ENERJİ NEDİR?

     Enerji; iktisatçılar için yakıt anlamına gelen, fen adamları için ise varoluşun temel şekillerinden biri olup madde ile eşdeğer olan ve maddeye dönüştürülebilen bir kavramdır. Kütle-enerji denkliği Einstein denkleminde E=mc2 olarak ifade edilmiştir. Burada;m kütleyi, E bunun enerji eşdeğerini göstermekte, c ise elektromanyetik sabit (ışık hızı)’i simgelemektedir. Bu sabit çok büyük bir sayı olduğundan çok küçük bir kütle parçası bile, çok büyük miktarda enerjiye eşdeğer olmaktadır. Ancak bu yalnızca nükleer reaksiyonlarda gerçekleşen bir enerjidir ve kütlenin enerjiye dönüşümü yıldızlar için önemli bir enerji kaynağı oluştursa bile;bu olay yeryüzündeki fiziksel olaylarda bu denli önemli rol oynamamaktadır(nükleer güç istasyonları dışında.). Kütle-enerji korunmasıyla ilgili kanun evrendeki ya da evrenin bir bölümünü oluşturan soyutlanmış (izole) bir sistemdeki toplam kütle-enerji miktarının değişmez olduğunu belirtmektedir. Hiçbir nükleer reaksiyonun olmadığı izole bir sistemde bu; hem enerjinin hem de kütlenin toplam miktarlarının değişmez olduğu anlamına gelir. Bu nedenle enerji, genelde korunmuş durumdadır.

     Enerji, birbirine eşdeğer birçok şekillerde ortaya çıkabilir. Bunlardan en sık olarak rastlananı ısıdır, yani madde moleküllerinin hareketidir. Öteki tüm enerji çeşitleri, eninde sonunda ısı hareketlerine dönüşme eğilimi taşırlar. Bir diğer enerji şekli de, elektronların hareketi olan elektriktir. Elektronların hareketi elektromanyetik alan yaratır ve böylece elektromanyetik enerji oluşur. Makroskobik cisimler hareket ettiklerinde, bu hareketleri nedeni ile bir enerji taşırlar. Bu enerji, onların KİNETİK ENERJİleridir ve ½ mV2 formülüyle hesaplanır. Burada; m kütleyi, V ise hareket hızını gösterir. Hareketli bir cismin hızını değiştirmek ya da duran bir cismi harekete geçirmek için ona bir kuvvet uygulanmalı ve bir iş yapılmalıdır. Bu iş, cismin kinetik enerjisindeki değişikliğe eşittir. Fizikçilerin ilk enerji tanımlamalarından biri bu özellikten kaynaklanır. Bu tanımlamaya göre iş: ‘İş yapabilme yeteneği’dir. İş karşı koyan bir kuvvete karşı yapılırsa sistemde POTANSİYEL ENERJİ birikir ve bu her zaman serbest kalmaya hazırdır. Bu engelleyici kuvvet elektromanyetik, elektrostatik nitelik taşıyabilir ya da burucu veya gerici bir kuvvet olabilir. Yeryüzünde m kütlesine sahip bir cisim h yüksekliğine kaldırılacak olursa, bunun yerçekim potansiyel enerjisi mgh formülüyle hesaplanır. Burada; g yerçekimine bağlı ivmedir. Eğer cisim bu yükseklikteyken bırakılırsa düşer ve V hızıyla yere çarpar. Burada az önce sahip olduğu potansiyel enerji, ½ mV2 ile hesaplanan kinetik enerjiye dönüşmüştür. Ses enerjisi, havanın titreşimi şeklindeki bir kinetik enerjidir. Kimyasal enerji, bir reaksiyonun yürüyüşü sırasında kimyasal bir sistemden açığa çıkan enerjidir. Tüm enerji şekilleri eşdeğer olmakla birlikte, dönüşüm olaylarında daima % 100 verim elde edilemez (Ortaya çıkan enerji kaçağı, her zaman ısı olarak görülür.). SI sisteminde enerji birimi, joule’dür.

ENERJİNİN KORUNUMU PRENSİBİ

     Enerji kendi kendine var olamaz, var olan enerji ise kendi kendine yok olamaz. Fakat bir tür enerjiden başka bir tür enerjiye dönüşebilir. Örneğin; barajlarda toplanan su önce potansiyel enerji kazanır, sonra kinetik enerjiye, daha sonra elektrik enerjisine, oradan da mekanik, ısı ve ışık enerjisine dönüşebilir.

     Toplam enerji daima sabittir. Toplam enerjinin sabit olması demek, bir tür enerji azalırken başka bir tür enerji ya da enerjilerin aynı miktarda artması demektir.

Sürtünmelerin ihmal edildiği mekanik sistemlerde kinetik ve potansiyel enerjinin toplamı sabittir. Yani mekanik enerji korunur.

                                                     EToplam = EK + EP = sabit

  Sürtünme olmadığı zaman, enerji dönüşümü yalnız kinetik ve potansiyel enerji  arasındadır.                                           

Sürtünmeli sistemlerde mekanik enerji ( Ek + Ep ) sabit değildir. Toplam enerjinin bir kısmı sürtünmeden dolayı ısıya dönüşmektedir. Isıya dönüşen enerji sürtünme kuvvetinin yaptığı işe eşittir.

                                         EToplam  = EK + EP + E Isı

ELEKTRİK ENERJİSİ VE MANYETİK ENERJİ

     Fizikteki anlamıyla enerji, bütün kuvvet, hareket, ısı, elektrik ya da manyetik alan belirtileriyle bağlantısı olan soyut bir kavramdır. Enerji kavramı, mekanikte, önce, bir cismin belli miktarda bir iş üretmesi olarak düşünülmüş, daha sonra ısının işe (ve işin ısıya) dönüşmesi, ısının ısı enerjisiyle bir tutulması sonucunu vermiş, aynı biçimde elektrik alanlarına ve manyetik alanlara, elektrik enerjisi ile manyetik enerjiden başlayarak iş üretebilen kuvvetlerin denk düştüğü anlaşılmıştır.

ELEKTRİK ENERJİSİ

     Elektriklenmiş iki cismin birbirini çekmesi ya da itmesi, bir elektrik enerjisinin varlığını gösterir. Bu olay, elektrik alanının ve elektrik potansiyelinin tanımlanmasını sağlamıştır. Bir elektrik alanında, aralarında bir V potansiyel farkı olan iki nokta arasında bir q elektrik yükü yer değiştirdiğinde, verilen ya da alınan W enerjisi (hareketin yönüne göre), W=qV  olur. Böylece bir noktadan öbürüne geçen bir elektron, bu noktalar arasında 1 voltluk bir potansiyel fark uygulandığında, 1 elektron-voltluk (yani 1,6*10-19 coulomb*1volt = 1,6*10-19 joule) bir enerji kazanır. Bir V potansiyel farkı altındaki c sığalı bir kondansatörün yüklenmesi, iki armatür arasında bir E elektrik alanı yaratmaktan başka bir etki olmaksızın, W=1/2cV2 ‘lik bir enerji harcaması gerektirir.

MANYETİK ENERJİ

    Mıknatısların birbirini çekmesi ya da itmesi bir manyetik enerjinin varlığını gösterir. Akımlarla manyetik alanların üretilmesi ya da manyetik alanların ve akımların karşılıklı etkisi, elektrik enerjisi ve manyetik enerji arasında sıkı bir bağlantı olduğunu ortaya koyar.

