Santral Nedir

Santral Nedir

İnsanların günlük yaşantılarında elektrik vazgeçilmeyen bir enerji olmuştur. Hemen hemen her alet/makine için elektrik gerekli bir enerjidir. Doğadaki başka bir Maddeden elektrik enerjisi üreten kuruluşlara santral denir. 3 tür santral vardır.

Elektrik santralleri, başka enerji biçimler (termik, nükleer, hidrolik jeotermal güneş rüzgâr gelgit v.b) elektrik enerjisine dönüştürmek amacıyla bir araya getirilmiş donanımlardan oluşan işletmelerdir. Çağımızda büyük güçlü sınai donanımların çoğunluğu, hidrolik ve termik (klasik ve nükleer) santrallerden meydana gelmektedir. Türü ne olursa olsun, her elektrik santralı, temel olarak bir enerji kaynağı, hareketlendirici bir aygıt, bir alternatör ve bir dönüştürme istasyonundan meydan gelir

Santral çeşitleri
1.Hidroelektrik Santral
2.Termik Santral
3. Nükleer Santral

Yurdumuzda hangi tür santraller bulunmaktadır

Ülkemizde sadece termik ve hidroelektrik santralleri bulunmaktadır.

1.Hidroelektrik Santraller
Hidroelektrik santraller ile elektrik üretimi, dünyada toplam elektrik üretimine yaklaşık %23 oranında katkıda bulunmaktadır. Hidroelektrik santralleri ile enerji üretimi için uygun coğrafi koşulların sağlanması gerekmektedir. Günümüz koşullarında kullanılabilir hidroelektrik kapasitenin büyük bir bölümü hali hazırda kullanılmaktadır. Türkiye açısından enerjinin durumu ele alındığında, bazı kaynaklar açısından

şanslı bir ülke olduğumuz ortaya çıkmaktadır. Özellikle Güney ve Doğu Anadolu bölgelerimizde hidroelektrik santraller sayesinde üretilen elektrik enerjisi küçümsenemez. Kurulması planlanan veya inşaatı süren birçok hidroelektrik santralleri, Türkiye'nin geleceğine damga vuracaktır. Hidroelektrik santraller, temiz enerji kaynakları arasında değerlendirmek gerekir.

Ülkemizdeki akarsuların hidroelektrik potansiyelinin geliştirilmesi amacı ile 485 adet hidroelektrik santral (HES) projesinin geliştirilmesi planlanmış bulunmaktadır. Bu çalışmalar sonucunda ülkemizin akarsularının toplam kurulu gücü 34592 MW, hidroelektrik enerji potansiyeli ise 122332 GWh olarak hesaplanmıştır. 1999 yılı sonu itibariyle geliştirilerek işletmeye açılan 113 adet HES projesinin toplam kurulu gücü 10631 MW olup, enerji üretim kapasitesi yılda ortalama 38493 GWh'dır. Bu ise toplam hidroelektrik potansiyelin ancak %31'inin geliştirildiğini göstermektedir. Bu oran halen inşaatı devam etmekte olan toplam 4246 MW Kurulu gücünde ve 14020 GWh enerji üretecek olan 38 adet HES projesinin tamamlanarak işletmeye alınması ile %43'e ulaşacaktır.

DSİ Türkiye'de su kaynaklarını geliştirme projelerini, gerçekleştirmekten sorumlu kurumdur. Hidroelektrik enerji üretecek projeleri geliştirmektedir. Türkiye'de bugüne kadar 125 hidroelektrik santral işletmeye alınmıştır. Türkiye'de bugüne kadar işletmeye alınan 11643 megawatt kurulu güçteki hidroelektrik santrallerde yılda ortalama 42,2 milyar kilowatt saat enerji üretmektedir. DSİ tarafından inşa edilen hidroelektrik santrallerin toplam kurulu gücü 9912 megawatt'dır. DSİ tarafından inşa edilen hidroelektrik santrallerde yılda ortalama 35,7 milyar kilowatt saat enerji üretilmektedir. 40,5 milyar kilowatt saat enerji üretecek 102 hidroelektrik santralın inşaatı DSİ yatırım programında bulunmaktadır. DSİ dünyanın en büyük su projelerinden biri olan GAP'ı da gerçekleştiriyor. GAP ‘da 22 baraj, 19 hidroelektrik santral inşa edilecek olup, 9 baraj ve 5 hidroelektrik santralın inşası tamamlanmıştır. GAP‘da tamamlanan hidroelektrik santrallerde, 20 milyar kilowatt saat enerji üretilmektedir. Devam eden projeler ile 7 milyar kilowatt saat daha enerji üretileceği bildirilmektedir.

