Giderek artan dünya nüfusu ve değişen iklim koşulları, insanları daha temiz ve tükenmeyen enerji kaynaklarına yönlendirmeye ve bu alanlardaki yatırımları arttırmaya teşvik etmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında ise ‘su’ gelmektedir. Su, içinde bulundurduğu potansiyel ve kinetik enerji sayesinde insanlara elektrik enerjisi üretme şansı vermektedir. Sudan elde edilen bu enerjiye ‘hidrolik enerji’ denilmekte ve bu enerji ‘hidroelektrik santraller’ tarafından üretilmektedir.

Dünya üzerindeki elektriğin %24’ü hidroelektrik santraller tarafından üretilmektedir. Sadece Amerika’da 2000 adet hidroelektrik santral bulunmaktadır. Türkiye’de 2015 yılında 50.000 megawatt’lık enerji ihtiyacı olacağı düşünülmektedir; ancak şu anda üretilen enerji 30.000 megawatt civarındadır. Bu açığın kapatılması için yeni enerji santrallerinin yapılması gerekmektedir.

Hidroelektrik santraller kaynağına göre rezervuarlı ve kanal tipi olarak ikiye ayrılırlar. Rezervuarlı santrallerde akarsuyun bir bölümüne baraj yapılır. Hidroelektrik santral setten sonra kurulur ve rezervuarda birikip setten gelen su ile elektrik üretilir. Kanal tipi santrallerde ise akarsuyun bir bölümü ana yatağından alınıp kanala aktarılır ve buradan suyun kendi debisine ve hızına göre elde edilir. Rezervuarlı santrallerde ise suyun kullanımı enerji gereksinimlerine göre ayarlanabilir. Bu nedenle kanal tipi santraller daha ucuza mal olmalarına karşın, rezervuarlı santrallerin verimleri daha yüksektir.

Hidroelektrik santrallerin ana bölümleri şunlardır.

  1. Su kaynağı: Rezervuarlı santrallerde baraj, kanal tipi santrallerde tünel ya da açık kanaldır.
  2. Su alma ağzı: Suyun cebri boruya girdiği kısımdır. Izgaralar ve kapaklar bulundurur. Yüzen cisimlerin boruya girmemesi için rezervuarlı santrallerde baraj gövdesinin orta kotlarında olur.
  3. Cebri borular: Su alma ağzı ile santral arasında iletimi sağlayan çelik borulardır. Jeolojik yapıya göre gömülü ya da açık olabilirler. Ölçüsü, düşü ve debiye göre değişir.
  4. Salyangoz: Cebri borunun sonuna monte edilir, suyun çarka her noktadan eşit debide ve çevresel olarak girmesini sağlar. Ayrıca cebri boru ve salyangozun birleşme noktasında kelebek ya da küresel vanalar bulunur.
  5. Türbin: Salyangozdan gelen su, türbin çarkını döndürür, buna bağlı olarak da türbin şaftı döner.
  6. Jeneratör: Jeneratör rotoru sabit hızla döner. Dönme sayısı, kutup sayısı ve frekans ile doğru orantılıdır. Bu sırada statorun sargılarından enerji alınır. Statordan alınan enerji orta gerilimde enerjidir.
  7. Transformatörler: Birden fazla üniteye bir transformatör ya da her üniteye ayrı transformatör kullanılabilir. Statordan alınan orta gerilimdeki enerji transformatör ile yüksek gerilime çıkarılıp şehre taşınır. Yüksek gerilim kullanıma sunulamayacağından, yine transformatörler ile alçak gerilime çevrilerek kullanıma verilir.
  8. Şalt Alanı: Santraldeki transformatörden alınan yüksek gerilimi enerjinin iletim hatlarına bağlantı noktasıdır. Hidroelektrik santraller su alma yapılarına göre ikiye ayrılırlar;Regülatör: Akarsuyun belli bir noktasına inşa edilen regülatör suyun belli miktarda şişirilmesini sağlar.

    Eskişehir – Porsuk Regülatörü

Suyun bir kısmı iletim kanalına alınırken, kalanı akarsuyun kendi yatağından akmaya devam eder. İletim kanalı ile gelen su yükleme havuzunda biriktirildikten sonra cebri boruya geçerek buradan santral yapısına girer.

Baraj: Baraj tipi HES’lerde akarsuyun önüne çekilen set ile rezervuar oluşturulur. Rezervuardan alınan su direkt cebri borulara aktarılır. Buradan santral mekanizmasına girer ve enerji elde edilir. Cebri borudan sonraki santral yapısı regülatör ve baraj tipi için aynıdır.

