Gelgit Enerjisi (Tidal Energy)

Gelgit Enerjisi: Güneş’in ve Ay’ın Dünya üzerinde uyguladığı kütle çekim kuvvetine bağlı olarak denizlerde ve okyanuslarda oluşturduğu gelgit akıntılarının hareketi etkisiyle oluşan bir kinetik enerjidir.

Gelgit olayında sular günde iki defa yükselir ve iki defa da alçalır. Bu alçalma ve yükselme hareketleri 12 saat veya 24 saatlik periyotlar halinde gerçekleşir. 20. yüzyıl boyunca mühendisler, önemli bir gelgit aralığının olduğu bölgelerde elektrik üretmek için gelgit hareketini kullanmanın yollarını geliştirdiler. Gelgit enerjisi; gelgitlerden elde edilen enerjiyi elektrik gibi faydalı güç biçimlerine dönüştüren bir hidroelektrik şeklidir. Gelgitler, ay ve güneş'in dünya üzerindeki yerçekimsel etkisiyle yaratılır ve denizlerin döngüsel hareketine neden olur.  Gelgit aralıklarından ve gelgit akışlarından diğer yenilenebilir enerji biçimlerine göre güç kullanmanın güçlü yönlerinden biri, sürecin tamamen öngörülebilir olmasıdır.   Gelgit aralığı teknolojileri, yüksek gelgit ve düşük gelgit arasındaki dikey yükseklik farkından yararlanır. Projeler, gelgit bir rezervuara taşarken elektrik üretmek için bariyer veya lagünde türbinleri kullanan gelgit barajları veya lagünler şeklini alır. Bariyerin dışındaki gelgit geri çekildiğinde, tutulan su daha sonra elektrik üreten türbinlerden serbest bırakılabilir. Gelgit enerjisi üretimi henüz emekleme aşamasındadır. Şimdiye kadar üretilen güç miktarı çok az miktarda kalmaktadır. Dünyada faaliyet gösteren ticari büyüklükteki gelgit santralleri çok azdır. İlki Fransa'nın La Rance şehrinde bulunuyordu. En büyük tesis Güney Kore'deki Sihwa Gölü Gelgit Santralidir. ABD'inde gelgit tesisleri yoktur ve gelgit enerjisinin makul bir fiyata üretilebileceği sadece birkaç yer vardır. Çin, Fransa, İngiltere, Kanada ve Rusya bu tür enerjiyi kullanmak için çok daha fazla potansiyele sahiptir. Mühendisler, ürettikleri enerji miktarını artırmak, çevre üzerindeki etkilerini azaltmak ve enerji şirketleri için kar elde etmenin bir yolunu bulmak için gelgit enerjisi jeneratörlerinin teknolojisini geliştirmek için çalışıyorlar. Böylelikle cazipliği artmış olacaktır. Gelgit Enerjisi Jeneratörleri: Şu anda gelgit enerjisi elde etmenin üç farklı yolu vardır:     a-) Gelgit akışları, b-) Barajlar c-) Gelgit lagünleri Çoğu gelgit enerjisi jeneratörü için türbinler gelgit akışlarına yerleştirilir. Bir gelgit akışı, gelgitler tarafından oluşturulan hızlı akan bir su kütlesidir. Bir türbin, bir sıvı akışından enerji alan bir makinedir. Bu sıvı hava (rüzgar) veya sıvı (su) olabilir. Su havadan çok daha yoğun olduğu için gelgit enerjisi rüzgar enerjisinden daha güçlüdür. Rüzgarın aksine, gelgitler öngörülebilir ve kararlıdır. Gelgit jeneratörlerinin kullanıldığı yerlerde, sabit ve güvenilir bir elektrik akışı üretirler. Türbinleri gelgit akışlarına yerleştirmek karmaşıktır, çünkü makineler büyüktür ve koşum yapmaya çalıştıkları gelgiti bozarlar. Türbinin büyüklüğüne ve gelgit akışının bulunduğu yere bağlı olarak çevresel etki ciddi olabilir. Türbinler sığ sularda en etkilidir. Bu daha fazla enerji üretir ve gemilerin türbinlerin etrafında gezinmesini sağlar. Bir gelgit jeneratörünün türbin kanatları da yavaşça dönerek deniz yaşamının sisteme yakalanmamasına yardımcı olur. Gelgit santrali 2007 yılında, Kuzey İrlanda'daki Strangford Lough'da inşa edildi. Türbinler, Strangford Lough girişi ile İrlanda Denizi arasında dar bir boğaza yerleştirilmiştir. Gelgit, boğaz boyunca saniyede 4 metre (13 feet) hızla hareket edebilir. Baraj: Başka bir gelgit enerjisi jeneratörü türü, baraj adı verilen büyük bir baraj kullanır. Bir barajla, barajın