    Elektromanyetik olaylar, özellikle motorlarda, elektrik enerjisinin kolaylıkla mekanik işe dönüşmesini sağlarlar. Özindükleme katsayısı (indüktans) L olan bir bobin akımının I şiddetinde olması için W=1/2LI2  enerjisine, yani bir B manyetik alanı doğuracak harcamaya gereksinim vardır. Bu enerji, kondansatörün boşaltılmasıyla ya da bobinden geçen akımın kesilmesiyle geri alınabilir.

    Işığın elektromanyetik kuramı, ışınımların, elektromanyetik enerji adı verilen bir enerji (ışıma enerjisi) taşıyarak yayılan elektromanyetik dalgalar olduğunu göstermiştir. Çağdaş kuramlarsa, Einstein’ın yaptığı gibi, ışığın taneciksel ve dalgalı iki görünümü bulunduğunu kabul etmekte ve her bir fotona bir hv enerjisi ya da enerji kuvantumu maletmektedirler; burada, h Planck değişmezini (h = 6,62*10-34 j.s), v de göz önüne alınan ışınımın frekansını gösterir. Yıldızların yaydığı enerji olağanüstü büyüklüktedir; sözgelimi, Güneş yılda 1034 joulelük bir enerji yayar; bu, yaklaşık 3.1027 kWs (saatte 3 milyar kere milyar kere milyar kilowatt ) eder; bu da kütle ile enerji arasındaki eşdeğerliliğin gösterdiği gibi, yılda 1014 tonluk bir kütle yitimine denk düşer. Nitekim, bağıllık kuramı, bir cismin hızını arttırmak için harcanan işin,aynı zamanda cismin kütlesinin de artmasını sağladığını ortaya koymaktadır. Einstein, elektronun hareketlerini göz önüne alarak, eylemsizliğin elektromanyetik kökenli olduğunu göstermiştir: Bir cismin kinetik enerjisindeki dW artışı, kütlesindeki dm artışı ile ışığın co hızının karesi ile çarpımına eşittir; dW= dm.co2 . Buradan, m kütlesinin W/co2 enerjisine eşit olduğu çıkar; dolayısıyla bir gramlık herhangi bir madde, 25 milyon kWs’e eşdeğerdir.

FİZİKSEL ENERJİ

     İş üretebilen sistemlerde enerji var demektir. Bu enerji kavramı fiziğin bütün dallarında, çeşitli biçimlerde ortaya çıkmış, ama açıklığa kavuşması yavaş yavaş olmuştur.

     İnsan ister kendi çıkarına kullanmak için bazı doğal kaynaklardan yararlan-maya çalışmış olsun, ister kendi çalışma zorluklarını azaltmayı aramış olsun, enerji önce, en gözle görünür haliyle, mekanik iş biçiminde ortaya çıkmıştır. Dağlardan vadilere inen su, bir iş üretebilir. Vinç, makara, kaldıraç gibi yalın makineler de daha az emekle, insanın kas gücünü arttırabilir. Ama bütün bunlar karşılıksız olmaz ve kuvvette kazanılan, aşılan yolda yitirilir: İş bir kuvvetle bir yer değişikliğinin çarpımıdır. Dolayısıyla, bütün fiziğe egemen olan enerjinin korunumu yasası, özellikle işin korunumu biçiminde ortaya çıkar.

ENERJİNİN KORUNUMU

     Yalın makineler iş üretemezler; bu iş, onları çalıştıran işçi ya da motor tarafından sağlanır. Söz konusu makineler yalnızca, işi bütünüyle koruyarak görevi kolaylaştırırlar. Bu koruma ancak, sistem değişmez hızla çalışıyorsa açıkça gözlenir; sözgelimi, bir vincin çalışmaya başlamasıyla bazen iş ortadan kalkar ama yok olmaz: Vincin durmasıyla iş yeniden ortaya çıkar. Olay, makinenin hızlanmasının başlangıç evresinden yararlanmak yoluyla işi depolaması ve yavaşlama anında onu yeniden geri vermesi biçiminde gelişir. Böylece, enerji kavramı, somut bir sistem içinde depolanan iş biçiminde ortaya çıkar. Durumu daha yakından inceleyen fizikçiler, gerçekte işin aşağı yukarı her zaman kesin olarak yok olduğunu anlamışlardır. İşin korunumu tam anlamıyla doğrulanmamıştır; yalnız,iş ortadan kalktığında ısı ortaya çıkmaktadır. Yitirilen işin sonucu olarak bu ısının ortaya çıktığını görmek ve yitirilen aynı bir iş için her zaman aynı miktarda enerjinin ortaya çıkıp çıkmayacağını aramak çekici gelmiş, kalorinin mekanik eşdeğerinin, işin ısıya, ısının da işe dönüşmesinin incelenmesiyle, XIX. yüzyılın başında, Joule ve Carnot’nun temellerini atmış oldukları termodinamik doğmuştur.

İÇ ENERJİ

     Enerjinin korunumu yasasının tam anlamıyla doğrulanması için, ayrıca, iç enerji kavramından yararlanmak gerekir. Sudan buhara geçişte olduğu gibi, bazı dönüşümlerde iş, görünür hiçbir değiş-tokuş olmaksızın yiter; ama burada da gerçek bir yok olma söz konusu değildir. İş, değişmekte olan sistemin kendi içinde depo edilir; depolana bu iş, iç enerji denilen enerjidir. Enerjinin uygulamalı kullanımı için makroskobik sistemler arasındaki alışverişler göz önüne alınırsa, bu sistemlerin mikroskobik bir iç yapıları bulunur: Molekül yapısı. Bir sistemin iç enerjisi, söz konusu mikroskobik yapıya ilişkin enerjidir: Taneciklerin kinetik enerjisi ve tanecikler arasındaki etkileşmeye bağlı olan potansiyel enerji.

     XX. yüzyılın başına kadar fizikçiler enerjinin korunumu yasasından geniş ölçüde yararlanırken, kimyacılar da bir ‘korunum yasası’ndan (Lavoisier’in ‘Hiçbir şey yok olmaz, hiçbir şey yaratılmaz.’ sözüyle dile getirdiği yasa) kütlenin korunumu yasasından yararlanmaktaydılar. Bununla birlikte, ağır bir atom çekirdeğinin fisyonu, büyük bir hızla ve bunun sonucu olarak yüksek bir kinetik enerji taşıyarak kaçan hafif çekirdeklerin doğuşuna yol açar. Oysa, fırlatılan kütlelerin toplamı, başlangıçtaki ağır çekirdeğin hareketsiz kütlesinden küçüktür. Einstein, kütle ve enerjinin eşdeğerliliğini kabul ederek, yiten kütleyi açıklamakla kalmamış, ayrıca iki büyük korunum yasasının olağanüstü bireşimini de gerçekleştirmiştir. Yalıtılmış bir sistem için, kütle ile enerjinin toplamı değişmezdir. Kütle ile enerji arasındaki eşdeğerlik Einstein’ın şu bağıntısıyla verilir: E = mc2 ; burada, m göz önüne alınan hızla hareket eden taneciğin kütlesi, c de ışık hızıdır. Dolayısıyla, madde, kendi içinde akıl almaz derecede büyük miktarda enerji bulundurmaktadır. Ayrıca, bu enerjiyi serbest bırakabilmek, sonra da debisini denetleyebilmek gerekir. Hidrojenin kaynaşma tepkimesi için bu gerçekleşememiştir; çünkü hidrojen için enerji bir kez serbest bırakılınca, henüz ancak hidrojen bombasının yıkıcı gücü olarak kullanılabilir. Uranyum atomunun nötronlarla bombardımanıyla gerçekleştirilen uranyumun fisyonuysa, denetlenebilmekte ve nükleer santrallerde kullanılan atom pillerinin temel mekanizmasını oluşturmaktadır.