Hidroelektrik santrallerinin yapımı çok pahalıdır.Buna karşın , elektrik enerji üretimi kolay ve ucuz olması yüzünden en çok tercih edilen santrallerdir.Ülkemizin , bol yağış alan iklimi ve akarsularının bolluğu nedeniyle bir çok baraj yapılmış ve hidroelektrik santralleri kurulmuştur.Atatürk , Keban , Gökçekaya , Hirfanlı , Oymapınar , Sarıyar , Karakaya önemli hidroelektrik santrallerimizdir

2.TERMİK SANTRALLER
Yanmayla ortaya çıkan ısı enerjisinden elektrik enerjisi üreten merkeze termik santral denir. .Yanma, bir kazan yada buhar ürecinde gerçekleştirilir ve suyun buhara dönüştürülmesini, daha sonrada bunun yüksek basınç altında (160 bar),yüksek sıcaklıkta(550'C)çok ısıtılmasını sağlar. Buhar önce türbinin yüksek basınçlı bölümünde ve daha sonra yeniden çok ısıtıldıktan sonra orta ve alçak basınçlı bölümlerde genişler. Birbirini izleyen bu genişlemeler sırasında ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüşür. Kondansatörde soğutulunca su yeniden eski haline geçer; türbinden çektiği buharla çalışan bir yeniden ısıtma bölümüyse suyun ısısını yükseltip kazana gönderir. Buhar ve su bir kapalı devre halinde dolaştıkları için, bu çevrim sonsuza kadar yenilenir.

Duman kazan çıkışında büyük oranda ısı yitirir ve havaya verilir; Böylece yanma olayı gerçekleşir. Kömürle çalışan santrallerde dumanın daha sonra elektrostatik düzenekler yardımıyla tozu alınır ve bacadan dışarı atılır. Bu arada türbinde yaratılan mekanik enerji bir alternatöre iletilir ve burada elektrik enerjisine dönüştürülür. Türbo-alternatör gurubunun uzunluğu 600 mega voltluk bir güç için bazen 50m'aşar; verilen elektrik akımıysa 20 000 voltluk bir gerilim altında 19 200 ampere ulaşır. Modern bir termik santralın verimi %40 dolayındadır.

Termik santrallerde kullanılan yakıtlar mazot, gaz ve kömürdür. Mazot içi gerekli olan tesisler basit tesislerdir; mazot 30000-40000mküp hacimli, silindir biçiminde metalik depolarda saklanır. Depolardan alınıp ısıtılan mazot püskürtülerek brülörlere aktarılır.Gaz kullanımı için gerekli olan donanımlar çok az sayıdadır; Gaz brülörlere gönderilmeden önce yalnızca genişletilir,filtreden geçirilir ve ısıtılır.

Termik santrallerde kömür kullanımı için gerekli olan tesisler gaz ya da mazota oranla çok daha önemli ve büyüktür. Burada özellikle kömürün demiryolu, akarsu ya da deniz yoluyla santrale getirilmesi, boşaltılması, depolanması, santral alanı içinde dolaştırılması ve kazana verilmesi için gerekli tesisler yapılmalıdır. Kömür önce toz haline getirildikten sonra, önceden mazotla 500'C'a kadar ısıtılmış olan yanma odalarının brülörlerine kuvvetli bir hava akımıyla gönderilir. Bu odaların birkaç yüz m küp‘ü bulan bir hacmi ve birkaç bin m kare büyüklüğünde bir ısıtma alanı vardır. Büyük bir termik santralin kömür tüketimi günde 3 000 t‘u aşar.

