Kapat

Nükleer Santraller ve Diğer Santral Tipleri

Anasayfa Bilim & Teknoloji Nükleer Santraller ve Diğer Santral Tipleri

Hidroelektrik Santraller(HES)

Suyun potansiyel gücünden faydalanarak elektrik enerjisinin üretildiği santral olarak genel bir tanım yapabiliriz. Barajlarda biriken su, borular vasıtasıyla türbine kadar taşınır ve türbini tahrik ederek enerji üretimine başlar. Hes’in birimleri;

Denge Bacası: Basınçlı boru sistemlerindeki basınç değişimlerini, cebri boruların en ekonomik boyutlarda kalmalarını ve iyi bir regülasyonla türbinleri düzenli ve verimli çalışmalarını sağlar. (Regülasyon: Ani düşme, yükselme ve dengesizlik durumlarında bu değişimlerin kontrolünü sağlama veya düzenleme)

Cebri Borular: Türbine hızlı su akışını sağlamak için kurulmuş eğimli borulardır. Maliyetleri sebebiyle türbine en kısa yoldan indirilmeleri gerekir.

Türbin alternatör grubu: Suyun gücü ile türbin dönmeye başlar ve türbine bağlı alternatör de elektrik üretmeye başlar. Suyun akış hızını maksimum olması için türbin-alternatör grubu düşey eksenli olarak tasarlanır. (Alternatör veya Generatör: Mekanik enerjiden, elektrik enerjisinin üretildiği elektrikli makine tipidir.)

 

 

Atatürk barajı ve HES, Keban barajı ve HES ve Karakaya Barajı ve HES ülkemizdeki en bilindik hidroelektrik santrallerdir.

 

 

Mevsim şartlarına göre su seviyesi değişebilir. Bu yüzden göllerde zaman zaman su biriktirilir.

HES’lerin avantaj ve dezavantajlarını inceleyelim;

-AVANTAJLARI-

  • Yakıt masrafının olmaması ev enerji birim maliyetinin düşük olması en önemli avantajlarının başında gelmektedir.
  • Yüksek verimlidirler.
  • Atık sorunu yoktur. Çevreyi kirletmezler.
  • Görüldüğü üzere çok fazla ekipmana ihtiyaç duyulmuyor. Bu yüzden bakım, tamir gibi masrafları diğer santrallere göre çok düşüktür.
  • İşletme masrafları, personel giderleri gibi masrafları düşüktür. Herhangi bir HES’e gittiğinizde çok fazla çalışanın olmadığını çok rahat farkedebilirsiniz.
  • Ömrü en uzun olan santrallerdir.(50 yıl civarında)

 

-DEZAVANTAJLARI-

  • İnşaat süresi uzundur ve maliyetlidir.
  • Tüketici birimlerine yakın bir çevrede kurulmadıkları için enerji iletim maliyetlerini beraberinde getirir.
  • Doğal dengenin bozulması, göl sahası içinde kalan tarım alanlarının kullanılamaması.

 

BUHAR SANTRALLERİ

Yakıtın yakılması ile elde edilen yüksek basınçlı ve sıcak buhar türbini döndürmeye başlar(mekanik enerji girdisi) ve türbine bağlı alternatör dönerek elektrik enerjisi üretir.

Enerji hammaddesi olarak taş kömürü, linyit, çekirdek enerjisi, fuel-oil, doğalgaz ve mazot kullanılır.