  Yer de bir gezegen olarak, çok büyük bir enerji kaynağıdır; dönüşünün neden olduğu kinetik enerji. Burada da zorluk, söz konusu enerjiyi kullanma olanağından kaynaklanır; çünkü insanlar Yer’in dönüşüyle birlikte sürüklenmektedirler. Buna karşılık, Ay’ın ve fiziksel bir olay olan yerçekiminin varlığı söz konusudur. Gelgitler ve gelgit hareketlerindeki güce dayalı santraller de bundan kaynaklanmaktadır.

KİMYASAL ENERJİ

     Tepkimeye yatkın bir ortam, mekanik, ısı, elektrik, ışık, vb. biçimindeki enerjiyi soğurabilir ya da üretebilir.

Yanma olaylarında, kimyasal enerji kullanılmakta ve mekanik enerjiye, ısıl enerjiye ya da başka bir enerji biçimine dönüştürülmektedir. Isı verici güç, yani tepkime ısısı, yanıcı maddenin birim kütlesine orantılı olarak kullanılır. Patlayıcı tepkimelerde, enerjinin büyük bir bölümü mekanik iş halinde, geri kalanıysa ısı halinde ya da ışıma enerjisi olarak açığa çıkar. Pillerde ve akümülatörlerde, kimyasal enerji doğrudan elektrik enerjisi üretir; buna karşılık, bir elektroliz tepkimesi, böyle bir elektrik enerjisini harcar. Havadaki karbon dioksit gazının klorofile dönüşmesi, ışık enerjisinin soğurulması olmadan gerçekleşmezken, fosforlu maddeler, kimyasal değişmelere uğrayarak ışık yayarlar. Dolayısıyla, kimyasal enerjetik, her biri belli bir enerji biçiminin alışverişini konu edinen, çok sayıda dal içerir.

MEKANİK ENERJİ VE ISI ENERJİSİ

     Dış ortama iş sağlayabilen bir sistemin enerjisi vardır.  Böyle bir sistemde, bütünün hareketleri ya da cismin çeşitli bölümleri arasındaki etkileşmeler mekanik enerji kaynağı oluştururlar. Isı enerjisiyse, sistemi oluşturan taneciklerin, öz hareketlerinden kaynaklanır.

MEKANİK ENERJİ

     Bir sistemin mekanik enerjisi, sağlayabildiği işe dayanarak ölçülür. Bu kavram, insan işi kavramına, yani bir kütlenin, bir güç harcanarak, yerinin değiştirilmesine denk düşer. Dinamik bilimi, bir F değişmez kuvvetinin, başlangıçta hareketsiz halde bulunan bir m kütleli cisme uygulandığında, ona, ivmesi, genellikle g ile gösterilen bir hareket ilettiğini gösterir. Bu kuvvetin, güç etkisinin çizgisi doğrultusunda, x uzunluğundaki bir yer değiştirme sırasında ürettiği iş, tanım olarak W = Fx ‘e eşittir. Bu cisim, ideal koşullarda (hiçbir sürtünme yoksa), alınan işi geri verebilir. Gerçekten, eylemsizlik sayesinde koruyacağı bir V hızıyla kendi haline bırakılmış olan bu cisim, bir çarkla bağlanmış bir palete çarparsa, bu çarkı döndürecektir; dolayısıyla bir enerjisi vardır. Hareketin yol açtığı bu enerji, kinetik enerji diye adlandırılır ve E=mV2 bağıntısıyla hesaplanır. Bu bağıntıda m cismin kütlesi, V de hızıdır.

     Zemin üstüne bırakılmış ağır bir bilye, serbest düşüş nedeniyle ya da ağırlığından dolayı, eğik bir düzlem boyunca yuvarlanarak, bir hız kazanabilir. Yer’e göre olan konumu yüzünden, bilye, potansiyel enerji adı verilen bir enerji birikimi taşır ve bu enerjinin, statik bir özelliği vardır. Sistem tarafından depolandığında, onun biçimiyle birlikte değişir: Yer-bilye uzaklığı azaldığında, potansiyel enerji de, aynı biçimde azalır. Buna, sistemin iki bölümü arasındaki etkileşme neden olur. Böylece, iki elektrik yükü, iki mıknatıs, iki gezegen arasında, elektrik, manyetik ya da çekim potansiyel enerjilerinin tanımlanmasını sağlayan kuvvetler etki eder. Gerilmiş bir yayda da, onu oluşturan moleküller arasındaki ‘esnek’ etkileşmelerin neden olduğu bir potansiyel enerji vardır. Bu son örnek, potansiyel enerjinin kinetik enerjiye, kinetik enerjinin de potansiyel enerjiye kolayca dönüştürülebileceğini gösterir. Bir sistemin mekanik enerjisi, kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamına eşittir. Yalıtılmış bir sistem söz konusu olduğunda, bu toplam değişmezdir; yalıtılmış sistemlerde mekanik enerjinin korunması, fiziğin temellerinden birini oluşturur. Bu, cisimlerin hareketini ve dalgaların yayılmasının incelenmesini sağlar. Böylece, sesin, gaz içinde iletilmesi, potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşmesine denk düşen art arda sıkışmalar ve genleşmelerden kaynaklanır.

ISI ENERJİSİ

     Isı, çok sayıda fizik olayında ortaya çıkar. Joule’ün, kalorinin mekanik eşdeğerini ölçtüğü 1845 yılından bu yana, ısının, potansiyel enerji ya da kinetik enerjiyle aynı nitelikteki bir enerji biçiminden başka şey olmadığı bilinmektedir. Demek ki, bir sistemin toplam mekanik enerjisini hesaplamak için, ısı enerjisini de göz önünde bulundurmak gerekir. Akışkanlardaki enerji alışverişlerini ve itici kuvvete dönüşümü inceleyen termodinamik, sistemler bütününün hareketleriyle ilgilenmez. Bu durumda kinetik enerji sıfırdır ve bir akışkanın DU iç enerji değişikliği, akışkana sağlanan iş ile bu akışkana verilen ısının toplamı olarak tanımlanır. Termodinamiğin birinci ilkesi, bu anlatımı, DU = W+Q bağıntısıyla açıklar. Burada, W dış ortam ile değiş tokuş edilen işi, Q ise ısı alışverişlerini simgelemektedir. Isı vererek iş elde etmek için, Carnot, iki ısı kaynağının gerektiğini göstermiştir: Akışkan, sıcak denilen kaynaktan ısı alır ve soğuk denilen kaynağa ısı verir. Demek ki, ısının tümü işe dönüştürülemez.

