Ali GÜLMEZ / Mak.Müh.

Solar Kule
Günümüzde artan enerji ihtiyaçlarını karşılamak için sadece dışa bağımlı doğalgazla çalışabilen enerji çevrim santralleri kurulması hem ülkemizi daha dışa bağımlı hale getirmekte hem de fosil yakıtların elektrik üretiminde kullanılması emisyonu ve buna bağlı çevre sorunlarını doğurmaktadır. Bu nedenle ülkemizin en büyük enerji kaynaklarından biri olan güneşin elektrik üretiminde kullanılması gayet karlı ve çevreye duyarlıdır. Bu projede Gaziantep iline kurulması planlanan güneş enerjisi santrali irdelenecektir.
PROJENİN TANIMI
Bu projede Gaziantep iline yeni kurulacak olan TOKİ Konutları için konutsal elektrik sağlaması için planlanan 50 MW Kurulu güce sahip parabolik toplaçlı bir güneş enerjisi çevrim santralinin tasarlanıp kurulması hedeflenmektedir.
Şekil-1 Dünya üzerine düşen güneş enerjisi
PROJENİN AMACI
Bu projenin amacı Gaziantep iline kurulacak olan 50 MW elektrik üretim kapasiteli
- Parabolik Güneş Toplaçlı Enerji-çevrim santrali ile elektrik üretimi yapmak,
- EPDK'dan bu santral ile ilgili lisans almak
- Kurulacak santralin amortisman bedelini hesaplayarak fizibilitesini ölçmek,
olacaktır.
ENERJİ PİYASASI DENETLEME KURUMUNDAN LİSANS ALIMI
Lisans alım başvurusu işlemlerini anlatır belge:
http://www.epdk.gov.tr/lisans/elektrik/bilgibelge/bilgibelge.htm adresli linkte bulunmaktadır.
Şekil-2'de anılan sayfada geçen b maddesinin Ek-3/d bilgi formuna yer verilmiştir.

SOLAR TERMAL ENERJİ SANTRALLERİ
Solar termal enerji ile ısı üretimi ışının yoğunlaştırılması yöntemi kullanılarak günümüzde birçok metotla yapılmaktadır. Bunlardan en sık karşılaşılan ve kabul görmüş iki sistem ise solar termal kule ve parabolik yoğunlaştırıcılı toplaçtır. İki sistemde de ısının üretimi dışındaki çevrimin diğer birimleri, (türbin, soğutma kulesi vb.) konvansiyonel sistemlerde kullanılan sistemlerin benzerleridir.
a-) Solar Termal Kule
Bu tip santraller, Heliostat adı verilen bir dizi aynayı kullanarak kollektör adı verilen kuleye güneş ışınlarını odaklar. Kolektörde bulunan su buharlaştırılır ve elektrik üretmesi için türbine gönderilir ve türbinde elektrik üretilir.
b-) Parabolik Yoğunlaştırıcı Toplaç

Bu sistemler ekonomik olarak kullanılmaya 1985 yılında A.B.D California Eyaletinde kurulan 354 MWe kapasiteli SEGS ile başlanmıştır. Projemizin esasını bu sistemle kurulmuş bir örnek teşkil etmektedir. Bu projede İspanya Granada Şehrine Kurulan ve 2008 yılında faaliyete geçen "Andasol-1" adlı santral esas alınmıştır.
Parabolik toplaç güneş ışınları belli bir (F) odak noktasında toplayarak ışının şiddetini 80 kata artırır. Bu sistemlerde dolaşım sıvısı olarak özel yağ kullanılır. Bu sıvı bugünkü teknoloji ile 400 °C sıcaklığa ulaşabilmektedir. Daha sonra bu sıvı bir ısı değiştiricisi yardımı ile buhara aktarılır. Bu buharda konvansiyonel çevrim santrallerinde olduğu gibi türbinden geçirilerek elektrik üretilir. Solar termal güneş enerjisi santrallerinin PV'lere göre en büyük avantajı ısı enerjisinin depolanmasıdır. Gün boyunca güneş ışınlarının en yoğun olduğu saatlerde toplanan ısının belli bir kısmı depolama ünitelerinde depolanarak gece ve kapalı havalarda elektrik üretimi için kullanılabilir. Isının depolama işleminde erimiş tuz kullanılır. (Şekil-4'de santralin ana elemanları gösterilmiştir.)
Güneş Enerjisi Toplama Bölgesi (Solar Field): Isının toplandığı kısımdır.
Depolama Sistemi (Storage System): Isı depolama birimidir. Sıcak ve soğuk olmak üzere iki kısımdan oluşur.
Güç Üretim Bloku (Power Block): Toplanan ısının bir ısı değiştirici ile buhara aktarılması ve bu buharın türbinden geçirmesiyle elektriğin üretildiği birimdir. Burada ısı değiştiricisi bir yanma odası işlevi görmektedir.

