mahonick Üye Puan: 1768.5  | Gönderilme Tarihi: 09 Aralık 2009 21:30:33
İÇİNDEKİLER
1.Enerjinin Tanımı ve Sınıflandırılması
2.Güneş Enerjisi ve Teknolojisi
3.Rüzgar Enerjisi ve Teknolojisi
4.Hidrolik Enerji ve Teknolojisi
5.Biomass Enerjisi ve Teknolojisi
1. ENERJİNİN TANIMI VE SINIFLANDIRILMASI
1.1. Enerjinin Tanımı
>>Enerji; bir sistemin, kendisi dışında etkinlik üretme yeteneği veya bir nesne ya da sistemde bulunan iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanmaktadır.
>>Başka bir deyişle enerji, bir sistemin iş ve ısı verme yeteneğidir.
1.2. Enerjinin Sınıflandırılması
>>Enerjiler çeşitli biçimlerde sınıflandırılmaktadır.
>>Sınıflandırmalar hangi esasa göre yapılırsa yapılsın, farklı gruplara giren enerjiler, birbirine dönüştürülebilmektedir.
>>Enerjinin dönüşebilirliğinin ölçümü, ekserji ile ifade edilmektedir.
>>Ekserji, belirli termodinamik koşullarda, belli bir miktar enerjinin diğer bir enerji biçimine dönüştürülebilen en yüksek miktarıdır.
>>Belirli termodinamik koşullarda diğer bir enerji biçimine dönüştürülemeyen enerjiye de, anerji adı verilmektedir.
>>Herhangi bir değişim ya da dönüşüme uğrayıp uğramadığına göre enerjiler iki grupta toplanabilir:
>>>Birincil (primer) enerjiler: Doğal enerjiler olarak da adlandırılan bu enerjiler, doğadaki enerjilerin herhangi bir değişim ya da dönüşüm göstermemiş biçimidir (örnek: güneş, rüzgar, hidrolik, petrol, kömür, jeotermal, nükleer enerji).
>>>İkincil (sekonder) enerjiler: Türetilen enerjiler olarak da adlandırılan bu enerjiler, birincil ya da diğer ikincil enerjilerin dönüştürülmesi sonucu elde edilmektedir (örnek: elektrik, termik “ısı”, mekanik, kimyasal, elektromagnetik, ışık).
>>Alışılagelmiş kullanılırlığı olup olmadığına göre de enerjiler, iki grupta toplanabilir:
>>>Alışılagelmiş (klasik, konvensiyonal) enerjiler: Uzun zamandan beri kullanılagelen enerjilerdir. Bu enerjiler, rezervi kısa sürede yenilenemeyen, çoğunlukla fosil kaynaklı olan enerjilerdir (örnek: petrol, kömür vb., elektrik enerjisi de kısmen bu gruba girmektedir).
>>>Yeni ve yenilenebilir enerjiler: Uzun süredir kullanımda olmakla birlikte günümüzde daha sistematik ve geliştirilmiş tekniklerle kullanılan, rezervi kısa sürede yenilenebilen enerjilerdir (örnek: güneş, rüzgar, hidrolik, biomas, jeotermal enerjiler). Bu enerjilere alternatif enerjiler adı da verilmektedir.
2.GÜNEŞ ENERJİSİ VE TEKNOLOJİSİ
>>Dünya’daki tüm enerjilerin temel kaynağı Güneştir.
>>Güneş’in ışınları ile Dünya’ya gönderdiği enerji, atmosferin üst sınırına dek hemen hemen zayıflamadan gelmekte ve buradaki değeri, güneş sabitesi adını almaktadır.
>>Yapılan ölçümlere göre, bu sabitenin atmosfer sınırındaki ortalama değeri, gelen ışınlara dik bir yüzeyin santimetre karesine 0,135 W ‘tır.