düşük olması nedeniyle barajın üst kısmına veya türbinlerden su dökülebilir. Barajlar gelgit nehirleri, koylar ve haliçler boyunca inşa edilebilir. Barajın içindeki türbinler, bir nehir barajının bir nehrin gücünü kullandığı gibi gelgitlerin gücünü kullanır. Gelgit yükseldikçe baraj kapıları açık. Yüksek gelgitte, baraj kapıları kapanır, bir havuz veya gelgit lagünü oluşturur. Su daha sonra barajın türbinlerinden salınır ve mühendisler tarafından kontrol edilebilecek bir oranda enerji yaratır. Bir baraj sisteminin çevresel etkisi oldukça önemli olabilir. Gelgit aralığındaki arazi tamamen bozulur. Gelgit lagünündeki su seviyesindeki değişim bitki ve hayvan yaşamına zarar verebilir. Gelgit lagününün içindeki tuzluluk azalır, bu da orada yaşayabilen organizmaları değiştirir. Nehirler boyunca barajlarda olduğu gibi, balıklar gelgit lagününün içine veya dışına engellenir. Türbinler barajlarda hızla hareket eder ve deniz hayvanları bıçaklara yakalanabilir. Besin kaynakları sınırlı olduğu için kuşlar göç etmek için farklı yerler bulabilirler. Bir baraj, tek bir türbinden çok daha pahalı bir gelgit enerjisi jeneratörüdür. Yakıt maliyeti olmamasına rağmen, barajlar daha fazla inşaat ve daha fazla makine içerir. Tek türbinlerin aksine, çubuklar ayrıca güç çıkışını ayarlamak için sürekli denetim gerektirir. Fransa'nın Brittany kentindeki Rance Nehri ağzındaki gelgit santrali bir baraj kullanıyor. Tesis iki enerji kaynağı kullanıyor: İngiliz Kanalı'ndan gelen gelgit enerjisi ve Rance Nehri'nden gelen nehir akımı enerjisi. Baraj, habitatta artan bir silt seviyesine yol açtı. Yerli su bitkileri silt içinde boğulur ve şimdi bölgede plaice adı verilen bir yassı balık soyu tükenmiştir. Mürekkep balıklarının akrabası mürekkep balığı gibi diğer organizmalar şimdi Rance haliç'te gelişiyor. Mürekkep balığı bulutlu, siltli ekosistemleri tercih eder. Gelgit Lagünü: Son tip gelgit enerjisi jeneratörü gelgit lagünlerinin yapımını içerir. Bir gelgit lagünü, kısmen doğal veya insan yapımı bir bariyerle çevrili bir okyanus suyu kütlesidir. Gelgit lagünleri de haliçler olabilir ve içine tatlı su boşaltılabilir. Gelgit lagünlerini kullanan bir gelgit enerjisi jeneratörü, bir baraj gibi işlev görür. Bununla birlikte, barajların aksine, doğal kıyı şeridi boyunca gelgit lagünleri inşa edilebilir. Bir gelgit lagün enerji santrali de sürekli güç üretebilir. Türbinler, lagün dolup boşalırken çalışır. Gelgit lagünlerinin çevresel etkisi minimaldir. Lagünler kaya gibi doğal malzemelerle inşa edilebilir. Düşük gelgitte düşük dalgakıran (deniz duvarı) olarak görünürler ve yüksek gelgitte suya batırılırlar. Hayvanlar yapının etrafında yüzebilir ve daha küçük organizmalar içinde yüzebilir. Köpekbalıkları gibi büyük yırtıcılar lagüne nüfuz edemezlerdi, bu yüzden daha küçük balıklar muhtemelen gelişirdi. Kuşlar muhtemelen bölgeye akın eder. Ancak gelgit lagünleri kullanan jeneratörlerden elde edilen enerji çıktısının düşük olması muhtemeldir. Henüz işleyen bir örnek yok. Çin , Kuzey Kore sınırına yakın Yalu Nehri'nde bir gelgit lagün santrali inşa ediyor. Özel bir şirket ayrıca Galler'deki Swansea Körfezi'nde küçük bir gelgit lagünü santrali planlıyor. Türler: Gelgit gücünden yararlanmanın çeşitli yolları vardır. Gelgit barajı güç sistemleri, gelgit dönemlerinde geri çekilen suyu engellemek için bir “baraj” veya baraj türü kullanarak yüksek gelgitler ve düşük gelgitler arasındaki farklardan yararlanır. Düşük gelgitte, barajın arkasındaki su serbest bırakılır ve su elektrik üreten bir türbinden geçer. Gelgit akım güç sistemleri, özellikle bu akımların hızlı olduğu adaların veya kıyıların etrafındaki