Termik santraller içinde linyitli olanlar diğerlerinden çok daha önemli ve güçlü olup, ülkemizin toplam elektrik üretimi içinde linyite dayalı termik santrallerin parayı giderek artmaktadır.Yerli enerji kaynaklarımız içinde günümüzde de önemini koruyan linyit yatakları,ülkemizin hemen her yerinde bulunmaktadır.En büyük linyit yatakları,Afşin-Elbistan, Muğla , Soma, Tunçbilek, Seyitömer, Konya, Beypazarı,Adana Tufanbeyli ve Sivas havzalarında bulunmakta olup, kurulu termik santraller de bu bölgelerde yer almaktadır.Ülkemizde 177 adet sahada görünür 7,3 milyar ton linyit rezervinin 3,4 milyarını

1100 Kcal/kg civarında ısıl değere sahip olan Afşin-Elbistan linyitleri oluşturmaktadır. Linyit, konut sektöründe, termik santrallerde ve sanayi sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaliteli olanlar konut ve sanayi sektörlerinde düşük ısıl değerli olanlar ise termik santrallerde tüketilmektedir. Linyitlerin büyük kısmı düşük kaliteli olduğundan %77 ‘den fazlası termik santrallerde kullanılmaktadır.

Kangal Termik Santrali

3.Nükleer Santral
Bu santrallerde yüksek basınçlı buharla türbinler döndürülür.
Buharı elde etmek için enerjiden yararlanılır.

1939 yılında bilim adamları, radyoaktif element olan uranyumu nötronlarla bombardıman ederek daha küçük kütleli farklı iki çekirdeğe bölmeye başarmışlardır.Bu bölünme sırasında kütle kaybından dolayı çok büyük enerjinin açığa çıktğı görülmüştür.Bu enerjiye Nükleer enerji denir.

Reaktörler, kontrollü nükleer enerji üreten sistemlerdir.

Uranyum yakıt çubukları reaktörün kalbini oluşturur.Buradan çıkan enerji , kalbin çevresinde dolaşan suyu ıstır.Yüksek basınç altında ısıtılan su , buhar jeneratöründeki suyu ısıtarak buharlaştırır.Bu buhar elektrik üreten jeneratörün türbinlerini , onlar da rotoru döndürür.Bir nükleer reaktörde enerji dönüşümü aşağıdaki gibi olur.

Nükleer Enerji=}Isı Enerjisi=}Hareket Enerjisi=}Elektrik Enerjisi

Çekirdek reaksiyonları fisyon ve füzyon olmak üzere iki şekilde olur.

Jeneratörler, mekanik enerjiye elektrik enerjisine çeviren aletlerdir. Doğru akım jeneratörlerine dinamo, alternatif akım jeneratörlerine ise alternatör denir.

Jeneratör büyük bir elektromıknatıs (statör) ile bunun kutupları arasına yerleştirilmiş ve demir çekirdek üzerine çok sayıda bakır tel sarılmış döner bobin (rotor) olmak üzere iki ana kısımdan oluşur.

Elektromıknatısın N kutbundan S kutbuna giden manyetik alanı kuvvet çizgilerinin bir telle kesilmesi ile elektrik akımı oluşur. Bobinin tam devir yapması sırasında bu kuvvet çizgileri , iki tarafta birer kez kesildiği için akımı çift yönlüdür.

Bu akım alternatif akımdır ve statör üzerinden dış devreye alınır. Ülkemizde kullanılan alternatif akım saniyede 100 kere yön değiştirir.

1.Fisyon (Bölünme, Parçalanma)
Ağır bir nötron taneciğinin Atom çekirdeklerine çarpması sonucunda birbirine yakın kütleli kararsız iki çekirdeğe bölünmesi olayıdır.

Fisyon sırasında üç tane nötron ve enerji açığa çıkar. Bu nötronların da başka bir çekirdeğe çarparak yeni çekirdek bölünmeleri meydana getirmeleri zincirleme bir biçimde devam eder.Açığa çıkan bu büyük enerji , atom bombasının temelini oluşturur.

Reaktörlerde çekirdek reaksiyonu kontrollü bir biçimde yavaşlatılarak süreklilik sağlanır.

2.Füzyon (Birleşme Kaynaşma)

Hafif iki çekirdeğin, uygun koşullarda birleşerek daha ağır ve kararlı bir
çekirdeğe dönüşmesi olayına ise füzyon denir.

Füzyon sırasında açığa çıkan enerji, hidrojen bombası ile güneşteki olayların temelini oluşturur.

