ELEKTRİK SANTRALİ KURULUMU İÇİN NELERE DİKKAT EDİLMELİDİR?
Elektrik santrali elektrik enerjisinin üretildiği yerlerdir. Elektrik enerjisinin depolanması büyük güçlerde olanaksız olduğundan enerjiyi sürekli olarak gereken yerde, gereken miktarda ve gereken zamanda üretmek gerekmektedir. Elektrik enerjisini üretirken de öncelikle tüketicinin güvenliği sağlanmalı ve kaliteli enerji temini sunulmalıdır. Kaliteli enerjiden bahsedilmek istenen ise sabit frekansta, sabit gerilimde ve harmoniksiz bir enerji üretimidir. Bu yüzden elektrik santrali kurulumu yaparken dikkat edilmesi gereken bazı konular vardır.
Elektrik santrali kurulumu yaparken göz önünde bulundurulması gereken en önemli noktalar; ham enerji maddesinin bol ve ucuz olarak sağlanması ve eldeki teknik olanaklara göre en güvenli, ekonomik ve uygun biçimde elektrik enerjisine çevrilebilmesidir. Dünyada var olan enerji kaynaklarının miktarları hakkında farklı görüşler olmakla beraber bu kaynaklar sonsuz değildir. Bunun yanında maden kömürü, petrol gibi değerli ham maddelerin elektrik enerjisi üretiminde kullanılması istenmez. Diğer taraftan su kuvvetleri için tükenme gibi bir sorun olmamakla birlikte günümüz ve gelecekteki enerji ihtiyacının tamamını karşılayamayacağını göz önünde bulundurmak gerekmektedir. Bu yüzden yenilenebilir enerji kaynakları bu yüzyılda öne çıkmaktadır.
Elektrik Santrali Kurulumu Adımları
Elektrik Tüketiminde Yük Eğrisi
Bir tüketim bölgesinde harcanan elektrik enerjisi genel olarak sabit değildir. Enerji tüketimi genelde dengesiz yüklenme şeklinde olur. Ancak diğer taraftan da enerjinin kaliteli temin edilebilmesi için aynı anda üretilen ve tüketilen enerji miktarı eşit olmalıdır. Eğer üretilen elektrik enerjisi miktarı, tüketilenden fazla olursa frekans yükselirken, üretilen enerjinin tüketilenden daha az miktarda olması durumunda ise şebeke frekansı düşer. Bu yüzden kaliteli enerji tedarikinde üretim ve tüketim dengesinin sağlanması gerekmektedir.
Elektrik tüketim talebinin en üst noktaya ulaştığı zaman dilimine puant yük denir. Yukarıdaki grafikte de hem yaz hem de kış mevsimlerinde günlük yük eğrileri verilmiştir. Kırmızı grafik yaz mevsimini, mavi grafik ise kış mevsimini göstermektedir. Puant yük görüldüğü üzere kış aylarında sabahları, yaz aylarında ise akşamları oluşmaktadır. Grafik altında kalan alan talep edilen saatlik enerji miktarıdır. Enerji miktarı karşılanmak zorunda olduğundan puant gücünün azalması için eğrinin daha dengeli hale getirilmesi gerekir. Yani günün farklı saatlerinde talep edilen gücün aynı seviyede olması istenir. Bunu sağlamak için tarifeli sistem uygulanır. Elektrik tarife zamanları aşağıdaki gibidir.
- Gündüz tarife saatleri: 06:00-17:00
- Puant tarife saatleri: 17:00-22:00
- Gece tarife saatleri: 22:00-06:00
Düzenlenmiş Yük Eğrisi
Elektrik santrali kurulumu planlanırken en önemli verilerden birini düzenlenmiş yük eğrisi verebilir. Bir yıla ilişkin günlük yük eğrilerinin yan yana dizilmesi ile oluşturulan, eşit zaman aralıklarına bölünüp elde edilen şerit uzunluklarına göre büyükten küçüğe doğru sıralanırsa basamaklı bir eğri elde edilir. Buna tesisin düzenlenmiş yük eğrisi denir. Elektrik santralinin çalışmasına ilişkin önemli karakteristik bilgilerin içerdiği düzenlenmiş yük eğrisi gerek projelendirmede gerekse santralin işletilmesinde teknik ve ekonomik olarak önemli verileri gösterir.
Grafikteki en büyük değere yedek güç ve iç gereksinim gücü eklenirse santralin kurulu gücü elde edilir. Eğrinin altında kalan alan yıllık enerjiyi verir. Eğrinin biçimi, tüketim bölgesinin ve tüketici tiplerinin bilgilerini verir.
Elektrik santrallerinde yedek güç ise ünitelerden birinin arızalanması veya bakım onarım gibi nedenlerle devre dışı kalması durumunda bunun yerini almak veya bazı özel durumlarda çalıştırılmak üzere bekletilen ek kurulu güçtür. İç gereksinim gücü ise santral işletmesinde ve bakım onarım işlemlerinde çalıştırılan yardımcı tesislerin çektikleri güç olarak düşünülebilir. Santral gerilimleri ise yüksek güçlü elektrik santrallerinde 10-15 kV arasında bir değer olurken, küçük güçlü santrallerde ise 400 V seviyelerindedir. Enerji santrallerindeki şalt tesislerinde veya trafo merkezlerindeki step up trafolar bu gerilimi orta gerilime veya yüksek gerilime dönüştürerek iletim hattına taşınır.