Temel olarak çalışma birimleri ;

  • Kazan: Yakıtın yakıldığı ve sıcaklığının kızdırıcı ile arttırıldığı bölümdür. Burada yakıt havanın yakıcı özelliğinden dolayı hava ile de tepkimeye girerek yüksek basınçlı bir hala dönüşür.
  • Buhar türbini: Yüksek sıcaklıktaki ve basınçtaki buhar tarafından tahrik edilerek dönmeye başlar ve genaratöre mekanik enerjiyi verir.
  • Kondenser: İçerisindeki kıvrımlı borularda soğuk su taşıyan bu birim türbini tahrik eden buharı yoğunlaştırarak sıvı hala getirir.(Saf su bu sistem için çok önemli). Burada elde edilen su besleme suyu olarak tekrardan kazana gönderilir.
  • Soğutma kulesi: Kondensere soğuk suyun gönderildiği ve kondenserden gelen sıcak suyun toplandığı birimdir. Buraya gelen sıcak su dış hava menfezeleri ile soğutularak suyun ısısını fan ile atmosfere atar ve tekrardan soğuk su elde edilir. Elde edilen bu su tekrardan kondensere gönderilir.
  • Generatör : Türbinden gelen mekanik enerjinin elektrik enerjiye döndürüldüğü yerdir.
  • İç ihtiyaç trafosu: Santralin kendisi için gerekli olan enerjiyi, yine kendi ürettiği enerjiden tedarik ettiği birimdir.(Aydınlatma,motor,valflar)

Bunlara ilave olarak ekonomizer bölümü vardır. Burada da yakıttan elde edilen buharın sıcaklığı artırılmak istenmiştir.(verim arttırıcı bir yöntem)

En son olarak generatörün ürettiği elektirk enerjisi yükseltici trafo ile yükseltilip elektrik sistemine gönderilir.

 

Aşağıdaki şekil bir nükleer santralin çalışma prensibini göstermektedir.

Daha sade ve anlaşılır bir görsel

 

 

Çalışma prensibini daha iyi anlamak için bu linkten faydalanabilirsiniz

 

 

Avantaj ve Dezavantajları;

  • Yukarıda anlattığımız HES sistemine göre daha karışık bir sistem bu yüzden enerji üretimi için daha fazla işlem yapılıyor. Haliyle kullanılan ekipman sayısı ve personel giderleri bu santral için maliyeti artıran bir faktördür.(işletme ve bakım masrafları)
  • Buhar santrallerinde enerji üretimi için kullanacağınız hammadde enerji maliyetini etkileyecektir. Ülkemizde hammadde olarak en çok doğalgaz kullanımı olduğu için enerjinin birim maliyeti yüksektir.
  • Atık söz konusu olduğu için çevreye zarar vermektedir. Bunları önlemek için filtreler kullanılmaktadır.
  • Şartlar uygun olduğunda tüketiciye yakın kurulabilir bu yüzden enerji taşıma masrafları ortadan kalkar.
  • Devreye girme süreleri uzundur çünkü kazanın ısınması ve yakıtın yakılması zaman almaktadır.

Buhar santrallerinin iki çeşit bağlanma biçimi vardır. Fakat en yaygın bağlama biçimi blok bağlamadır. Çünkü blok bağlama kontrolü kolay ve sade bir yapıya sahiptir. Blok bağlamada her grup birbirinden bağımsızdır. Üniversal bağlama biçim kontrol etmesi zor ve karışık bir yapıdadır.

 

 

Bir çok santralimiz varken neden nükleere ihtiyaç duyuyoruz diye soranlarınız varsa şimdi bu yazıyı dikkatlice okumasını tavsiye ederim 🙂

 

Arkadaşlar önceki yazım da size Türkiye’deki üretilen ve tüketilen enerji miktarlarını yazmıştım. Bu yazımızda en temel santral çeşitlerinin teknik detaylarını sizlerle paylaştım. Yukarıda bahsettiğimiz santraller hali hazırda ülkemizde bulunmaktadır. Fakat enerji talebini daha rahat karşılamamız için yeterli seviye değil. Bu yüzden gelişmiş ülkelerde de gördüğümüz üzere enerjinin daha rahat karşılanması için nükleer santrallere başvurulmuştur.

 

Bu santrallerin hammaddesi Uranyum, Plütonyum ve Toryumdur. Ülkemizde hali hazırda 9.200 ton Uranyum ve 380.000 ton Toryum hammaddesi bulunmaktadır. Dünya genelindeki Toryum elementinin rezervlerinin hemen hemen %30’u ülkemizde mevcuttur. Ve bu elementin geleceğinin 300 ila 400 yıl civarı olduğu tahmin edilmektedir.

