Konvansiyonel enerji kaynaklarının hızla tükenmesi, geleceğe dair endişelerimizin artmasına yol açıyor.İnsanoğlu enerji talebinin her geçen gün arttığı bir dünya düzeninde, fosil kaynaklardan kopmanın yollarını arıyor.
Yaşamlarımız enerjiye bağlı. Fosil yakıt tüketiminin her geçen gün artması çevremizde kalıcı hasarlara neden oluyor. Tek bir bilgisayarı yıl boyunca çalıştırmak için ortalama 500 kilo kömür yakmak gerektiğini düşünün. Kömürün yakılması ağır metallerin ortaya çıkmasına, asit yağmurlarına ve dahası küresel ısınmaya neden oluyor.
Bilim insanları, daha iyi ve çevre dostu bir enerji kaynağı bulmak için çalışıyor. Bu kapsamda halihazırda kullanılan yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi ve kullanım alanlarının artırılması, temiz bir geleceğin teminatları arasında sayılıyor.
Japonya'nın Fukushima'da yaşanan nükleer felaketin ardından yenilenebilir enerji kaynaklarına önem verdiği biliniyor. Nishihira (1,7 MW) ve Higashihira (1,2 MW) göletleri üzerine kurulan yüzer güneş enerjisi santralleri yenilenebilir enerjiye verilen önemin bir göstergesi. Santraller 11.300 panelden oluşuyor. Santralde yıllık elektrik üretim miktarı 3.300.000 kwh. Bu da ortalama 900 hanenin yıllık elektrik ihtiyacına eşdeğer. Projenin yüklenici firması 2016 yılının ilk çeyreğine kadar, Yamakura Barajı üzerinde (13,4 MW) yaklaşık 50.000 panelden oluşan ve 4000 hanenin ortalama yıllık elektrik ihtiyacını karşılayabilecek bir yüzer güneş enerjisi santrali kurmayı planlıyor. Japonya'da Okegawa ve Yasugi yüzer güneş enerjisi santrallerinden yıllık su vergisi olarak 1,2 $/m2 alınıyor.
Yeryüzüne ulaşan güneş ışığı, cismin rengine ve dokusuna bağlı olarak dağılır. Örneğin beyaz bir bulut, üzerine düşen ışığın büyük bir kısmını yansıtır, yani albedosu yüksektir. Deniz yani su ise üzerine düşen ışığın çok az bir kısmını yansıtır, yani albedosu düşüktür. Suyun bu özelliği, yüzer güneş enerjisi santrali panellerinin üzerine daha fazla radyasyon düşmesine ve dolayısıyla verimliliğin artmasına yardımcı olur.
Sıcaklık güneş panellerinin verimini düşürür. Yüzer güneş enerjisi santrallerinde ise rüzgarla taşınan su zerreleri panelin üzerindeki sıcaklığı azaltarak panel verimliliğinin artmasını sağlar. Santrallerde panellerin örttüğü su yüzeyi Güneş'ten beslenemediğinden yosun oluşumu azalır.
Hidroelektrik santrallerin (HES) bulunduğu alanlara kurulabilecek yüzer güneş enerjisi tesisleri, ızgara ve soğutma suyu devrelerini tıkayan yosunların yol açtığı verim kayıplarını azaltabilir. Ayrıca suyun yüzeyini örten paneller, barajdaki buharlaşmanın da azalmasını sağlar. Saha tipi güneş enerjisi santrallerinde, güneş panelleri 20°-30° eğim açısıyla monte edilirken, yüzer güneş enerjisi tesislerinde bu açı 10°dir. Bu da gölgeleme payının azalmasını ve yüzen güneş enerjisi santrallerinin,saha tipi güneş enerjisi santrallerinin kapladığı alandan daha az yer kaplamasını sağlar.
Yüzer güneş enerjisi santrallerinin inşası, malzeme mühendisliğinin sınırlarını zorlar niteliktedir. Kıyı şeridinde diziler halinde birbirlerine monte edilen, darbe çentik mukavemeti yüksek, ısıl iletkenliği ve su emme özelliği düşük, yüksek yoğunluklu polietilen statik dubalar, kızaklar yardımıyla su yüzeyine indirilir. Ardından belli ölçekte salınma payı verilen dev dubalar, korozyona dayanıklı çelik halatlar yardımıyla kıyı şeridine sabitlenir.Elektriğin ve suyun aynı ortamda olması iyi bir fikir olmasa da, bu durumun yüzer güneş enerjisi santrallerinde sorun teşkil etmediği halihazırda kullanılan tesislerle ispatlandı.
Sistemin kablo bağlantıları sudan izole kablo kanalları üzerinden taşınıyor. Yüzer güneş enerjisi santralleri ortalama 200 km/saat hızla esen siklon ve tayfun tipi rüzgarlara,6 metreye varan dev dalgaların oluşturacağı darbe yüklerine ve aşındırıcı etkilere dayanacak şekilde tasarlanıyor. Yüzer güneş enerjisi santralleri enterkonnekte Şebeke bağlantısına veya tüketim noktasına yakın göllerin ve rezervuarların üzerine inşa ediliyor. Bu sayede enerji hattında oluşan kayıplarının kısmen de olsa önüne geçiliyor.
Yüzer güneş enerjisi santrallerinin maliyeti, zemine monte edilmiş güneş enerjisi santrallerininkinden daha fazla. Ancak yüzer enerji santrallerinde yıllık enerji üretiminin, zemine monte edilmiş eşit güçteki güneş santrallerininkinden daha fazla olması, kurulum maliyetini belli bir ölçüde karşılayarak yatırımların geri dönüş süresini neredeyse eşitliyor.
Kullandığı enerjinin büyük bir kısmını nükleer enerjiden elde eden birçok ülke son 10 yılda, güneş enerjisine yönelik büyük yatırımlar yaptı. Ülkemizde ise bu konu son 3-4 yıldır gündemde. Lisanssız elektrik üretimine devletin sabit alım garantisi vermesiyle birlikte bu alana yatırım arttı.
Öyle görünüyor ki 21. yüzyılda temiz ve yenilenebilir enerji alanında birçok ilerlemeye şahit olacağız.Uygarlığımız ve gelecek nesillerimiz için daha yaşanılabilir ve temiz bir dünya hayali aslında o kadar uzak değil.
Murat Yılmaz/Elektrik Mühendisi/MBA
Alıntıdır.Kaynak: Bilim ve Teknik, Aylık Popüler Bilim Dergisi, Mart 2015, Yıl 49, Sayı 580, Sayfa 74,Yüzer Güneş Enerjisi Santralleri
