Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Sürekli bir doğal çevrim sürecince aynı kalabilen, kullanılmasına rağmen tükenmeyen ve azalmayan enerji kaynaklarına yenilenebilir enerji kaynakları denir.
Hidrolik enerjinin en yaygın kullanım şekli barajlarda biriken suların potansiyel enerjisinden yaralanarak türbinlerde elektrik enerjisi üretmektir.
Türbinler suyun etki şekline göre iki türlüdür: 1. Aksiyon tipi (etki) türbinleri (Pelton, Turgo, Banki türbinleri), 2. Reaksiyon tipi (tepki) türbinleri (Francis, Kaplan, Uskur, Boru türbinleri)
Akışkanın kinetik enerjisinden yararlanan eş basınç türbinlerine aksiyon türbinleri denir.
Pelton türbinleri: Aksiyon türbinlerinden olan pelton türbinleri yüksek düşülerde ve küçük (düşük) debilerde kullanılan eş basınç türbinleridir.
Pelton türbininde, boru ucunda oluşan su jeti çarkın kepçelerine çarparak suyun kinetik enerjisi sabit basınç altında mekanik enerjiye dönüşür.
Fransız ve Uskur sabit kanatlı ya da ayarlanabilir (kaplan tipi) kanatlı türbinler reaksiyon (Tepki) türbinleridir.
Reaksiyon tipi su türbinleri suyun hem kinetik hem de potansiyel enerjisinden yararlanırlar.
Francis türbini: Francis türbinleri, reaksiyon tipi türbin olup orta düşülerde ve orta büyüklükteki debilerde çalışırlar.
Uskur çark ve kaplan türbinleri: Uskur çark ve kaplan türbinleri, düşük debi ve alçak düşülerde çalışan reaksiyon tipi türbinlerdir. Francis türbinlerinde su çarka radyal doğrultuda girer ve eksenel çıkar, uskur ve kaplan türbinlerinde ise eksenel girer ve eksenel çıkar.
Francis türbinlerinde kanatlar çarka sabit biçimde bağlıdır. Uskur çarkta palalar çarkın göbeğine sabit biçimde, kaplan türbinlerinde ise ayarlanabilir şekilde bağlıdır.
Rüzgâr enerjisi: güneş enerjisinin dolaylı bir ürünü olup güneş radyasyonunun yer yüzeylerini farklı ısıtmasından dolayı oluşan hava akımlarından rüzgâr enerjisi oluşur.
Rüzgâr enerjisinin bir kısmı türbin rotoru kanatları vasıtasıyla mekanik enerjiye, jeneratör vasıtasıyla da elektrik enerjisine dönüştürülür. Daha sonra transformatör ve iletim hatları aracılığı ile yerel elektrik dağıtım şebekesine bağlanır.
Yatay eksenli rüzgâr türbinleri: Bu türbinlerde kanatlar rüzgâr yönüne dik, dönme eksenine paraleledir. Yatay eksenli rüzgâr türbinlerinin verimi yaklaşık % 45 civarındadır.
Dikey eksenli rüzgâr türbinleri: Dikey eksenli rüzgâr türbinleri herhangi bir kuleye ihtiyaç duymazlar, bunlar doğrudan yer yüzeyine monte edilir. Türbin kanatları yer yönden gelen rüzgârı kabul ederler.
Rüzgâr türbinleri, göç eden kuşlara zarar verebilir, ilk yatırım maliyetleri yüksektir, bir bölgede rüzgâr santralleri fazla ise o bölgede cep telefonu ve televizyon sinyallerini bozabilmektedir ve biraz gürültülü çalışırlar.
Güneşin merkezinde, temelde hidrojen çekirdeklerinin kaynaşmasıyla füzyon reaksiyonu meydana gelir.
Güneş enerjisiyle konutların pasif ısıtılması: Güneş ışınları doğrudan bina ısıtılmasında kullanılır. Binanın pencerelerinin güneye yönlendirilmesi ve seraların ısıtılması pasif sistemlerdir.