>>Io ile gösterilen bu sabitenin dönüşüm değeri şu şekilde yazılabilir:
>>>>Io=1,94CAL/cm2=0,135W/cm2
Güneş Enerjisinin Özellikleri
>>Güneş enerjisini ileten güneş ışınlarının hareketi doğrusal karakterde olup, hızları 300.000 km/s ‘dir.
Bu hızla Dünya’daki cisimlere gelen güneş ışınlarının bir bölümü cisme girerek arka tarafa geçer, bir bölümü yansır geri kalan kısmı ise o cisim tarafından soğurulur (absorbe edilir).
>>Cisme gelen güneş ışınlarının enerjisi, bunların toplamına eşit olur.
Türkiye yıllık güneşlenme haritası
Güneş Enerjisi Tekolojisi
1. Güneş kollektörü teknolojisi
>>>Güneş enerjisinin toplanması, ısısal ve elektrik olarak iki yolla yapılmaktadır.
>>>Ucuzluk ve yapım kolaylığı gibi nedenlerle, ısısal toplama yöntemi, tercih edilmektedir.
>>>Isısal toplama, günümüzde en çok düz yüzeyli, bir ölçüde de odaklı kollektörlerle sağlanmaktadır.
>>>Elektriksel toplama ise, fotovoltaik hücreli kollektörlerle sağlanmaktadır.
Düz yüzeyli kollektörler
>>Uygulamada bir çok kullanım alanı bulunan düz yüzeyli kollektörün yapısı üç kısımda incelenebilir:
>>>Soğurma (absorpsiyon) yeteneği yüksek olan bir soğurucu plaka
>>>Soğurucu plakanın önüne yerleştirilmiş cam ya da plastik örtü
>>>Madeni ya da işlenmiş ahşaptan veya plastikten yapılmış kollektör kasası
>>Bir günde gereksinim duyulan ısı enerjisi, kollektörün bir metrekaresinde bir günde toplanan yararlı ısıya bölünerek, kollektör yüzeyinin büyüklüğü metrekare olarak bulunabilir.
>>Düz yüzeyli bir güneş kollektörünün toplayabileceği enerji (Ekd); kollektöre gelen güneş ışınımı şiddetine (intensitesine) (I), kollektörün yüzey alanına (A), güneşlenme süresine (t), güneş ışınımının kollektörün saydam örtüsünden içeriye girebilme oranına (ηi) ve soğurucu plakada soğurulma oranına (ηs) bağlı olarak, farklı birimlere göre, aşağıdaki eşitliklerle bulunabilir:
E(kWh)kd=I*A*t*nİ*ns
>>>Odaklı kollektörler
>>Bu kollektörler, direkt radyasyonu merkezlendirmeye yararlar.
>>Odaklı kollaktörler, ancak güneşlenme yönünden zengin olan yörelerde verimli olarak kullanılabilirler.
>>Yapıları; çoğunlukla iç bükey ayna biçiminde ise de, kesik koni ve silindirikal şekilde olanları da vardır
>>Odaklı kollektörlerdeki hesaplama yöntemi, düz yüzeyli kollektörlerinkinden farklılık göstermektedir.
>>Odaklı kollektörlerin toplayabilecekleri enerji (Eko); kollektörün yüzeyine dikey olarak gelen direkt (doğrusal) güneş ışınımı intensitesine (Id), kollektörün izdüşüm alanına (Ao), güneşlenme süresine (t), kollektörün ışınımı odaklama oranına (ηo) ve kollektör odağındaki -odak bölgesindeki- alıcının soğurma oranına (ηs) bağlı olarak aşağıdaki eşitlikle bulunabilmektedir:
>Güneş Enerjisi Teknolojisinin Çeşitli Uygulama Alanları
>>Bu uygulamalar; elektrik, ısı ve frigori (soğukluk) üretme; tatlı su elde etme, traktör ve su pompası çalıştırma ile bitki büyümesini hızlandırma alanlarında görülmektedir.
