Hidroelektrik Santralı

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Hidrolik Güç

Yeniden kazanılan enerji kaynaklarından biri olan hidrolik enerji (Hidro su demektir.) en çok kullanılanıdır. En eski enerji kaynaklarından biridir. İlk olarak binlerce yıl önce insanlar akan sudan faydalanarak tahta bir tekeri çevirip tahıl öğütmüşlerdir. Hidrolik enerji kaynağı sudur. Bu nedenle hidroelektrik santrallar bir su kaynağı üzerinde olmak zorundadır.

Hidroelektrik Santrali
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 generatör rotorunun 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;
ozg su sar=  \frac {Q (m^3)}{is}= \frac {3600}{g (m/sn^2) \times h(m) } (m^3/kWh)
ozg su sar=  \frac {Q (m^3)}{is}= \frac {3600}{9.8 \times h(m) } (m^3/kWh) olur.

[değiştir] 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;

Guc =  \frac{is(j) \times verim(%)}{zaman(h)}=(kW)

P =  \frac{h(m)\times m(kg) \times g(m/sn^2)\times \eta }{3600 sn/h}=kW

P =  \frac{h(m)\times Q(dm^3/h) \times g(m/sn^2)\times \eta }{3600}=kW

P =  \frac{h(m)\times ({Q(m^3/sn) \times 3600000})\times g(m/sn^2)\times \eta }{3600}=kW

P =  {h(m)\times {Q(m^3/sn) \times 1000}\times g(m/sn^2)\times \eta }=kW

P =  {h(m)\times {Q(m^3/sn) }\times 9.8(m/sn^2)\times \eta }=MW (Megawatt)

olarak bulunur.


Hidrolik Santrallarsu değirmeniçalıştırma 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.

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 suyu depo ederek elektriği dolaylı olarak depo edebiliriz.

Bu ansiklopedi maddesinin biçim olarak Vikipedi standartlarına ulaşması için elden geçirilmesi gerekmektedir.
Bu madde Aralık 2006 tarihinden beri etiketli olarak durmaktadır.Düzenleme yapıldıktan sonra bu not silinmelidir.