Baraj: Baraj tipi HES’lerde akarsuyun önüne çekilen set ile rezervuar oluşturulur.
Rezervuardan alınan su direk cebri borulara aktarılır. Buradan santral mekanizmasına girer ve enerji elde edilir. Cebri borudan sonraki santral yapısı regülatör ve baraj tipi için aynıdır.

Türkiye’de hidroelektrik santrallerin yapımı için gerekli izinler Devlet Su İşleri’nden alınmaktadır. Eskiden bu projeler yalnızca DSİ tarafından yapılırken, günümüzde hem DSİ hem de özel sektör hidroelektrik santral projeleri yapmaktadır. Özel sektörde faaliyet gösteren şirketler HES projelerine başlarken ilk olarak fizibilite raporu hazırlar. Fizibilite raporunda; santralin yapılacağı bölgenin coğrafi konumu, iklimi, birki örtüsü, nüfusu ile ilgili genel bilgileri santral ile ilgili bilgiler, santralin birimleri ve bunların ayrıntılı özellikleri, akarsuyun özellikleri, kapasitesi ve üretilecek enerji miktarı, ekonomik analiz, projenin mimari ve detay çizimleri, yapılacak arazinin planı bulunur. Fizibilite raporunun Devlet Su İşleri’nden onayı alındıktan sonra, Enerji Piyasası Denetleme Kurulu (EPDK)’dan üretim lisansı alınır. Bu aşamadan sonra projenin inşaatına başlanabilir. Genel olarak baraj ya da regülatör yapısı ve arkasından gelen hidroelektrik santrali yatırımcı firmanın sorumluluğunda olmak ile birlikte bazı projelerde şalt alanı ile trafo arasındaki iletim hattı da DSİ tarafından yapımı için yatırımcıya ihale edilebilir.

Santral üretime geçtikten sonra yatırımcı, elde edilen elektriği yine DSİ’nin belirlediği fiyatlar ile devlete satar. Bu fiyatlar günün saatine göre değişim gösterir. Enerji ihtiyaçlarının en çok olduğu 17.00-22.00 saatleri arasında en yüksek, 22.00-06.00 arasında en az, 06.00-17.00 arasında orta düzeyde fiyatlar ile enerji yatırımcı tarafından satılır. Fizibilite raporunda kar hesaplanırken bu veriler göz önüne alınır.

Hidroelektrik Santrallerin Olumlu Yönleri:

Hidroelektrik santraller akarsuyun kinetik ve potansiyel enerjisini kullanarak elektrik enerjisi ürettiği için tüm dünyada kullanımı oldukça yaygındır. Hatta elektrik üretimini büyük ölçüde hidroelektrik santrallerden sağlayan pek çok ülke bulunmaktadır. Tüm dünyada kullanımı yaygınlaşan bu elektrik üretme sisteminin pek çok avantajı bulunmaktadır; ancak bu avantajların en önemlisi hidroelektrik santrallerin ‘temiz’ kaynaklar olmasıdır.

Herhangi bir yakıt tüketimi ve zararlı gaz emisyonu olmaksızın suyun potansiyel ve kinetik enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren bu sistem, sera etkisinin ve küresel ısınmanın etkisini arttırdığı çağımızda ‘temiz’ ve ‘yenilenebilir’ bir enerji kaynağı olan suyu kullanması açısından büyük önem taşımaktadır. Fosil yakıtların enerji üretimi sırasında açığa çıkardığı karbondioksitin ve termal enerji üretiminde açığa çıkan fazla ısının sera etkisine neden olarak küresel ısınmayı tetiklediği göz önünde bulundurulursa, hammaddesi su olan temiz bir enerji kaynağına ihtiyacın gün geçtikçe arttığı söylenebilir.