>Elektrik enerjisi üretimi
>>Bu uygulama doğrudan ve dolaylı elektrik enerjisi üretme olarak iki grupta toplanmaktadır.
Güneş pilinin icadıyla, güneş enerjisinin elektrik enerjisine doğrudan dönüştürülmesi sağlanmıştır.
>>Güneş pili, güneş enerjisini doğrudan doğruya elektrik enerjisine dönüştüren bir aygıttır.
A.B.D.‘de Mojave çölünde kurulmuş bir Güneş enerjisi santrali. Kulenin çevresine 1.818 toplayıcı yerleştirilmiştir .
3. RÜZGAR ENERJİ TEKNOLOJİSİ
Rüzgar, yeryüzünün güneş tarafından düzensiz ısıtılması sonucu ortaya çıkan bir hava hareketidir.
Rüzgarın doğmasına ve hızına etki eden 4 kuvvet vardır. Bunlar;
- Basınç gradiyan kuvveti
- Saptırıcı kuvvet
- Merkezkaç kuvvet
- Sürtünme kuvveti
Basınç gradiyan kuvveti: Bu kuvvet havayı yüksek basınçtan alçak basınca doğru akıtmaya çalışır.
Saptırıcı kuvvet: Bu kuvvet iki şekilde etki eder. Birincisi, enlem daireleri boyunca oluşan hareketler için, ikincisi ise ekvatordan kutuplara doğru ya da kutuplardan ekvatora doğru oluşan hareketler için yer dönmesinin saptırıcı kuvvetidir.
Merkezkaç kuvvet: Rüzgarlar genel olarak bir merkez etrafında dolanırlar. Bu dönme hareketi sonucunda ortaya çıkan ve rüzgarı dönme merkezinden uzaklaştırmaya çalışan kuvvete, merkezkaç kuvvet adı verilir.
Sürtünme kuvveti: Bu kuvvet sadece rüzgarın hızına etki eden bir kuvvettir. Bu kuvvet rüzgarın yeryüzüne sürtünmesinden doğmakta ve türbülans anaforlarıyla 600 m yüksekliklere kadar iletilmektedir.
Rüzgar Türbin Tipleri
Rüzgar türbinleri başlıca üç gruba ayrılabilir:
1-Yatay eksenli rüzgar türbinleri
2-Düşey eksenli rüzgar türbinleri
3-Diğer rüzgar türbinleri
1. Yatay eksenli rüzgar türbinleri:
Yatay eksenli rüzgar türbinlerinin dönme eksenleri rüzgar yönüne paralel ve kanatlar rüzgar yönüne diktir.
Ticari türbinler ve özellikle elektrik üretim amaçlı türbinler genellikle yatay eksenlidir.
Rotor, rüzgarı en iyi alacak şekilde döner bir tabla üzerine yerleştirilmiştir.
Yatay eksenli türbinlerin çoğu rüzgarı önden alacak şekilde (upwind) tasarlanmıştır.
Rüzgarı arkadan alan (downwind) türbinlerde vardır, ancak bunların yaygın bir kullanım alanları yoktur.
Yatay eksenli rüzgar türbinlerini üç sınıf altında incelemek mümkündür:
a-) Klasik rüzgar türbinleri
b-) Yavaş rüzgar türbinleri
c-) Hızlı rüzgar türbinleri
Klasik rüzgar türbinleri, rüzgar türbinlerinin ilk uygulamalarındandır.
Devir sayıları oldukça düşük, türbin boyutları ise büyüktür.
Bu tip rüzgar türbinleri yel değirmeni olarak da bilinir.
Yavaş rüzgar türbinlerinin kanat sayısı diğer tiplere göre daha fazladır.
Devir sayıları klasik tip türbinlerinki gibi düşüktür.
Bu nedenle yüksek hızın gerekmediği su pompalarının tahrikinde çok kullanılır.
Hızlı rüzgar türbinlerinin kanat sayısı maksimum dört tanedir.