Füzyon enerjisi henüz deneysel aşamadadır.Henüz enerji kaynağı olarak günlük hayatımıza girmemiştir.Füzyon olayının başlaması için çok yüksek sıcaklıklara ihtiyaç vardır.Bunların dışında füzyon olayını kontrol altına almak oldukça zordur.Ancak bu konudaki çalışmalar devam etmektedir.İlerde füzyon reaktörleri de yapılacaktır.Yirmi birinci yüzyılda insanoğlunun enerji ihtiyacı füzyon olayından karşılanabilir.

Ülkemizde nükleer santral bulunmamaktadır.

Santrallerin çevreye etkileri

1. Termik Santrallerde
Termik santraller kalitesiz linyit yatakları için çevre kirliliğine neden olur. Termik santrallerin bacalarından çıkan kükürt,azot ve karbon oksitleri havada su buharı ile birleşerek asit yağmurlarını oluştururlar.Toprağın ve suların kirlenmesine neden olurlar;atık madde olan küllerin aşırı birikimi toprağın kirlenmesine sebep olur.Uçucu külleri tutmak için bacalarına takılan filtreler çoğu kez yetersiz kalır ve atmosferi kirletir, Aşırı çevre sorunlarına neden olduklarından tercih edilmemesi gerekir. Fakat ülkemizde elektrik enerjisi gereksinimini karşılamak için vazgeçemeyeceğimiz enerji üretim kaynağıdı

Termik santrallerden başka hidroelektrik, nükleer santraller gibi elektrik enerjisi üreten santraller vardır.

İyi yanları
Yakıtı ucuzdur. Yakıtın taşınabildiği her yere kurulabilir. Kuruluş masrafları azdır.

Kötü yanları
Çok aşırı su hava ve toprak kirliliğine neden olurlar.

Termik Santraller Yerine
a-) Modem teknoloji ile güvenlik ön plana alınarak kurulmuş nükleer santralleri

b-) Hidroelektrik santraller,

c-) Güneş ışınlarından,rüzgarlardan,dalgalardan ve yer altı sıcak sularından (jeotermal enerji) elde edilecek enerji santralleri kurulmalıdır.

2.Nükleer Santrallerde
Biriken bölünme ürünlerinin bozucu etkisinden ötürü yakıtın bir süre sonra reaktörden alınması gerekir.Ardından reaktör birkaç ay soğumaya bırakılır.Bu arada radyoaktifliğinin bir bölümünü yitiren yakıt sıkı bir koruma altında yeniden işlenmesi için ilgili tesis'e taşınır.Orada kimyasal ayrıştırma yoluyla artıkta kalmış uranyum ve plütonyum çıkarılır.

İşlemler sırasında açığa çıkan kripton ve ksenon gibi bölünme ürünleri doğrudan atmosfere bırakılır.Öteki ürünler , suyla karıştırılarak ya deniz'e boşaltılır ya da yeraltına pompalanır.Radyoaktif artıklar , beton hücrelerde saklanan paslanmaz çelikten yapılmış büyük kazanlarda da depo edilebilir.Radyoaktif artıkların temizlenmesi için , bunların camsı maddelere dönüştürülmesi ve özenle seçilmiş jeolojik yapıların içinde saklanması önerileri de vardır.

Dünyamızda diğer enerji kaynaklarının tükenmesi buna karşın enerji ihtiyacının artması ülkeleri nükleer enerji kullanmaya yöneltmektedir.Gelişmiş bir çok ülkede nükleer santraller vardır.Fakat bu reaktörlerde iyi tedbirler alınmazsa nükleer sızıntılar olmaktadır.1986 yılında Sovyetler Birliğindeki Çernobil nükleer reaktörünün patlaması sonucu yüzlerce insan ölmüş ve birçoğu da radyoaktif sızıntılar nedeniyle sakat kalmıştır

Karbondioksitin atmosferde oluşturduğu tabaka etkisiyle havanın aşırı ısınmasına sera etkisi adı verilir.Sera etkisi olayında güneş ışınlarının bir kısmı tutularak yer yüzüne dogru soba etkisi oluştururlur.Ve böylece nükleer artıkların dağılması hızlanır.

Maliyet
Enerji santralleri maliyet bakımından en ucuzu termik santrallerdir. Hidroelektrik ve nükleer santraller ise çok pahalı yapılardır. Nükleer santrallerin tehlikesinden ve Termik santrallerin çevreye etkisinden dolayı en çok hidroelektrik santraller tercih edilmektedir