alanlarda türbinleri sürmek için okyanus akıntılarından yararlanır. Türbinlerin bir kanal boyunca gerildiği gelgit çitleri veya su altı rüzgar türbinlerine benzeyen gelgit türbinleri olarak kurulabilirler. Gelgit barajları: Bir tür gelgit enerji sistemi, baraj adı verilen bir baraja benzer bir yapı kullanır. Baraj, bir gelgit havzası oluşturan bir okyanus körfezi veya lagünün girişine kurulur. Barajdaki savak kapıları, gelgit havzasının gelen yüksek gelgitlerde dolmasına ve giden gelgit gelgitinde bir elektrik türbini sisteminden boşalmasına izin vermek için su seviyelerini ve akış hızlarını kontrol eder. İki yönlü bir gelgit güç sistemi hem gelen hem de giden gelgitlerden elektrik üretir. Gelgit gücünün potansiyel bir dezavantajı, bir gelgit istasyonunun gelgit havzasının haliçlerindeki bitkiler ve hayvanlar üzerindeki etkisidir. Gelgit barajları havzadaki gelgit seviyesini değiştirebilir ve bulanıklığı artırabilir (sudaki süspansiyondaki madde miktarı). Ayrıca navigasyon ve rekreasyonu da etkileyebilirler. Dünya çapında çeşitli gelgit güç barajları faaliyet göstermektedir. Güney Kore'deki Sihwa Gölü Gelgit Santrali, 254 megawatt (MW) ' da 2011 yılına kadar en büyük elektrik üretim kapasitesine sahipti. En eski ve ikinci en büyük işletme gelgit santrali, 240 MW elektrik üretim kapasitesine sahip Fransa'nın La Rance şehrinde bulunuyor. Bir sonraki en büyük gelgit santrali, Kanada'nın Nova Scotia kentindeki Annapolis Royal'de, 20 MW elektrik üretim kapasitesine sahip. Çin, Rusya ve Güney Kore'nin hepsinde daha küçük gelgit santralleri var. (Fransa'nın Bretagne kentindeki Rance Nehri'nin ağzındaki gelgit santralinin barajı)   Gelgit türbinleri: Gelgit türbinleri, bir jeneratöre güç sağlamak için bir rotoru döndüren bıçaklara sahip olmaları nedeniyle rüzgar türbinlerine benzer. Güçlü gelgit akışının olduğu deniz tabanına yerleştirilebilirler. Su havadan yaklaşık 800 kat daha yoğun olduğundan, gelgit türbinlerinin rüzgar türbinlerinden çok daha sağlam ve daha ağır olması gerekir. Gelgit türbinlerinin yapımı rüzgar türbinlerinden daha pahalıdır, ancak aynı büyüklükteki bıçaklarla daha fazla enerji yakalayabilir. Amerika Birleşik Devletleri'nde gelişimin çeşitli aşamalarında aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli gösteri gelgit enerjisi projeleri bulunmaktadır: (Gelgit Türbin) İskoçya hükümeti dünyanın en büyük gelgit enerjisi tarlasını geliştirmek için kolları sıvadı ve bunun için 23 milyon sterlinlik bir yatırıma başladı. İlk aşamada üretilecek olan 4 türbin ile enerji üretimine başlayacak olan bu tarla tamamlandığında 269 türbin ile 175.000 hanenin enerji ihtiyacını karşılayabilecek hale gelecek. Üstlenici firma olan Atlantis Resources yetkilileri "bu proje hem yenilenebilir enerji için hem de gelgit enerjisi için oldukça önemli bir kilometre taşı" diyor ve bu gelişmelerin ilerlemesinin tamamen gelecek teknolojilere bağlı olduğunu ekliyor. Gelişen teknolojiler gelgit enerjisini dönüştürebilecek cihazların da daha efektif bir şekilde üretilmesini ve kullanılmasını sağlayacak. İskoçya İklim ve Enerji politikaları yetkilisi Fabrice Leveque "İskoçya Avrupa'nın gelgit enerjisinin 25'inin üretebilecek kıyılara sahip" diyor ve bu da gelecekte İskoçya'nın enerji alanındaki yönelimini gösteriyor. İskoçya’da kurulan bu gelgit enerjisi ile çalışan en güçlü türbin,  Orbital_O2 adına sahip. 