Ancak üç kanatlı rüzgar türbinleri daha yaygındır.
Özellikle son yıllarda rüzgar türbin yüksekliğinin arttırılması ve rotor çaplarının da buna paralel gelişmesi ile iki kanatlı rüzgar türbinleri ön plana çıkmıştır.
Hızlı rüzgar türbinlerinde devir sayıları oldukça yüksektir.
Bu nedenle genelde elektrik üretmek amacıyla dizayn edilirler.
Bu türbinlerden alınan güç, aynı büyüklükteki diğer türbinlerden alınan güçten daha fazladır.
Son zamanlarda üzerinde en fazla çalışma yapılan türbin tiplerindendir.
2. Düşey eksenli rüzgar türbinleri:
Düşey eksenli rüzgar türbinlerinde, kanatların içbükey ve dışbükey yüzeyleri arasındaki çekme kuvveti farkı nedeniyle dönme hareketi oluşur.
Bu rotorda güç katsayısı 0,15’den daha azdır.
Bu nedenle güç üretiminde tercih edilmezler.
Bu rüzgar türbinlerinin dönme eksenleri düşey ve rüzgara diktir.
Kanat kirişleri dönme eksenine dik olacak şekilde yerleştirilmiştir.
Son yıllarda, yüksek verimleri nedeniyle düşey eksenli Darrieus tipi rüzgar türbinlerine büyük ilgi gözlenmektedir.
3. Diğer rüzgar türbinleri :
Bu rüzgar türbinlerinden biri eğik eksenli rüzgar türbinleridir.
Eğik eksenli rüzgar türbinlerinde; dönme eksenleri, düşeyle rüzgar yönünde bir açı yapar.
Ayrıca, kanatlar ve dönme ekseni arasında da belirli bir açı bulunmaktadır.
Yaygın bir kullanım alanı yoktur.
Tasarlanan ve üzerinde çalışmalar yapılan diğer bazı rüzgar türbinleri de aşağıdaki Şekiller ‘de görülmektedir.
4. HİDROLİK ENERJİ TEKNOLOJİSİ
Sabit bir su akımında üç tip enerji vardır. Bunlar:
a. Konum (potansiyel) enerjisi
b. Basınç enerjisi
c. Hız (kinetik) enerjisi
Su kuvvet makineleri iki ana grupta sınıflandırılmaktadır;
1. Su çarkları
- Üstten vuruşlu su çarkları
- Yandan vuruşlu su çarkları
- Alttan vuruşlu su çarkları
2. Su türbinleri
Su Çarkları:
Bunlar, küçük güçlü su kuvvet makineleridir.
Suyun çarka vuruş şekline göre; üstten, yandan ve alttan vuruşlu su çarkları olmak üzere üç ayrı tipi vardır.
Üstten vuruşlu su çarklarında su, üst su yatağında bulunan bir savakla ayarlanarak, çarkın çevresi üzerinde bulunan kepçeler içerisine akıtılmaktadır.
Burada güç, kepçeler içerisine dolan suyun ağırlığıyla ortaya çıkmaktadır.
Çark dönerek belli bir noktaya geldiğinde, kepçeler içerisindeki su alt su yatağına dökülür.
Bu çarklarda suyun potansiyel enerjisi mekanik enerjiye dönüşmektedir.
Yandan vuruşlu su çarklarında su çarka, çark ekseninin alt ya da üst yarısından girmektedir.
Bu çarklar değişen su yükseklikleri ve su debileri için uygundur.
Çarkın dönüş yönü, alt su yatağındaki suyun akışı yönündedir.
Bu çarklarda suyun hem potansiyel enerjisinden hem de hız (kinetik) enerjisinden yararlanılmaktadır.
Alttan vuruşlu su çarklarında, çarkın kanatları suya dalmış durumdadır.
Su çarka alttan etki yapmaktadır.
Burada çark kanatları, alt su yatağında bulunan suya dik olarak dalmaktadır.