Hava kirliliğine neden olmaması, atmosfere zarar vermemesi ve küresel ısınmaya neden olan gazları açığa çıkarmamasının yanında uzun ömürlü enerji kaynakları olmaları açısından da hidroelektrik santrallerin avantajlı olduğu gözlemlenmektedir. 50-100 yıl önce yapılmış olan hidroelektrik santrallerin bile günümüzde etkinliğini sürdürdüğü bilinmektedir; örneğin Kayseri’deki Bünyan Hidroelektrik Santrali 1926 yılında Alman ve Çek mühendisler tarafından inşa edilmiştir, 1929 yılında üretime başlamıştır ve günümüzde Türkiye’nin çalışır durumdaki en eski hidroelektrik santrali olarak üretime devam etmektedir. Hidroelektrik santralin ömrünün termal santrallerden daha uzun olması bir avantajdır. Uzun ömürlü olan bu kaynakların inşaat maliyetinin yüksek olması bir dezavantaj gibi algılansa da uzun vadede üretiminin düşük maliyetli ve uzun ömürlü olması bu dezavantajı da avantaja dönüştürmektedir. Herhangi bir yakıt kullanmadan üretim yapan bu santraller elektrik fiyatının da dengede kalmasını sağlar. Uluslararası piyasada kömür, yağ ve doğal gaza bağlı olmadığı için üretilen elektriğin fiyatında belirgin bir değişim gözlenmez ve ülkeler hidroelektrik santralleri etkinleştirmek için yakıt ithal etmeyeceği için santraller ülke ekonomisine katkıda bulunmuş olur. Hidroelektrik santrallerin ekonomik avantajlarından bir diğeri ise çalışması için çok az insana ihtiyaç duyması, çalışmasının otomatikleştirilmesidir; böylece santrallerin çalışma maliyeti düşürülmüş olur ve düşük maliyetle üretilen elektrik enerjisinin de fiyatı düşük olur hatta yıllar geçtikçe başlangıçtaki yatırım fiyatı finanse edildiği için elektrik fiyatının da düşmesi beklenir. Bu açıdan hidroelektrik santraller kendi kendini finanse edebilen enerji kaynakları olarak da nitelendirilebilirler. Hidroelektrik santraller 4-9 yıl içerisinde yatırımlarını geri ödemektedirler.

Günlük güç ihtiyacı gün boyu sabit değildir; geceleri artış gösterir ve termal ve nükleer santraller çalıştırılıp durdurulması kolay olmayan santraller oldukları için bu ihtiyaca duyarlı değildirler; fakat hidroelektrik santraller gün içindeki enerji gereksiniminin en fazla olduğu saate bağlı olarak kolayca ve hızlı bir şekilde çalıştırılıp durdurulabilirler. Böylece gün boyu barajda biriken su, güç ihtiyacının en fazla olduğu zaman diliminde santralin çalıştırılmasıyla birlikte enerjiye dönüştürülebilir.

Hidroelektrik santrallerin hayatımızdaki yeri azımsanamayacak kadar büyüktür. Örneğin verimli tarım topraklarının geniş yer kapladığı ülkemizde tarım alanlarının sulamasında barajlar, hidroelektrik santraller büyük önem taşımaktadır. Kuraklık olan ve az yağışlı alan bölgelerde tarımsal sulamanın yıl boyu dengeli bir şekilde sürdürülebilmesi ve topraklardan verim elde edilebilmesi için barajlarda biriken su kullanılmaktadır. Aynı zamanda barajlar taşkınların önlenmesindeki yapısal önlemlerdir.

Özellikle geniş akarsuların birleştiği alanlardaki barajlar taşkın denetimi için gereklidir. Ülkemizde taşkınların sık yaşandığı Karadeniz Bölgesi’nde de hidroelektrik santralleri barajlar bu açıdan önemlidir. Ayrıca baraj çevresinde su sporları için parklar ve bahçeler de barajların çok amaçlı kullanımına dikkatleri çekmektedir.

Hidroelektrik santrallerin tüm bu avantajlarının yanı sıra bazı dezavantajları da bulunmaktadır.; ancak bu dezavantajların fizibilite aşamasında minimize edilmesi için çevreye duyarlı çalışmalar yapılmaktadır. Halen yürütülmekte olan barajları ve nehir tipi HES’ler için fizibilite aşamasında ÇED (Çevresel Etki Değerlendirme) çalışması yapılmaktadır. Bu çalışmada doğal ve sosyo-ekonomik çevre üzerindeki tahribatı en aza indirecek tedbirler alınmaktadır. Örneğin, proje kapsamındaki dere yatağının ve bu dere yatağındaki canlı yaşamının, özellikle balıkların, olumsuz etkilenmesini engellemek ve akış aşağıdaki kullanıcılara yeterli miktarda suyun ulaşmasını sağlamak için minimum debi belirlenmektedir. Böylece olası olumsuz etkiler göz önüne alınarak sucul yaşamın devam ettirilmesi sağlanmaktadır ve proje nedeniyle su ürünleri yetiştiriciliğinde ve balıkçılıkta verimde azalma gözlenmesi durumunda rezervuar balıkçılığının geliştirilmesi de değerlendirilmektedir. Ayrıca akış aşağı yüzey sularının kalitesinde herhangi bir düşüş gözlenirse, alternatif su kaynakları bulunur veya yer altı suyunun kullanımı için üniteler geliştirilebilir. Bir diğer önemli nokta ise inşaat sürecinde meydana gelen gaz ve toz emisyonunu azaltıcı önlemler alınmasıdır; bu amaç için su püskürtme ekipmanları, toz bastırıcılar, toz toplayıcılar kullanılmaktadır. Hidroelektrik santrallerin avantajlarının yanında dezavantajları da bulunmaktadır ancak; dezavantajlarını minimize etmek için ÇED çalışmaları yapılmaktadır; böylece temiz ve düşük maliyetli enerji üretimi sağlanırken çevre faktörü de göz önünde bulundurulmakta, çeşitli önlemler alınmaktadır.

