Elektrik-Elektronik Mühendisliği için Malzeme Bilgisi
advertisement
Elektrik-Elektronik Mühendisliği için Malzeme Bilgisi Yrd. Doç. Dr. Enis GÜNAY Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü Elektrik Enerjisi Üretimi Giriş: Elektrik enerjisi ile ilk olarak 1875 yılında Paris’te ark lambaları ile tren garlarının ve tiyatroların aydınlatılması sağlanırken, hemen ardından 1879 yılında Thomas Edison akkor flamanlı lambayı keşfetmiştir. 1895 yılından itibaren de Avrupa’da hidroelektrik santrallerinden üretilen elektrik enerjisinden faydalanılmaya başlanmıştır. Türkiye’de ise ilk kez 1902 yılında bir su değirmeninin milinden güç aktarımı ile 80 KW’lık bir üreteç kullanılarak Tarsus’a elektrik enerjisi verilmiş ve 1913 yılında İstanbul’da bir termik santral kurulmuştur. Elektrik Enerjisi Üretimi Elektrik enerjisi, diğer enerji türleri ile kıyaslandığında taşınması ve dağıtımının kolay, ucuz ve verimli bir şekilde yapılabilmesi, atık bırakmaması, kolayca diğer enerji şekillerine dönüştürülebilmesi ve küçük parçalara ayrılarak kullanılabilmesi gibi bir takım üstünlükleri mevcuttur. 1973’teki petrol krizi ile başlayan süreç elektrik enerjisi üretiminde maliyetlerin artmasına neden olmuştur. Fakat bu kriz enerji planlama kavramını öne çıkararak değişik olumlu etkileri de beraberinde getirmiştir. Bunlardan ilki elektrik enerjisi üretiminde güneş, rüzgar ve jeotermal gibi alternatif kaynakların düşünülmesidir. Elektrik Enerjisi Üretimi İkinci önemli etkisi ise enerjinin ulusal sınırlar içerisinde elde edilmesi ve verimli kullanılması gereğidir. Elektrik enerjisinin kısmi olarak depo edilebilmesi, elektrik enerjisi üretiminde, dağıtımında ve tüketimindeki verimlilik kavramları daha çok önem kazanmaktadır. Bu yüzden yeni üretim santrallerinin kurulmasında veya tüketim birimlerinde seçilen teknolojiler son derece önemlidir. Mesela Fransa’nın kendi ülkesindeki çimento fabrikalarını tasfiye ederek başka ülkelerde çimento fabrikası alması veya kurması ağırlıklı olarak enerji tasarrufuna yöneliktir. Elektrik Enerjisi Üretimi Elektrik enerjisi üretiminde bütün dünyada değişik oranlarda termik, hidrolik, nükleer, güneş, rüzgar ve jeotermal enerji kaynaklarından yararlanılmaktadır. Kömür, petrol veya gaz termik santrallerde yakıt larak kullanılırken, havza sularında bulunan potansiyel ve kinetik enerjide barajlar yardımıyla elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Nükleer santrallerde ise uranyum, toryum gibi elementlerin atomlarının reaktörlerde kontrollü bir şekillerde parçalanması sonucu ortay çok kuvvetli bir ısı enerjisi çıkmakta ve bu ısı da elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Güneş, rüzgar ve jeotermal enerji kaynakları ise so yıllarda uygulaması artan, düşük maliyetli alternatif elektrik enerjisi üretim kaynaklarındandır. Termik Santraller Termik santraller buhar santralleri ve dizel santralleri olmak üzere iki bölümde incelenebilir: Buhar Santralleri:Yakıt–hava karışımının yakılmasıyla kazandaki su ısıtılmakta ve, böylece basınçlı buhar elde edilmekte ve basınçlı buhar borular yardımıyla türbine iletilmektedir. Türbine bağlı jeneratör (alternatör) ise türbin kanatlarındaki mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmektedir. Termik Santraller Termik Santraller Türkiye’de termik santrallerde yakıt olarak düşük kaliteli ve yüksek derecede kirlenmeye sebebiyet veren linyit kullanılmaktadır. Bu kömürün kullanımı ile çevreye çok yüksek miktarlarda kükürt dioksit SiO2, azot oksit NO, karbonmonoksit CO gibi zararlı gazlar yayılmaktadır. Santral bacasından çıkan zararlı gazlar asit yağmurlarını oluşturmaktadır. Asit yağmurları ise doğal dengenin bozulmasına sebep olmaktadır. Jeneratörler Dizel motordan alınan mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Dizel bir motorun miline doğrudan veya bir dişli yardımıyla bağlanırlar. Genel olarak hava ile soğutulurlar.Yakıt olarak motorin kullanılırlar. Jeneratörler Kuruluşlarının kolay ve ucuz olması, verimlerinin yüksekliği, az yer kaplamaları ve yakıt depo edebilme kolaylıkları avantajları arasında sayılabilir. Ancak üretilen enerjinin kilowatt saat (KWh) maliyetinin yüksek oluşu petrole bağımlılığı, belirli güçten sonra kuruluş maliyetlerinin artışı istenmeyen çevresel etkileri dezavantajlarıdır. 3.6x106 joule=1 KWh Birleşik Isı-Güç Sistemleri Kojenerasyon Santralleri Üretim metodu açısından kojenerasyon tekniği, elektrik ve ısı enerjisinin aynı sistemden aynı anda üretilmesidir. Klasik anlamda sadece elektrik üreten bir gaz türbini yada motoru kullandığı enerjinin ancak en fazla %40 kadarını elektriğe çevrilebilmekte ve geri kalan kısmı ise yanmış gazlar ile birlikte kayıp edilmektedir. Fakat böyle bir sistemin kojenerasyon şeklinde kullanılması halinde sistemden dışarıya atılacak olan ısı enerjisinin büyük bir bölümü de geri kazanma yoluyla kullanılabilir enerjiye dönüştürülerek toplam giriş enerjisinin %70-%90’nın değerlendirilmesi sağlanabilir.