Bu çarklarda çarkın hızı, yaklaşık olarak suyun hızına eşittir.
Su Türbinleri:
Suyun kinetik, potansiyel ve basınç enerjilerini, rotor adı da verilen bir çarkta döndürme hareketi oluşturarak, mekanik enerjiye dönüştüren büyük güçlü makinelere su türbini adı verilir.
Türbinler biri sabit olan dağıtıcı, diğeri dönen çark olmak üzere iki ana kısımdan oluşur.
Dağıtıcı, suyun dönen kısma ulaşımını sağlayan parçasıdır.
Suyun potansiyel enerjisi mekanik enerjiye bu organda dönüşür.
Debinin ve buna bağlı olarak gücün ayarlandığı organdır.
Çark (rotor), suyun kinetik ve basınç enerjilerini, dönme hareketi şeklinde mekanik enerjiye dönüştüren kısmıdır.
Su türbinleri çeşitli özelliklerine göre sınıflandırılmaktadır:
1. Suyun etki tarzına göre;
Reaksiyon türbinleri (örnek: Francis, Uskur ve Kaplan türbinleri)
Aksiyon türbinleri (örnek: Pelton türbinleri)
2. Suyun akış doğrultusuna göre;
Eksenel akışlı türbinler (örnek: Uskur ve Kaplan türbinleri)
Radyal akışlı türbinler (örnek: Francis türbinleri)
Teğetsel akışlı türbinler (örnek: Pelton türbinleri)
Karışık akışlı türbinler (örnek: Turgorlar).
3. Türbin milinin durumuna göre;
Yatay eksenli türbinler
Düşey eksenli türbinler
4. Özgül devir sayısı ve düşüye göre;
Düşük devirli, yüksek düşülü türbinler (örnek: Pelton türbinleri)
Orta devirli, orta düşülü türbinler (örnek: Francis türbinleri)
Yüksek devirli, alçak düşülü türbinler (örnek: Kaplan ve Uskur türbinleri)
Su türbinlerinin karşılaştırılmasında kullanılan ölçek özgül devir sayısıdır.
Özgül devir sayısı, bir metrelik düşü altında ve en iyi verimde bir beygir güçlük güç sağlayan, esas türbine benzer bir model türbinin dönmek zorunda olduğu devir sayısıdır.
5. BİYOMAS ENERJİSİ VE TEKNOLOJİSİ
Tanım
Bir bölümü enerji üretimi için kullanılabilen, biyolojik kökenli, fakat fosil olmayan organik madde kütlelerine biyomas adı verilmektedir.
Biyomas, fitomas ve zoomas olarak iki gruba ayrılmaktadır.
Bitkisel organik maddelerden oluşan biyomasa fitomas (biyokütle) ve hayvansal organik maddelerden oluşana da zoomas (biyogaz) denilmektedir.
Her iki biyomas da, doğal koşullar ve çevre ile dengelenmektedir.
Kim ne derse desin, fitomasın ana kaynağını oluşturan bitkisel materyalin doğada yalnızca kurumuş materyalden elde edilmesi kesin zorunluluktur.
Başka bir değişle, enerji üretimi amacıyla kullanılan biyomas, ancak kurumuş ve odunlaşmış materyalden, bitkisel ve hayvansal atıklardan, yağlı tohumlar ve reçinelerden sağlanabilir.
BİYOGAZ; organik bazlı atık / artıkların oksijensiz ortamda (anaerobik) fermantasyonu sonucu ortaya çıkan renksiz – kokusuz, havadan hafif, parlak mavi bir alevle yanan ve bileşiminde organik maddelerin bileşimine bağlı olarak yaklaşık %40-70 metan, %30-60 karbondioksit, % 0-3 hidrojen sülfür ile çok az miktarda azot ve hidrojen bulunan bir gaz karışımıdır.
|
Ara
Bu içeriğin geçmişi: 
12 Aralık 2009 00:01:10 tarihinde 