     Gerçekten, ısı, moleküllerin çalkantısına, yani, kinetik enerjilerine denk düşer. Bu ısıl çalkantı, tam anlamıyla düzensiz olduğundan, kinetik enerjinin yalnızca, iki kaynak arasındaki sıcaklık değişikliğinden dolayı düzenli olan bölümü kullanılabilmektedir. Dolayısıyla buharlı makineler türündeki ısıl motorlar, bir sıcak kaynak (yani kazan) ile baca ve üretilen enerjinin bir bölümünü alan atmosferin oluşturduğu bir soğuk kaynaktan oluşmuşlardır. Bu çift ısılı sistem bulunmazsa, enerjinin tümü, moleküllerinin kinetik enerjilerini aynı biçime sokmak için, ısıya dönüşür. Enerji yitimine yol açan da, insan açısından pek kullanışlı olmayan bu enerji dönüşümüdür.

NÜKLEER ENERJİ

     Çekirdeklerin fisyonu ya da kaynaşması sırasında açığa çıkan enerjiye nükleer enerji denir. Çekirdeklerin kohezyonunu (cisimlerin moleküllerini kendi aralarında bağlayan kuvvet) sağlayan kuvvetler, son derece güçlüdür. Nükleonlardan (protonlar ve nötronlar) hareket ederek çekirdeğin oluşması sırasında, bu bileşenlerin kütlelerinin bir bölümü, söz konusu bağı, bağ enerjisi biçiminde sağlarlar. Demek ki, bir atom çekirdeğinin kütlesi, onu oluşturan protonların ve nötronların kütlelerinin toplamından her zaman daha düşüktür. Bu, m kütle yitimini betimleyen E bağ enerjisi Einstein’ın E = mc2 bağıntısı sayesinde hesaplanabilmektedir. Bu bağıntıda, c ışık hızıdır. Söz konusu enerjilerin belirlenmesi büyük önem taşır: Böylece, çekirdeklerin farklı kararlılıkları anlaşılabilir. Bir çekirdekteki nükleonlar arasındaki bağ enerjisi arttığı oranda, çekirdek kararlılık kazanır. Kütle yitiminin, orta bir değerdeki atom kütlesi olduğu ve demir gibi elementlerde, uranyum, plütonyum gibi ağır elementlerinkinden ya da hidrojen gibi hafif elementlerinkinden daha büyük olduğu saptanmıştır. En kararlı çekirdekler, yaklaşık 8 MeV’luk  (1 megaelekronvolt = 1 000 000 elektronvolt) bir bağ enerjisi gösteren geçiş metallerinin çekirdekleridir. Bir uyarılma sonunda, ağır bir çekirdek bölünerek (fisyon) iki kararlı çekirdek verir. Kazanılan enerji, fisyon için gerekli olandan çok daha büyüktür. İki hafif çekirdeğin nükleer kaynaşma yoluyla birleşmesi sonunda da, önemli bir enerji elde edilir. Bu tanecikler arasındaki elektriksel iteleme, birçok zorluğa neden olduğundan, şimdilik, hidrojenin izotoplarının nükleer kaynaşmasıyla yetinilmektedir.

ELEKTRİK ENERJİSİNİN ÖZELLİKLERİ

 - Elektrik enerjisinin diğer enerji türlerine dönüştürülmesi kolaydır.

 - Diğer enerji türlerine göre çok uzaklara taşınması ve kullanılması son derece rahattır.

 - Verimi yüksektir. Bir enerji, istenen başka bir enerji türüne dönüştürülürken, ekseriya istenmeyen başka enerji türleri de ortaya çıkar. Bunların arasında özellikle ısı enerjisinin büyük olması dikkati çeker. İstenmeyen bu ısı enerjisi, yararlanılamadığı için yitirilir ve verimi düşürür. İşte elektrik enerjisinin ısıdan başka bir enerjiye dönüştürülmesinde oluşan ısı enerjisi az olduğu için verimi yüksektir.

 - Elektrik enerjisi sayısız bir çok parçaya ayrılarak kullanılabilir. Örneğin: Bir elektrik santralında kazanılan elektrik enerjisi, enerji taşıma hatlarıyla büyük kentlere götürülmekte ve orada sayısız konut ve iş yerlerine dağıtılarak kullanılmaktadır.

 - Elektrik enerjisi bulunduğu yerin ekonomik, sosyal ve kültürel düzeylerini hızla yükseltir ve kendisine karşı duyulan gereksinmenin artmasına gene kendisi neden olur.

 - Elektrik enerjisi toplumların ekonomik, sosyal ve kültürel yönlerden kalkınmasını sağlayan ve çağdaş uygarlığın en önemli araçlarından biri durumundadır.

 - Son 50 yıl içinde baş döndürücü bir hızla ilerleyen teknolojideki gelişimler ve hatta bir ev kadınının eli altına bir makinanın verilmesi (örneğin çamaşır makinesi) elektrik enerjisi sayesinde olanaklı olmuştur.

  Elektrik enerjisinin belirtilen bu ve bunlara benzer avantajları ve iyi yönleri yanısıra sakıncalı yönleri de vardır. Bunların başında elektrik enerjisinin depo edilemeyen bir enerji türü olması gelir. Nitekim elektrik enerjisi üretildiği anda kullanılmak zorunluluğundadır. Bundan dolayı üretim ile tüketim arasında devamlı bir dengenin bulunması gerekir.  Ayrıca üretim sisteminde bir arıza ortaya çıktığında, bu sisteme bağlı sayısız abonede hizmetlerin durmasına ya da aksamasına neden olur. Bu nedenle, elektrik enerjisinin üretiminde sürekli bir devamlılığın sağlanması ve elde büyük ölçüde yedek sistemlerin bulundurulması zorunludur. Elektrik enerjisinin bir başka sakıncası da üretimine paralel olarak taşıma ve dağıtımı için özel düzenlere kesinlikle gereksinme duymasıdır. Oysaki, örneğin: bir dokuma fabrikası ürünlerini tüketiciye götürmek için özel yollara ve taşıtlara gereksinme duymaz. Bu görevi herkesin yararlandığı bir yoldan ve bir kamyon ile yapabilir. Buna karşın elektrik enerjisinin taşıma ve dağıtılması için projeye ayrıca yatırımların (örneğin: direkler, teller, izolatörler...) katılması zorunlu olmaktadır.

 ELEKTRİK ENERJİSİNİN İLETİMİ (TAŞINMASI) VE DAĞITILMASI

    Genellikle birbirinden uzak olan elektrik üretim santrallarıyla tüketim merkezleri arasındaki bağlantı, iletişim şebekesi ve enterkonnekte sistemlerle sağlanır. Elektrik depolanamadığından, üretildiğinde hemen kullanıcıya ulaştırılması gerekir. Bu da üretim ve tüketimin her an dengede tutulması demektir. Öte yandan tüketim miktarı bölgelere, mevsimlere ve hatta günün saatlerine göre büyük değişiklikler gösterebilir. Enterkonnekte sistemler, üretimi tüketim düzeyindeki değişimlere uyarlamayı sağlar. Elektriğin iletimiyse, gerilimin gücüne bağlı olarak taşıma iletim sığası değişen elektrik hatları aracılığıyla gerçekleştirilir. Gerilim arttığında iletim işleminde ciddi tasarruflar sağlanır: enerji kaybı gerilim düzeyiyle ters orantılı olduğu için enerjiden, hat miktarı azaldığı için yerden, şebekedeki bakım masrafları azaldığı için de harcamalardan tasarruf edilir. Mesela, 1000 MW’lık bir nükleer santralın ürettiği elektriği boşaltmak için, 380000V’luk bir hat kullanılır; oysa aynı işi görmek için 154000V’luk altı hat veya 66000V’luk 30 hat gerekir.     