Güneş enerjisinden yararlanarak damıtma yoluyla deniz suyundan tatlı su elde edilebilir.
Güneş havuzları: Güneş havuzlarında tuz konsantrasyonu kullanılır. Havuzdaki sıcak su bir pompa vasıtasıyla ısı değiştiricilerinden geçirilerek ısısından yararlanılır.
Orta ve yüksek sıcaklık uygulamalarında sanayide kullanılan da üç tip yoğunlaştırıcı sistemlerle elektrik üretim sistemi vardır. Ayrıca “Güneş Pilleri” kullanılarak elektrik üretilir.
Parabolik oluk kollektörler: Güneş ışınlarını yoğunlaştıran parabolik oluk kollektörlerinde, odağa bir boru yerleştirilir. Bu boru içerisinde akışkan önce ısınır sonra kızgın buhara dönüştükten sonra buhar türbininde elektrik enerjisi elde edilir.
Parabolik çanak sistemler: Parabolik çanak kollektörlerinde de benzer yöntem kullanılır. Ya da odak kısmına ısıyla çalışan bir stirlin motoru yerleştirilerek buradan doğrudan elektrik enerjisi elde edilir.
Merkezi alıcılı sistemler: Bu sistem, alıcıyı taşıyan bir kule ve güneş ışınlarını alıcıya yansıtan aynalardan oluşmaktadır.
Güneş enerjisi: Güneşteki hidrojen gazının füzyon ile helyuma dönüşmesi şeklindeki ortaya çıkan ışıma enerjisidir. Güneş pilleri güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çeviren yarı iletken maddelerdir ve üzerine ışık düştüğü zaman uçlarında elektrik gerilimi oluşur.
En yaygın kullanılan güneş pilleri, silisyum malzemesiyle üretilen tiplerdir.
Güneş pillerinin verimleri genelde düşüktür. Tek kristalli yapılarda % 15-17,5 tir.
Jeotermal enerji: Yerin altındaki derinliklerde içerisinde, yüksek sıcaklık ve sıkıştırılmış (basınçlı) su veya su buhar karışımı veya kızgın buhar hâlinde depolanmış enerji kaynağıdır.
Reenjeksiyon: Sondajlı üretim sistemlerinde jeotermal akışkan kullanıldıktan sonra çevreye atılmayarak ve tekrar kaynağı beslemesi bakımından yer altına pompalanma işlemine reenjeksiyon denir. Böylece jeotermal kaynağın sürekliliği sağlanmış olur.
Kuru buhar santralleri: Kuyudan elde edilen kuru buhar, direkt türbine gönderilerek burada elektrik üretilir.
Flaş buhar santralleri: Yüksek basınçla kuyudan gelen akışkan düşük basınçlı ayrıştırıcıda (separatörlerde) su ve buhar fazına ayrıştırılarak elde edilen buhar türbine gönderilerek elektrik enerjisi üretilir.
Binary cycle (çift çevrim) santralleri: Sıcaklığı çok yüksek olmayan jeotermal akışkandan yararlanılarak sudan daha düşük buharlaşma sıcaklığına sahip akışkan arasında bir ısı değiştiricisi kullanılarak akışkan buharlaştırılır ve buhardan yararlanılarak türbin çarkı döndürülür.
Bitki ve hayvan atıklarından yararlanılarak elde edilen enerjiye (bitki ve hayvan atıkları) Biyokütle Enerjisi denir. Örneğin; çiftlik hayvanlarını dışkıları, ekinler, ölü ağaçlar, odun parçaları, talaş vb. maddelerden enerji elde edilir.
Biyokütle enerjisinin elde edilmesi için enerji elde edilecek atık maddeler güç santralinin çukuruna boşaltılarak yakılır. Bu yanma sonucu ortaya çıkan gazlar daha sonra elektrik enerjisi elde edilmek üzere kullanılır. Bir diğer yol ise atık ve kalıntıları bekletme tankları denilen özel ortamlarda çürümeye bırakılarak bu tanklarda zamanla çürüyen maddelerden metan gazı toplanarak ısıtma amaçlı kullanılır.