Rezervuar dolu olsa bile baraj tek başına elektrik üretmez. Barajlı hidroelektrik santralinde baraj, akarsu suyunu biriktirir; üretim için suyun santraldeki düzeneğe bırakılması gerekir. Su türbine ve jeneratöre hangi yoldan ulaşır, ardından elektrik şebekeye nasıl bağlanır?
Suyun rezervuardan türbine uzanan yolu
Su, rezervuardan cebri boru adı verilen boruya alınır ve bu borudan türbine akar. Türbinin dönüşünden sonra su mansap kanalına geçerek nehre geri döner. Cebri boru suyu santrale taşırken mansap kanalı santralden uzaklaştırır; iki parçanın akış üzerindeki konumu farklıdır.
- Rezervuardaki suyun cebri boruya alınması, akışın türbine yönelmesini sağlar.
- Barajın tek başına üretim yaptığı varsayılmaz; ABD’deki barajların yüzde 3’ünden azı elektrik üretir.
Türbinin ve jeneratörün görevleri
Türbin ile jeneratörün görevleri ayrıdır: hareketli su türbinin kanatlarını döndürür, türbin de jeneratörü çalıştırır. Jeneratör dönme hareketini elektrik enerjisine çevirir. Santralden çıkan elektrik, şebekeye aktarılmadan önce şalt donanımı ve transformatör üzerinden iletim sistemine bağlanır.
Jeneratör şalt donanımı, santralden çıkan elektriğin frekansını, gerilimini ve fazını şebekeyle eşleştirmeye yarar. Şebeke bağlantısı aşamasında transformatör de iletim sistemine aktarım zincirinde yer alır.
Debi ve hidrolik düşü üretim potansiyelini belirler
Debi, akan su miktarıdır; hidrolik düşü, suyun düştüğü yükseklik farkıdır. Üretilebilecek enerji bu iki koşula bağlıdır: debi veya düşü arttıkça üretim potansiyeli artar.
Yağış ve kar birikimi nehirlere ve rezervuarlara ulaşan su miktarını etkiler. Kuraklık su miktarını azaltabildiği için hidroelektrik üretim potansiyelini de düşürebilir. Su miktarındaki değişim, debiyle ilgili koşulları da etkiler.
Barajlı, nehir tipi ve pompalı depolamalı santraller
Santral düzenleri suyu depolama ve türbine yönlendirme biçimleriyle ayrılır. Depolamalı barajlı santralde rezervuardaki su ihtiyaca göre bırakılır; nehir tipi düzende nehir suyunun bir bölümü türbine yöneltilir ve bu düzen her zaman baraj gerektirmez.
| Düzen | Su kullanımı |
|---|---|
| Depolamalı barajlı | Rezervuardaki su ihtiyaca göre bırakılır. |
| Nehir tipi | Nehir suyunun bir bölümü türbine yöneltilir. |
| Pompalı depolama | Su düşük talepte üst rezervuara pompalanır, talep yükselince türbinden geçirilir. |
Pompalı depolama elektriği daha sonra kullanılmak üzere depolar; pompajda kullanılan elektrik, sonradan üretilen miktardan fazladır. Düşük talepte su alt rezervuardan üst rezervuara pompalanır, talep yükseldiğinde ise türbinlerden geçirilerek elektrik üretilir.
Rezervuar tortusu ve balık geçişi
Rezervuarda akış yavaşladığında nehir tortusu dibe çöker. Tortu birikimi zamanla rezervuarın kullanılabilirliğini azaltabilir; bu birikim rezervuarda depolanabilecek su alanını etkiler.
Barajlar balıkların göçünü ve yaşam alanlarına erişimini kısıtlayabilir. Balık merdivenleri, balık asansörleri ve yakalayıp taşıma sistemleri geçiş seçenekleridir. Türbin çevresindeki baypas yolları ve giriş ızgaraları balıkları yönlendirmek için kullanılır; türbinden aşağı geçen balıklar kanatlara çarpma gibi etkilerle yaralanabilir.
Üretim kararında su ve türbin koşulları
Su türbine yönlendirilebiliyorsa üretim zinciri işler; türbin kapasitesini aşan veya türbinlerden geçemeyen su dolusavaktan mansaba bırakılabilir.
Su miktarı değişiyorsa üretim potansiyeli için debi ve hidrolik düşü de dikkate alınır. Reaksiyon türbini basınç ve hareket eden suyun kuvvetiyle çalışır; düşük düşü ve yüksek debili sahalara genellikle uygundur. Francis türbini orta ve yüksek düşü koşullarında, Pelton türbini ise çok yüksek düşü ve düşük debide kullanılır. Konuyla ilgili ayrıntılar için Blog sayfasına da bakabilirsiniz. Tesis düzenine ilişkin sorularınızı İletişim sayfasından iletebilirsiniz.