   Enterkonnekte sistemler çok dağınık bölgelerin üretim imkanlarını birleştirerek, aynı malzeme güvenliği bakımından gerekli olan güç miktarının azalmasını sağlar. Arızalar meydana geldiğinde, yerinde değiştirilmesi gereken parçalar o an için elde bulunmayabilir. Bu durumda enterkonnekte sistem yardıma koşar; elektrik dağıtım istasyonlarında gerilimin akış yönü ayarlanarak anında ve en az harcamayla üretim ile tüketim arasındaki denge sağlanır. Şebekenin yönetimi için gerekli emirler ve bilgiler özel iletişim hatları, özel telsizler kullanılarak sağlanır.

Şebeke ve gerilimler

  Gerilim ne kadar yüksek olursa, bir hattın iletebileceği elektrik miktarı da o kadar yüksek olur. Üretim santrallarından çıkan çok büyük miktarlardaki akımı iletebilen hatlar Türkiye’ de 380000V veya 154000V düzeyindedir. Uzak mesafeler arasına kurulan büyük iletişim şebekeleri ve enterkonnekte sistemler bu tip hatlardan oluşur. Bu şebekeler, bütün üretim santrallarını birbirine bağlar. Elektrik, gerilimi düşürüldükten sonra bölgesel şebekelere iletilir ve bu şebekeler yardımıyla ayrılarak dağıtım merkezlerine gönderilir. İletim şebekesi bölgesel, ulusal veya uluslar arası ölçekte de olsa, yönetim ve organizasyon nedenleriyle iletim işlemi Türkiye’ de 34500V veya bunun üzerindeki bir gerilim düzeyinde gerçekleştirilir. En çok kullanılan 380000V, 154000V, 66000V veya 24500V’tur. 34500V’un altındaki gerilimlere ortalama gerilimler olan 20000V ve 15000V veya alçak gerilim olan 380 veya 220V’luk dağıtım gerilimleri denir. Petrokimya, metalürji (özellikle alüminyum), demir-çelik fabrikaları ve elektrikli ulaşım hatları (tren, tramvay) çok büyük tüketicidir. Orta gerilim şebekeleri orta ve küçük sanayi işletmeleri ile büyük mağazalar veya yöresel yönetimler, hastaneler, okullar gibi merkezleri besler. Son olarak, milyonlarca yerel kullanıcı, alçak gerilimli elektrik akımıyla beslenir.

Elektrik Dağıtım Merkezleri ve Dağıtım Bağlantıları

  Elektrik üretim merkezleriyle tüketicileri arasındaki bağlantı, elektrik iletim şebekesiyle anında sağlanır. Elektriğin dağıtımı, üretim ve iletim merkezlerindeki karmaşık bir programlama sistemiyle gerçekleştirilir. Dağıtım Türkiye Elektrik Kurumu (TEK) tarafından hazırlanarak uygulanmakta olan bir plana göre Türkiye çapında yapılır. Bu amaçla haberleşme ve telekomünikasyon araçlarından, otomasyondan ve önceden hazırlanan istatistik verilerine dayalı öngörülerden yararlanılır. Bu öngörülerde, ele alınan günün birkaç yıl öncesine kadar şebeke ve tüketim durumu dikkate alınır. Eskiden yılda bir kere yapılan tahminler, zamanla haftalık, günlük hale gelmiş ve tüketimin daha da yakından izlenmesi imkanı sağlanmıştır. Dağıtım ve iletimde meteorolojik koşullar da çok önemlidir; kapalı bir hava veya güneşli bir hava büyük sıcaklık farklılıklarına yol açar ve bu da milyonlarca konutun ısıtma ve aydınlatılmasında rol oynar. Elektrik akımının iletimi ve dağıtımı şebekeye bağlı dağıtım merkezlerince (transformatör istasyonları) sırayla yapılır.

  Şebeke dağıtım merkezlerinin iki ayrı işlevi vardır: hem hatların birbirine bağlanmasını sağlar (enterkoneksiyon), hem de dönüştürme işlevi üstlenir (transformatör). Transformatör istasyonları transformatörler (dönüştürücü), disjonktörler ve ayırıcılarla donanmıştır.      Transformatörler, duruma göre elektrik akımının gerilimini yükseltir veya alçaltır; dolayısıyla, iletim ve dağıtıma en uygun gerilimi seçerek elektriğin taşınmasında büyük önem taşır.      Disjonktörler gerilim hattında herhangi bir aksaklık olduğunda akımı otomatik olarak kesmeye yarar. Hattın şebekeden ayrılması gerektiğinde devreye sokulabilir. Ayırıcılar da aynı rolü üstlenir, ama hatta akım olmadığı zaman çalışır ve hattı şebekeden tamamen ayırmakta kullanılır. Bir dağıtım merkezinin birçok farklı öğesi çoğunlukla açıktadır; bazı kentlerde bir dizi öğe yeraltında veya bina içlerinde olabilir. Bunlar basınçlı gaz zarfı içinde tutulur. Atmosferle pek temas etmediğinden, bundan kaynaklanan kirlenmelere uğramaz. Merkezler biraz uzaktaki bir kumanda istasyonundan yönetilir.

Elektriğin Ülke Çapında Dağıtımı

  Türkiye’de elektrik dağıtımından genelde Türkiye Elektrik Kurumu (TEK) sorumludur; bazı bölgelerde bu işi özel şirketler üstlenmiştir. Dağıtım kuruluşu tüketim ihtiyacına göre şebekeler kurmak, bunları yönetmek ve yenilemek, tüketicileri şebekeye bağlayan bağlantıları yapmak, dağıtılan elektriğin sürekliliğini sağlamak ve miktarını sabit kılmakla yükümlüdür. İletim sistemi aracılığıyla yüksek gerilimde taşınan elektrik, alçak gerilime düşürülerek bir dağıtım merkezine, yani transformatör istasyonuna ulaştırılır. Kırsal bölgelerde bu şebekeler açıktadır; yerleşim bölgelerindeyse çoğunlukla yeraltına döşenmiştir.

  Orta gerilim/alçak gerilim merkezlerinin bağlayıcı elemanı, farklı gerilimdeki iki şebekeyi birbirine bağlayan ve kısaca trafo denen transformatördür. Alçak gerilimli dağıtım sistemi tüketicilere üç fazlı ve bir topraklı (nötr) elektrik sağlar; elektrik iki gerilim düzeyinden oluşur. Bunlardan giderek yaygınlaşanı fazlar arası 380V ve faz-toprak arası 220V  gerilimidir. Fazlar arası 200V ve faz-nötr arası 127V olanı giderek azalmaktadır. En çok kullanılan sistemler üç fazlı 380V ve tek fazlı 220V’tur. Bu seçeneğe göre, bir alet 4 tele veya 2 tele bağlanır. Elektrik akımının frekansı bütün Avrupa’da ve Türkiye’de 50Hz, Amerika kıtasındaysa 60Hz’dir. Bir motor veya bir bilgisayar, aygıtın içinde kullanılan frekansa eşit frekanslı bir şebekeye bağlanmadıkça düzgün çalışmaz.