 

Nükleer santrallerin çalışma prensiplerini kısaca özetleyelim.

Nükleer santraller aslında birer Termik santral olduğu için buradaki çalışma bölümlerini  izah etmek çokta zor olmayacaktır. Buhar santrallerinden farklı olarak burada Koruma kabı ve atık depolamabirimi mevcuttur.

  • KORUMA KABI(REAKTÖR KAZANI+BUHAR ÜRETİCİ)
  • BUHAR TÜRBİNİ
  • KONDENSER
  • SOĞUTMA KULESİ
  • GENERATÖR
  • ATIK DEPOLAMA BİRİMİ

 

 

Reaktör kazanında Uranyum atomu çekirdek tepkimesine girerek ortama yüksek sıcaklıkta bir enerji verir. Bir atom tepkimeye girdikten sonra diğer bir atomda bu olaydan etkilenerek o da çekirdek tepkimesine girer ve bu şekilde reaktörde çekirdek tepkimeleri sonucunda yüksek sıcaklıkta bir enerji elde etmiş oluruz. Bu ısı enerjisi de buhar üretici birimine taşınır. Bu taşınma işlemi basınç altındaki su sayesinde olur. Su bu yüksek ısıyı alarak buharlaşır ve buharlaşan su buhar üretici biriminden türbine gönderilir. Daha önce de bahsettiğimiz üzere buhar türbininde yüksek basınçlı buhar türbini döndürmeye başlar ve buradan da generatör elektrik üretmeye başlar.

Aşağıdaki görsel ile çok rahat bir şekilde enerjinin elde edilişindeki enerji dönüşümünü açıklayabiliriz.

 

Nükleer santralin en büyük avantajlarından birisi temel yük(baseload) grubu içerisinde olmasıdır. Bu tip santraller 7/24 çalışarak enerji üretir. Türkiye’de kurulacak olan Akkuyu Nükleer Santrali ihtiyaç duyulan enerjinin %10’nu tek başına karşılayabilecek. 4800MW gücünde ve 4 reaktörden oluşacak santral yıllık 35 milyar kilovatsaat enerji üretecek.

DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER!

  • Güvenlik
  • Atık yönetimi
  • Maliyetler

Bu kadar büyük bir sistemin nimetlerinden istifade ederken bir de bunun zorlukları da olacaktır elbette. En önemli konu güvenlik ve atık yönetimidir. Bu sistemin meydana getirilmesi için tüm güvenlik önlemleri alınmalı çalışma koşulları ve çevresi temiz olması gerekmektedir.

PEKİ BU ATIKLARA NE OLUYOR?

Nükleer atıklar günümüzdeki teknoloji ile birkaç farklı yöntem ile saklanabilir bunlardan birisi nükleer atık depoları. Ukrayna’da örneğini görebileceğimiz nükleer atık depolarında, atıklar kapsüller içerisinde saklanmaktadır. Ve bu kapsüller bir zemin içerisinde muhafaza edilmektedir.(http://tr.euronews.com/2015/06/17/ukrayna-da-radyoaktif-atik-deposu-acildi)

 

Bir diğer örneğini de burada görebilirsiniz.

 

Dünyada da elektrik üretiminin en yaygın kullanımı olarak bilinen bu santrallerde kömür ve petrol gibi yakıtlar kullanılmadığı için sera gazı salınımı enerji üretimi safhasında meydana gelmemektedir. Kısacası nükleer santraller diğer santrallere göre daha çok avantaja sahiptir. Çevreye olan zararı, verimi ve hammadde olanakları açısından diğer santrallere göre çok daha öndedir. En azından bu güzel Türkiye’mizdeki Toryum ve Uranyum kaynaklarının bize uzun bir süre yeteceğini düşünecek olursak 🙂

 

 

 

 

 

 

 

Yorumla!