2MW’lık türbin, denizin altına konumlandırılan dev pervaneler ile sürekli olarak elektrik üretebiliyor. İlk bakışta suya düşmüş bir uçak gibi görünen Orbital_O2, temiz enerji odağında bölgenin en önemli yatırımları arasında yer alıyor. O2 ile üretilecek elektrik ile yaklaşık 2 bin eve sürekli olarak enerji sağlanabileceği hesaplanmıştır. İşte bu enerji üretim ve aktarım süreci an itibarıyla başlamış durumda. Su altından götürülen bir özel kablo ile türbinin yerel elektrik ağına bağlandığı açıklanıyor. Orbital_O2’nin tam 15 yıl boyunca aktif olarak görevde kalması bekleniyor. 74 metre uzunluğunda olduğu aktarılan ve neredeyse hiç durmayan gelgit enerjisi ile pratikte bitmeyen bir enerji kaynağı haline gelen Orbital_O2, yaşanabilir bir dünya için daha fazlasına ihtiyaç duyduğumuz araçlar arasında başı çekiyor.   Dünya'daki Gel-Git Enerjisi Santrallerin bir kısmı: 1-) Dünyanın ilk gel-git enerjisi santrali olan Rance Gel-git Enerjisi santrali 6 yıllık bir süre sonunda 1966’da faaliyete geçti. Fransa’da kurulu olan santralin kurulu gücü 240 MW’tır. 2-) Güney Kore’de kurulu olan Sihwa Gölü Gel-git Enerjii Santrali 254 MW gücündedir. Santral 2011 yılında tamamlanmıştır. 3-) Kuzey Amerika’nın ilk gel-git santrali olan Annapolis Royal Generating Station, 1984 yılında Fundy Körfezi’nde kurulmuştur. Santral 20 MW gücündedir. 4-) Jiangxia Gel-git Enerjisi Santrali, Çin’de 1985 yılında, 3,2 MW güç ile kurulmuştur. 5-) Eski Sovyetler Birliği döneminde 0,4 MW’lık kurulan gelgit santrali 2006 yılında geliştirilerek 1,2 MW’a çıkarılmıştır. 6-) Jindo Uldolmok Gelgit Enerji Santrali Güney Kore’de 2009 yılında 1 MW kurulu güç ile başlamıştır. Santralin kapasitesinin 90 MW’a çıkarılması planlanmaktadır. 7-) Daewoo tarafından Güney Kore’de Gangwa Adası’na yapılması planlanan gelgit barajı 812 MW olarak planlanmıştır. 8-) Güney Kore’de 1.320 MW’lık gelgit barajının 2017 yılında başlatılması planlanmaktadır. 9-) İskoç'ta ki 10 MW’lık gel-git santrali 40 milyon pound’a mal olmuş ve yaklaşık 5.000 evi enerjilendirecek potansiyele sahiptir.     Gelgit Enerjisinin Avantajları: Gelgit enerjisi yenilebilir enerji kaynakları arasında yer alır. Yani kendisini doğada sürekli yenileyebilir. Gelgit enerjisi temiz enerji kaynakları arasındadır. Kullanımında doğaya herhangi zararlı atık veya gaz salmaz. Kaynağı doğa olduğu için yakıtı bedavadır. Dünya’da gelgit enerjisinin çok ciddi bir potansiyeli bulunmaktadır. Eğer bilimsel çalışmalar bu alanda devam ettirilirse, dünyanın enerji sorunu ortadan kaldırılabilir. Sonuç olarak; Gel-git enerjisi, geleceğin enerji elde etme yöntemlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Hidroelektrik santrallerine benzer şekilde gel-git enerjisinde de akan su, türbinleri döndürerek bir jeneratörden elektrik elde edilmesini sağlar. Ancak gel-git enerjisinin en olumsuz yanı, akışın sürekli olmamasıdır. Bundan dolayı gel-git enerjisinden elde elden potansiyel enerji, nehir yataklarına kurulan barajlardan elde edilen potansiyel enerjinin yaklaşık yarısı kadardır. Üstelik maliyet yaklaşık olarak aynıdır. Güneş enerjisi ve rüzgar enerjisi gibi doğal enerji kaynakları dışında doğada bir çok farklı doğal enerji kaynağı bulunuyor tek yapmamız gereken bunları keşfetmek ve formunu çevirecek teknolojiler geliştirmek.  ( Magic Mechanic Meetings© yazı dizisi devam edecek… ) KAYNAKÇA: 1-) Gelgit gücü https://www.eia.gov/energyexplained/hydropower/tidal-power.php 2-) Gelgit Enerjisi https://www.intertek.com/energy-water/tidal-energy/ 3-) Gelgit gücünü https://www.britannica.com/science/tidal-power 4-)  Gelgit etkisi ile yenilenebilir enerji üretimi https://webrazzi.com/2016/10/10/gelgit-etkisi-ile-yenilenebilir-enerji-uretimi/ 5-) Dalga Enerjisi Nedir https://www.topraklama.com.tr/ruzgar-enerjisi/dalga-enerjisi-nedir/ 6-) GELGİT ENERJİSİ VE AVANTAJLARI https://satirogluyapi.com.tr/?h1338/gelgit-enerjisi-ve-avantajlari Semih ÇALAPKULU Makina Mühendisi