir. Buharın basıncı, elektrik üreten bir jeneratörü döndürür. Aradaki fark, ısının nasıl oluşturulduğudur. Fosil yakıtlarla çalışan termik enerji santralleri, ısı üretmek için kömür, petrol veya doğal gaz yakar. Bir nükleer enerji santralinde, atomların parçalanması sonucunda ısı üretilmektedir.

Nükleer Fisyon

Fisyon, bir çekirdeğin ikiye bölünmesi işlemidir. Her bir uranyum yakıt peletinin içinde milyonlarca uranyum çekirdeği vardır. Bu çekirdekler parçalandığında çok büyük miktarda enerji açığa çıkarır. Bu enerjinin bir kısmı radyasyondan gelir, fakat en büyük kaynağı kinetik enerjidir. Bu, bir reaktörün içinde ısı üreten, daha sonra buhar üretmek için kullanılan ve nihayetinde elektrik üreten enerjidir.

Nükleer Enerji Kaynakları

 Yukarıda da belirtildiği üzere enerji üretiminde nükleer kaynak olarak uranyum(U), Plütonyum (Pu) ve Toryum (Th) kullanılmaktadır.

Uranyum

Zenginleştirilmiş uranyum, nükleer reaktörlerin yakıtıdır. Uranyum, çoğu kayada bulunan bol miktarda, doğal olarak radyoaktif bir elementtir. Uranyum parçalanırken veya bozunurken, yerkabuğunun içinde ısı üretir. Benzer bir süreç, bir nükleer reaktörün içinde ısı üretir.

Türkiye’de Nükleer Enerji

Türkiye’de günümüzde aktif çalışan bir nükleer santral yoktur. Şu anda hali hazırda Mersin Akkuyu Nükleer Santrali yapım aşamasında bulunmakta olup, bir ünitesinin inşası 2023’te biteceği söylenmektedir. Mersin Akkuyu’da yapılan bu santralin 4 ünitesinin de 1200 MWe’lik kapasitede olacağı ve ülkenin %10’luk enerji ihtiyacını karşılayabileceği söylenmektedir. Akkuyu Santrali’nin yanı sıra Sinop Nükleer Santrali ve İğne ada Nükleer Santrali kurulumuyla ilgili çalışmalar hala devam etmektedir.

Elektrik Nasıl Üretilir ile ilgili Sıkça Sorulan Sorular

İlginizi Çekebilir: Enerji Tasarrufu Önerileri