ELEKTRİK ENERJİSİNİN ÜRETİLMESİ TERMİK SANTRALLAR

  Termik santrallar, kömür, akaryakıt veya gaz gibi fosil yakıtların yakılması yoluyla elektrik üretir. Su santrallarda, ocağın kazan bölümünde dolanan su, çok sıcak buhar haline dönüşür ve bu buhar, elektrik akımı üreten alternatörlere bağlı türbinleri çalıştırır. İlk büyük petrol krizi sanayileşmiş Batılı ülkelerde bu tip termik santralların yapımını yavaşlattı. Ancak gene de bu tip santrallar, birçok ülkede enerji açığını kapatmakta görev üstlenmeye devam etmektedir.

  Termik santralların ürettiği ısının bir bölümü çevreye atılır. Soğutma suyunun sağlandığı kıyı ve ırmak suları birkaç derece ısınır. Kömürün yanmasıyla oluşan küllerin bir bölümü bacaların elektrostatik filtrelerinden dışarı sızar. Ve nihayet, bütün fosil yakıtlar azot ve kükürt içerir ve bu maddeler yanma sonrasında oksitler halinde atmosfere karışır. Çevre uzmanlarına göre gaz atıklar, ormanlar için son derece zararlı olan asit yağmurlarının en önemli nedenidir.

Termik Santralın Çalışma Yöntemi

  Elektrik enerjisine dönüştürülecek olan termik enerjiyi üretmek için, yakıt bir buhar kazanında yakılır. Buhar kazanı, bir ocak ile bir boru demetinden oluşur; boruların içinde dolanan su, burada ısıtılır ve buhar haline geldikten sonra türbinlere gönderilir. Eğer yakıt olarak kömür kullanılıyorsa, bu kömür önce öğütülüp toz haline getirilir; sonra sıcak havayla karıştırılır ve brülörle buhar kazanının yanma odasına püskürtülür. Eğer sıvı yakıt kullanılıyorsa, bu sıvı yakıt önce akışkanlığının artması için ısıtılır, sonra kullanılır.

  600MW’lik bir santralda buhar 565 derecelik bir sıcaklığa ve 174 bar düzeyinde bir basınca çıkarılır. Yüksek basınçlı türbinlere yollanan buhar kısmen genleşerek türbin çarklarını döndürür. Bu ilk aşamadan geçen buhar, enerjisinin bir bölümünü korur. Aynı buhar, ayrı bir devre aracılığıyla yeniden kazana gönderilir ve tekrar ısıtılır; sonra 34 bar düzeyinde bir basınçla, orta basınçta çalışan türbine basılır. Düşük basınç bölümündeyse buhar tam olarak genleşir. Bu çevrimin sonunda basıncı 300 milibara düşen buhar kondansöre gönderilir.

  Kondansör, buharın yeniden suya dönüştürüldüğü soğuk bir kaynaktır. Buhar burada,  içinde soğutma suyunun dolandığı binlerce küçük çaplı boruya temas ederek tekrar suya dönüşür. Sonra pompalarla toplanır ve yeniden ısıtma çevrimine sokulur; bu amaç için türbinin farklı noktalarında ısıtılan buhardan yararlanılır. Böylece yeni çevrim başlamış olur: su tekrar buhar kazanına girer, burada ısıtılarak buharlaştırılır ve türbinlere doğru yollanır. Türbinlerin mekanik enerjiyse alternatör vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülür. Ve son olarak da bir transformatörde gerilimi yükseltilen elektik, genel iletim hatlarına verilir.

NÜKLEER GÜÇ SANTRALLARI

  Nükleer Güç Santralları ile Termik Santraller birbirleri ile benzer özellikler taşırlar. Her iki santral tipinde de elde edilen buharın ısıl enerjisi türbinde mekanik enerjiye ve mekanik enerji de dejeneratörlerde elektrik enerjisine dönüştürülerek elektrik üretilir. Bu santraller arasındaki temel fark buharın elde ediliş yöntemidir. Bütün nükleer reaktör tiplerinde bölünmeden açığa çıkan enerji buhar üretiminde kullanır ve bu buhar üretimi doğrudan reaktörün korunda ya da buhar üreteçlerinde yapılır. Bu nedenle nükleer reaktörlerdeki bölünme reaksiyonu termik santrallarda fosil yakıt yakmakla aynı işleve sahiptir. İlk olarak nükleer güç santrallerini tanıtmadan önce bölünme (fisyon) reaksiyonu mekanizmasını anlatmakta yarar vardır.     Nükleer reaksiyonda açığa çıkan enerji, temelde U235 izotopunun ya da herhangi bir bölünmeye yatkın (fisil) izotopun (Pu239, U233) nötronla etkileşmesinden ötürü parçalanması olayı sonucunda açığa çıkan fazlalık bağlanma enerjisidir. Nötronla etkileşen U235 çekirdeği kararsız hale geçerek, kendisinden daha hafif iki çekirdeğe ayrılır ve bu esnada da ortalama olarak iki nötron açığa çıkarır. Bu reaksiyon sonucu açığa çıkan bölünme enerjisi yaklaşık 200 MV'dir. Bu enerji buhar üretimi için soğutucuya aktarılır ve açığa çıkan nötronlardan biri bölünmeye yatkın başka bir izotopu parçalayarak zincirleme reaksiyonuna sebep olur. Diğer nötron ise reaktör içindeki diğer malzemeler tarafından yutulur ya da sistemden kaçar.    Nükleer reaktörler bu zincirleme bölünme reaksiyonunun kontrollü olarak yapıldığı sistemlerdir. Bölünme reaksiyonunun önemini anlamak için 1 kg U235 izotopunun yanması sonucu açığa çıkan enerjinin yaklaşık 1.3 milyon kg kömürünkine eşdeğer olduğunu belirtmek yeterli olacaktır.

  Bölünme reaksiyonu sonucu açığa çıkan nötronların etkili bir şekilde kullanılabilmesi için bölünmeye yatkın izotoplarla etkileşme olasılıklarını arttırmak gerekir. Bu nedenle bölünme reaksiyonlarından açığa çıkan hızlı nötronlar moderatör adı verilen yavaşlatıcı malzemeler yardımı ile yavaşlatılarak bölünmeye yatkın malzemelerle etkileşim olasılıkları arttırılır. Diğer bir malzeme de yansıtıcı (reflector) dır. Bu malzeme korun etrafına yerleştirilerek nötronların sistemden dışarı kaçma olasılıklarını azaltmak için kullanılır. Moderatör malzemesi aynı zamanda yansıtıcılık işlevini de görebilir.

  İlk kontrollü bölünme reaksiyonu 1942 yılında Amerika Birleşik Devletlerinde inşa edilen CPI Reaktöründe gerçekleştirilmiştir. Bu reaktörde yakıt malzemesi olarak doğal uranyum ve moderator olarak grafit kullanılmıştır. İlk nükleer reaktörde olduğu gibi nükleer reaktör tasarımcılarının reaktör yakıtı için seçimleri doğal uranyum (%0.71 U235, %99.27 U238) ya da %3, %4 oranında zenginleştirilmiş uranyumdur. Eğer yakıt doğal uranyum seçilirse moderator olarak grafit ya da ağır su kullanılmalıdır.

Günümüzde, elektrik üretimi için kullanılan santralların büyük bir bölümü Basınçlı Su Reaktörü (PWR), Kaynar Su Reaktörü (BWR), ve Basınçlı Ağır Su Reaktörüdür (PHWR). Bunlardan ilk ikisi, hafif su soğutmalı termal reaktör sınıfına girer, moderator ve reflektör malzemesi olarak da hafif su kullanılır. Üçüncü reaktör tipi ise dünyada ilk olarak Kanada'da elektrik üretimi için kurulan ve soğutucu olarak ağır su kullanan Basınçlı Ağır Su Reaktörüdür.