Enerji Santrali Kurulumu Yapılırken Nelere Dikkat Edilmelidir?
Enerji üretiminde kayıplar, tesisin maliyetini çok etkiler. Aşağıdaki görselde görüldüğü gibi üretilen enerjinin tamamı tüketiciler tarafından kullanılamaz. Bir kısmı kayıp olarak gider.
Burada Pk değişkendir. Akıma bağlı ısı kayıpları ve gerilime bağlı yalıtım kayıpları olarak tanımlanabilir. Santralin elektrik üretim maliyeti fazla ise kaybı azaltmak için iletim yatırımı artırılır. Üretim maliyeti düşük ise iletim yatırımı artırılmaz.
Santral Yerinin ve Tipinin Belirlenmesi
Elektrik santralinin yerinin belirlenmesinde ham enerji maddesi ve tüketim bölgesi önemli bir etkendir. Ham enerji maddesinin uzak olması taşıma sorunlarına, tüketim merkezlerine uzak olması ise iletim kayıplarına neden olur. Özellikle termik santrallerde böyle durumlarda atık ısıdan yararlanamama gibi sorunlara da yol açar. Arazinin genel durumu, deprem, toprak kayması gibi risklerde göz önünde bulundurulur. Termik ve nükleer santraller için soğutma ve nitelikli besleme suyunun sağlanması gerekir. Buna uygun bir yer seçilmelidir. Linyit kullanılan enerji santrallerinde ortaya çıkan kül ve yabancı maddelerin uzaklaştırılması ve depolanması sorun teşkil edebilmektedir. Nükleer santrallerde ise çevre güvenliğinin sağlanması ve oluşan atıkların uzaklaştırılıp depolanması önemli sorunlardır. Ülkemizdeki akarsu özelliklerinden dolayı büyük güçlü hidroelektrik santralleri kurmak için hazneli (barajlı) yapılar gerekmektedir. Bu durumda baraj göllerinin kapladığı alan ve ömürleri önemli olur. Baraj göllerinin toprak biriktirmesi barajın ömrünü kısaltır.
Elektrik santral tipinin belirlenmesinde öncelikle ham enerji maddesi göz önüne alınır. Ham enerji maddesi bakımından farklı santral tipleri kurulması olanağı varsa, aralarından enerjiyi en ucuz maliyetle üreten santral tipi seçilmelidir. Ayrıca enerji üretim santral tipini belirlerken ulusal ekonominin gerekleri de mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır.
Makine Ünite Gücü ve Grup Sayısı
Örneğin 1000 MW kurulu gücü olan bir santralde tüm üretimin tek bir ünite üzerinden yapılması doğru değildir. Bu gücü ünitelere, makinelere bölmek gerekir. Çünkü hem arıza durumunda hem de bakım esnasında tüm santralin elektrik üretimi durur. Ayrıca talep gücü azaldığında ise makine nominal gücün altında üretim yapacağından makinenin verimi düşer. Buna karşın gereğinden fazla sayıda ünite kullanılması durumunda da sistemin toplam veriminde bir azalma olur. Dolayısıyla kullanılacak ünite adedi, optimum çalışma için uygun sayıda seçilmelidir.
Enerji Santralinin Gücünün Belirlenmesi
Elektrik santrali yeri ve tipi belirlendikten sonra en önemli konulardan biri yedek güç ve iç gereksinim gücü dahil uygun bir kurulu güç değerinin belirlenmesidir. Bunun için tüketim noktaları ve bu noktaların günlük ve yıllık düzenlenmiş yük eğrileri incelenir. Bununla beraber hem santral ömrü hem de rezervin aynı zamanda tükenmesini sağlayacak uygun bir güç değeri belirlenir.
Özetle elektrik santrali kurulumu planlayan yatırımcıların göz önünde bulundurması gereken önemli noktalar şunlardır.
- Santral yerinin ve tipinin doğru bir şekilde belirlenmesi
- Kaynak rezervi
- Kurulu gücün tüketim değerleri ve yük eğrileri baz alınarak doğru bir şekilde hesaplanması
- Her bir ünite gücü ve grup sayılarının optimizasyonu
- Santralin ekonomik ömrü
Elektrik Üretiminde Başlıca Enerji Kaynakları
Aşağıdaki kaynaklar başlıca enerji kaynakları olarak tercih edilmektedir.
- Taş kömürü ve Linyit
- Petrol Akaryakıtları
- Doğalgaz
- Nükleer Enerji
- Su Kuvvetleri
- Rüzgar Enerjisi
- Güneş Enerjisi
- Jeotermal Enerji
- Dalga Enerjisi
- Biyokütle Enerji
- Hidrojen Enerjisi
Elektrik Üretiminde Başlıca Santral Tipleri
Büyük güçteki elektrik üretiminde başlıca kurulan santral tipleri aşağıdaki gibidir. Küçük güçte dizel, kojenerasyon vb. tesisler de tercih edilebilmektedir.
- Termik Santral
- Hidroelektrik Santral
- Rüzgar Santrali
- Güneş Santrali
- Jeotermal Santral