Hidroelektrik Santrallerin Olumsuz Yönleri

Hidroelektrik santraller en temiz enerji kaynaklarından birisi olmasına rağmen planlama ve uygulama aşamasında çevreye verebileceği zararlar göz önünde bulundurulmalı ve çevresel etki değerlendirme (ÇED) raporları özenle hazırlanıp bu rapora uyulmalıdır. Hazırlanan raporlara uyulmadığında ve çevreye gereken önem verilmediği takdirde enerji elde etmek için doğanın dengesi bozulmaktadır. Dünya üzerindeki en büyük 140 nehir barajlarla bölünmektedir; bu da ırmakların ekolojisinde olumsuzluklar yaratmaktadır. Hidroelektrik santraller akarsuların doğal yol ve akışını değiştirdiğinden birçok su canlısının da yok olmasına neden olabilir. Oluşan gölet nedeni ile yeraltı suları zayıflayabilir hatta tamamen kesilebilir. Böylece barajların aşağısında kalan tarım kesimlerinde sorun yaşanabilir. Yeni proje ve planlama, su hakları alma gibi zorlukların yanında büyük toprak arazilerinin ve boru tesisatlarının döşeneceği alanların, yolun kullanılacağı yerlerin farklı sahiplerinin olabilmesi gibi zorluklar da bulunmaktadır.

Hidroelektrik santralin çalışması için suyun kullanılacağı derelerdeki doğal hayatın devamı üzerinde zararlar söz konusu olabilir. Baraj yapısından santrale kadar olan nehir kesitine yeterli miktarda su bırakılmazsa ekolojik denge debisi (EDD) bozulabilir. Sulama amacıyla kullanılan dere sularından bu amaçla faydalanma imkanının sınırlandırılmasının veya tamamen ortadan kalkmasının, yöredeki tarımsal üretime olumsuz etkileri olabilir. Bu zararlar derelere yeterli ‘can suyu’ bırakılması ve etkin-yerinde denetim ile giderilebilir.

Santral inşası çalışmalarının çeresel tahribata yol açması ve çevreye gerekli özenin gösterilmemesinin yol açacağı tahribatlar gündeme gelebilir. Özellikle derenin bir yerden başka bir yere akıtılması için kanalların yapılması esnasında ormanların tahrip edilme riski bulunmaktadır. Bu tahribatı önlemek için, proje aşamasındayken malzeme sahaları ve hafriyat atıkları (kazı ve inşaat sırasında çıkan atıklar) alanları dikkatle seçilmelidir.

İnşaatın tamamlanmasıyla birlikte suyun toplama alanında yer alan birinci sınıf tarım arazileri ve taşkın ovaları geri dönüşsüz kaybedilmektedir. Baraj alanında kalan yerlerde nadir bazı bitki ve hayvan türleri yok olabilir. Çin’de, Yangstey Nehri üzerinde inşa edilen Sanxia Barajı’ndan dolayı 1.8 milyon insan baraj bölgesinden göç etmek zorunda kalmıştır, binlerce köy ve 104 küçük şehir baraj suları altında kalmıştır. Malezya’da Rejang suyu üzerinde bir bölümü İsveç- İsviçre ortaklı ABB firması tarafından inşa edilen proje (Bakun Hydroelectric Project) de çok değişik çevrelerden eleştiri almıştır. Hatta Malezya’da bir mahkeme, projenin çevre yasasına aykırı olduğunu kararlaştırmasına rağmen, devlet yöneticileri inşaattan vazgeçmemiştir. İsveç Doğayı Koruma Derneği’nin verilerine göre 5 halk topluluğundan yaklaşık 7 bin insan göç etme ile karşı karşıya kalmıştır ve yaklaşık 69 bin hektarlık orman kesilme tehdidi ile karşılaşmştır. International Rivers Network’ün verilerine göre, 90’dan fazla hayvan ve bitki türünün büyük zarar görme ihtimali vardır. Barajların kurulması ile tarihi ve kültürel değerlerin de suyun altında kalması söz konusu olacağı için, uluslararası alanda hidroelektrik santrallere karşı büyük bir tepki oluşmuştur.