BASINÇLI SU REAKTÖRÜ (PWR)

  Basınçlı su reaktörleri ticari olarak elektrik üretimi için ABD'de kullanılan ilk reaktör tipidir. Bu tür reaktörlerde korda üretilen enerji birincil devre soğutucu vasıtasıyla kordan çekilir. İkincil devrede buhar üreteçlerinden alınan buhar türbinlerinde genişletilerek jeneratörde elektrik üretilir. Birincil devre basıncı, soğutucu suyun kaynamasını engellemek için, 15-16 MPa civarındadır. Soğutucunun kora giriş sıcaklığı 290-300 C, çıkış sıcaklığı ise 320-330 C civarındadır. Reaktör korundan çıkan soğutucu türbinlerde kullanılan buharın üretimi için buhar üreteçlerine gönderilir. Reaktörlerin birincil soğutucu devreleri iki, üç ya da dört tane benzer döngüden oluşur. Her bir döngüde bir buhar üretici, bir reaktör soğutucu pompası ve bağlantı boruları bulunur. Ayrıca reaktör basıncını kontrol edebilmek için bir basınçlayıcı bu döngülerden biri üzerinde bulunur.

  Yakıt içinde fisyondan açığa çıkan nötronlar soğutucuda yavaşlatılarak zincirleme fisyon reaksiyonunu sağlarlar. Aynı anda açığa çıkan kinetik enerjinin büyük bir kısmı yakıt içinde ısıl enerjiye dönüşür ve bu enerji ısı iletimi ile soğutucuya aktarılır, bir kısmı ise hızlı nötronlar tarafından moderasyon anında moderator vazifesi de gören soğutucuya aktarılmıştır.

Reaktör koru dayanıklı bir çelikten yapılmış silindirik bir basınç kabı içerisinde yerleştirilmiştir. Basınç kabı bu tip reaktörlerin ömrünü kısıtlayan en önemli bileşendir.

Hemen hemen bütün reaktör tiplerinde reaktör basınç kabı ve soğutucu sistemleri koruma kabı adı verilen çelik bir kabuğun içindedir. Bu çelik kabuk betondan yapılmış ikinci bir koruyucu yapının içerisinde yer alır. Bu sistem dış etkilerden reaktör sistemini korumak ya da reaktörden bir kazadan dolayı açığa çıkabilecek radyasyonun çevreye sızmasını önlemek için tasarlanmıştır.

KAYNAR SU REAKTÖRÜ (BWR)

  Kaynar su reaktörü dünyada basınçlı su reaktöründen sonra en yaygın olarak kullanılan reaktör tipidir.  Kaynar su reaktörleri (BWR) birçok yönden PWR reaktörüne benzemekle birlikte, temel fark reaktör koru içinde kaynama olayına izin verilmesidir. BWR tipi reaktörlerin diğer hafif sulu reaktörlere göre üstünlüğü reaktör koru içinde doğrudan elde edilen buharın türbinlere gönderilmesidir. Bu nedenden dolayı BWR reaktörleri doğrudan çevrim ile çalışır. Basıncın PWR tipi reaktörlere göre daha düşük olması nedeniyle (7 MPa) basınç kabı et kalınlığı daha düşüktür.

BASINÇLI AĞIR SU REAKTÖRÜ (PHWR)

  Basınçlı Ağır Su Reaktörleri, Basınçlı Su Reaktörleri ile benzer özellikler taşırlar. Ağır su reaktörü olarak adlandırılmalarının nedeni moderator ve soğutucu için ağır su (D20) kullanmalarıdır. Bu tür reaktörlerin en yaygın olarak kullanıldığı ülke Kanada'dır. Kanadalılar son 40 yılda CANDU (CANada Deuterium Uranium) adını verdikleri Kanada reaktörünü tasarlayıp geliştirerek Basınçlı Ağır Su Reaktörü teknolojisinde lider olmuştur.

  CANDU reaktörlerinde yakıt olarak doğal uranyum kullanıldığı için zenginleştirme tesislerine ihtiyaç yoktur. Düşük basınçta moderator, ağır su (D20) ve yatay silindir şeklinde bir reaktör kabı vardır. Reaktör kabının içinde yatay şekilde geçen 380 adet yakıt kanalı bulunur. Yakıt kanalları doğal uranyum yakıt ve ağır su soğutucusundan oluşur. Yakıt kanalındaki yakıt elemanları basınç tüpü içindedir.

HİDROELEKTRİK ENERJİ

  M.Ö. 3000-2000 yıllarından itibaren Mezopotamya ve Çin 'de, Mısır ve Anadolu 'da suyun potansiyel ve kinetik enerjisinden faydalanılmıştır. Buhar makinasının icadına kadar bir cismi hareket ettirmek için kuvvet kaynağı olarak sadece su ve rüzgardan yararlanılıyordu. Rüzgarın süreksiz olması nedeniyle daha çok su kullanılmıştır.

Suyun Potansiyel ve kinetik enerjisinden faydalanılarak çeşitli tipte hidroelektrik tesisler yapılabilir. Çöllerde ve sıcak ülkelerde suyun buharlaşmasından faydalanmak suretiyle yapılan depresyon tesisleri, gel-git olayından ve dalga enerjisinden faydalanılarak yapılanlarla akarsular üzerinde kurulan sistemler buna örnek verilebilir.

Depresyon Tesisleri:

  Denizden alçakta olan çöllerde veya denize kıyısı olan çok sıcak bölgelerde, yüzeyden suyun fazla buharlaşmasından yararlanmak amacıyla hidroelektrik tesisler yapılmaktadır. Çok sıcak bölgelerdeki uygun bir koy bir duvar aracılığıyla denizden ayrılır. Denizden ayrılan kısımda serbest su yüzeyinden buharlaşma sonucunda, buranın su seviyesi alçalır. İşte buharlaşan bu su miktarına eşit debi denizden alınarak hidroelektrik tesisi kurulur. Çöllerde yapılan tesislerde ise çölün denizden alçak olan kesimlerinde bir tünel veya bir kanal ile deniz suyu taşınır. Çukur bölgede yapılan tesiste ise enerji üretilir. Çukur bölgede oluşan göl kesimden bir yıl içinde buharlaşan su miktarına eşit olan debi, denizden alındığı takdirde zaman içinde gölde kararlı bir seviye oluşur. Çukur bölgede oluşan bu gölün hacminin deniz suyundaki tuzu depolayacak kadar büyük olması gerekir.

  Kattara Hidroelektrik projesi. Kattara Çölü Kahire'nin 300 km batısında ve Akdeniz seviyesinden 135 m alçaktadır. 80 km uzunluğundaki bir tünel vasıtasıyla 600 m³/sn lik deniz suyu bu çukura aktarılacaktır. Oluşacak göl ham biriken tuzları hem de 60 m yüksekliğindeki 12000 m² 'lik bir alana sahip gölün su yüzeyinde büyük miktarda buharlaşma gerçekleşecektir. Yılda yaklaşık 2 m kalınlığında su buharlaşırsa, yılda toplam  24 milyar m³ su buharlaşacaktır. Bu da ~761 m³/s debiye karşılık gelir. Fırat nehrinin debisi ise 600 m³/s 'dır. Tesisin kur gücü 1200MW'dır.