Şekil-4 Ana elemanlar
Isının toplanmasından üretilmesine kadar geçen süreçte kayıplar Şekil-5'deki gibidir. Sisteme göre değişmekle birlikte toplanan ısının %16'sı elektriğe dönüştürülmektedir. Burada en büyük kayıp (%38) yoğunlaştırıcıya aittir.

Şekil-5 Kayıplar
GÜNEŞ HARİTASI
Santralin kurulacağı bölgenin güneş radyasyon düşüm ölçülmesi yapılmalıdır. Bu ölçümler Genelde beş seneden fazla gözlemler ile yapılır. Daha sonra bu veriler kullanılarak bölgelerin irradyasyon oranları bulunur. Şekil-6'da aylara oranla güneş ışığı maruziyeti örnek bir grafikle gösterilmiştir. Daha sonra bu veriler toplanarak bölgelerin ve daha genelde de ülkenin güneş haritası çıkarılır. (Şekil-7)

Şekil-6 Aylara göre aylık radyasyon miktarları grafiği

Şekil-7 Türkiye geneli günlük güneşlenme miktarlarI
GÜNEŞ ENERJİSİ ÇEVRİM SANTRALİ GEREKSİNİMLERİNİN İNCELENMESİ
a) Güneş Enerjisi Potansiyeli
Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğünde (DMİ) mevcut bulunan 1966-1982 yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ışınım şiddeti verilerinden yararlanarak EİE tarafından yapılan çalışmaya göre; Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat). Ortalama toplam ışınım şiddeti 1311 kWh/m²-yıl (gün-lük toplam 3,6 kWh/m²) olduğu tespit edilmiştir. Aylara göre Türkiye güneş enerji potansiyeli ve güneşlenme süresi değerleri ise daha detaylı olarak Şekil-8'de gösterilmiştir.

Şekil-8 Türkiye Güneş Haritası
Şekilden anlaşılacağı üzere güneş enerjisinde faydalanılmaya en uygun yerlerden birisi Güneydoğu Anadolu Bölgesi'dir. Bu uygunluk güneş santrali kurmak istediğimiz Gaziantep ili için avantaj teşkil etmektedir.
b) Su Ulaşılabilirliği
Güç santralinin kurulmasının düşünüldüğü Gaziantep ili su kaynakları yönünden Türkiye ortalamasının üzerindedir. Gaziantep'e 50 km mesafede olan Belkıs barajından alınacak bir kanal, santralin buhar çevrimini soğutma için kullanılacak olan yaklaşık 870 bin m3 suyu karşılayacak kapasitede olacaktır. Atık buharın seralara gönderilmesi ayrıca Gaziantep ilinde tarımın gelişmesine katkıda bulunabilecektir.
c) Konum
Enerji santrali yapılması planlanan bölge, Gaziantep'in güneyinde 37° ila 36°58' enlemleri arasında yer almakta ve 832 ila 850 metre deniz seviyesine göre yüksekliğe sahip bulunmaktadır. Alanın yükseklik farkı, kazılarak kapatılacak ve düz bir satıh elde edilecektir. Enerji santralinin kurulacağı çevre, gölgelendirmeye maruz kalmamakta ve Gaziantep çevre yolunun yanında bulunmaktadır. Parabolik yoğunlaştırıcı topaçların ve santralin kurulacağı zemin sağlam karakterlidir.
Güneş enerjisi santralinin proje yönetimi için hazırlanan yukarıdaki değerlendirmelere göre; seçilen alanın güneş enerjisi potansiyeli, su ulaşılabilirliği ve konumu göz önünde bulundurulduğunda projenin belirtilen alanda hayata geçirilmesi elverişli bulunmaktadır.