Hidroelektrik santraller akarsuların doğal yol ve akışını değiştirdiğinden dolayı birçok su canlısının yok olmasına neden olabilir. Barajlar balıkların doğal yetişme alanlarını tahrip edip, nehirdeki geçişlerine engel olursa göçmen balık türlerinin nesillerinin tükenmesine neden olabilir. Örneğin; Afrika’da bulunan Viktroia Gölü’nde, baraj ve santralardan kaynaklanan problemlerden dolayı balık türleri yüzde 60 oranında azaldığı, çevre ile ilgili çalışmalar yürüten Worlwatch Institute (WRI) raporlarında belirtilmiştir.

Barajlar muazzam bir su kütlesi depoladıklarından yer kabuğu üzerinde çok büyük bir gerilme oluştururlar. Bu gerilme mevcut tektonik gerilmelere eklenip, deprem için belli bir eşik gerilme değerinin aşılmasına ve bölgenin sismik olarak aktif hale gelmesine yol açabilir. Bu yüzden baraj yerinin seçiminde jeofizik incelemelerin önemi büyüktür. 1950’li yıllarda yapılan Konya May Barajı göl tabanında bulunan ve yer altında devam eden, fakat üstü alüvyon ile dolduğu için hemen fark edilmeyen düden şeklindeki büyük boşluklar üzerine inşa edildiği için oluşan su basıncına dayanamayarak çöken bu boşluklar gölde birikmeye başlayan suyu içine almıştır. Teknik fizibilite zamanında tespit edilmediğinden dolayı bu boşluklar ancak baraj inşaatı tamamlandıktan sonra öğrenilebilmiştir.

Baraj yapımında temel hedef; akarsular gibi doğanın en dinamik ve üretken sistemlerini dizginleyerek, onlardan ‘sulama, içme suyu ve enerji gibi gerekçelerle’ en yüksek yararı elde etmektir. Bu nedenle barajların ardından akarsular, kıyılardaki deltalarına tortu taşıyamamakta, deltaların kıyıları zamanla denizlere teslim olmaktadır.

Tortulara bağlı olarak taşınan besin maddeleri barajlarda tutulduğu için deltalardaki ve denizlerdeki canlılara ulaşamamaktadır. Derbent ve Altınkaya barajları, 5 yıl gibi kısa bir süre­ içinde Kızılırmak Deltası’ndaki kıyı kumlarının 500 metre kadar deniz tarafından içeriye doğru aşınmasına sebep olmuştur. Denizin, aşındırıcı tarım faaliyetleri başta olmak üzere deltadaki tüm geçim kaynaklarını tehdit etme ihtimali vardır. Dünyanın en büyük barajlarından olan Nil Nehri üzerindeki Assuan Barajı, Nil Nehri’nin taşıdığı tortularla beslenen kıyılar aşındırdığı için ekonomik zararı yüksek sorunlar doğurmuştur.

Sonuç olarak, hidroelektrik santraller bazı olumsuz etkilerine rağmen dünyadaki en temiz ve tükenmeyen enerji kaynakları olarak kabul edilir. Olumsuz etkilerini minimize etmek için; öncelikle verilen lisansların fiziki gerçekleşmeleri dikkatle takip edilmeli ve gerekli yaptırımlar uygulanmalıdır. Ayrıca küçük hidroelektrik potansiyelinin ve yapılabilirliğinin belirlenmesi ve geliştirilmesi için teknik değerlendirmeler havza bazında yapılmalıdır. Herhangi bir kuraklıkta şehirlerin susuz kalmaması için ‘entegre su yönetimi’ uygulanmalıdır. Böylece bir şehirde acil bir su ihtiyacı olması halinde komşu şehirdeki su kaynaklarından içme suyu temin edilebilmesine imkan tanıyan bir sistem oluşturulmalıdır. Enerjinin üretimi ve kullanımında sürdürülebilirlik prensibi esas olmalıdır, bunun yanısıra enerji sektöründe gerekli insan gücünün sağlanabilmesi amacıyla eğitim politikaları oluşturulmalıdır. Hidroelektrik santralleri gibi yenilenebilir enerji kaynakları öncelikli olarak değerlendirilmeli ve teşvik edilmelidir.

Hazırlayanlar : Duygu Başar

Ahmet Ersöz

Başak Seyisoğlu

Gökçe Özçelik

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz
Lütfen adınızı giriniz