Gel-Git Hidroelektrik Tesisleri:

  Açık denizlerde meydana gelen gel-git olaylarından yararlanılarak elektrik enerjisi elde edilmesi için kurulan tesislerdir. Yükselen deniz suyu bir nehrin ağzında yapılan hazneye veya bir koya doldurulur. Boşalırken, dolarken veya her iki yönde çalışan tek ve çift hazneli gelgit tesisleri yapılmıştır.24 saat içinde, 20 dk süre ile deniz iki defa kabarır ve alçalır. Dolarken ve boşalırken aynı türbin çalışabilir. İki taraf arası seviye farkı 3 m olunca türbinler durur. Daha sonra tekrar kapaklar açılarak deniz suyu doldurulur ve boşaltılır. Bu tesislerin en büyüğü Fransa'da Atlantik sahilindeki Rance Tesisidir. Bu santralde her biri 10 MW gücünde 24 türbin-jeneratör grubu vardır. Tesisi çalıştırmakta sadece bir kişi görevli çünkü tesis tam otomatik olarak çalışmaktadır. Tesis 240 MW gücündedir.

Dalga Enerjisinden faydalanılarak Enerji Üreten Tesisler:

  Bu tesisler henüz uygulama safhasına girmemiştir. Dalga enerjisinin de süreksiz olması bu tür tesislerin faaliyet sürelerini kısıtlamaktadır. İstanbul Boğazındaki akıntıdan enerji elde edilmesi ise mümkün değildir. Çünkü tesisin masrafları üretimle elde edilecek gelirin çok çok üstündedir. Ayrıca tesisin kurulabilmesi için Boğaz deniz trafiğine kapatılacaktır ve üretilecek enerji ise yalnızca 5 MW gücündedir. Yani konvansiyonel olmayan tesisler ancak belirli yerlerde ve belirli koşullar altında yapılabilmektedir.

Akarsular Üzerinde Kurulan Hidroelektrik Tesisleri:

  Bu tür santraller iki ana bölüme ayrılır. Barajsız hidroelektrik santralleri, nehir santralleri veya çevirmeli hidroelektrik tesisleri.

Barajsız Hidroelektrik Tesisleri:

  Akarsu, bağlama adı verilen bir sistem aracılığıyla kabartılarak su alınır. Alınan su bir tünel veya kanal yardımıyla az bir eğim oluşturacak şekilde, aynı veya başka bir akarsu yatağına bırakılır. Böylece seviye farkından yararlanılarak elektrik enerjisi üretimi sağlanır. Akarsu üzerine yapılan bağlama yardımı ile kabartılan suyun, seviye farkından yararlanarak kanalsız veya tünelsiz tesisler yapılmaktadır.

Barajlı Hidroelektrik Tesisler:

  Akarsu üzerinde bir baraj yardımı ile mevsimlik, yıllık veya çok yıllık hazneler. Elektrik enerjisi üretimi ihtiyaca göre ayarlanarak, pik saatlerindeki ihtiyaç kolayca karşılanır. Yedek türbinler yardımı ile yağışlı yıllarda güvenilir enerjinin üstünde ikincil enerji üretilebilir ve haznenin büyüklüğüne göre kurak mevsimlerde enerji ihtiyacı karşılanabilir. Bunlara karşın barajların önemli olumsuzlukları da göz ardı edilmemelidir.

JEOTERMAL ENERJİ

Enerji Kaynakları:

  Jeotermal enerji, Dünya’nın ısısından elde edilen enerjidir. Jeotermal sözcüğü “yer” ve “ısı” anlamındaki Yunanca iki sözcükten üretilmiştir. Bilim adamları, jeotermal ısının nereden kaynaklandığı, yeryüzüne çıkan buharın nasıl oluştuğu konusunda henüz tam bir görüş birliğine varamamışlardır. Büyük bir olasılıkla bu ısının kaynağı , Dünya’nın derinliklerindeki “magma” denilen erimiş kayaç kütlesidir. Yüzeye püsküren buharın da, yüzeyden derinlere sızan yağmur sularının, bu kızgın magma bölgesinde ısınıp buharlaşması sonucunda oluştuğu sanılmaktadır. Bu ısıdan, İzlanda ve Japonya’da olduğu gibi, evlerin, hamamların ve seraların ısıtılmasında yararlanılabilir. Elektrik enerjisi üretiminde de, üreteçlere bağlı buhar türbinlerinin çalıştırılmasıyla jeotermal enerji kullanılabilir. İlk jeotermal enerji santralı 1931’de İtalya’daki Larderello’da kuruldu. Bugün Larderello’da toplam gücü 351 megawatt olan ve yaklaşık 600 bin nüfuslu bir kenti beslemeye yeterli elektrik üreten bir grup jeotermal enerji santralı bulunmaktadır. Ucuz enerji çağından pahalı enerji çağına girilirken ömrü son derece kısıtlı olan konvansiyonel enerji kaynaklarının, bir gün tükenebileceği düşünülmeye başlanmıştır. Bu nedenle, hızla artan nüfusun ve teknolojik yeniliklere bağlı olarak gelişen endüstrinin enerji gereksinimi karşısında, konvansiyonel enerji kaynaklarının yerine geçebilecek, yeni ve yenilenebilir doğal kaynakların araştırılması bulunması ve bunlardan yararlanılması konusunda büyük bir arayış içine girilmiştir.

  Dünyadaki enerji kaynakları fosil kaynaklar (kömür, petrol, doğal gaz, turba, petrollü, kaynaklar, vb.) yenilenebilir kaynaklar (hidrolik, biyomas, jeotermal, jeotermal gradyan, rüzgar, gelgit, dalga, vb.) olmak üzere iki bölüme ayrılabilir. Bunlardan yenilenebilir kaynaklar grubuna giren Jeotermal Enerji, önemli bir yer tutmaktadır.

  Yerkabuğu içerisinde hazne kayalarda bulunan, basınç altında aşırı derecede ısınmış suların enerjisidir. Ekonomik önemdeki jeotermal enerji birikimi, 40°C-380°C arasında olup, 3000 m 'ye kadar olan derinliklerde geçirimsiz kayalar altında yer alan, geçirimli hazne kayalar içinde bulunmaktadır. Şimdiye kadar üç çeşit jeotermal sistemin varlığı saptanmıştır. Sıcak kuru kaya sistemi, sıcak su sistemi, kuru bahar sistemi.

Sıcak Su Sistemi:

  Yeryüzünde sıcak su esaslı sistemler Buhar esaslı sistemlerden yirmi kat daha fazla bulunmaktadır. Sıcak su sisteminde, derindeki hazne kaya içerisinde, basınç altında, yüksek sıcaklıkta, erimiş kimyasal madde bakımından çok zengin, farklı kimyasal özelliklerde sular bulunmaktadır. Bu tür sistemlerden sondajlarla yeryüzüne çıkarılan sıcak su+buhar karışımından elde edilen buhardan, elektrik enerjisi üretilmekte, buharı alınmış sıcak su ise atılmaktadır.

Kuru Bahar Sistemi:

  Buhar esaslı sistemler , sıcak su esaslı sistemlerden farklı olarak, çok fazla ısınmış, nem miktarı az, sıcaklığı yüksek buhar üretirler. Bu tür buhar, bir enerji kaynağı olarak doğrudan jeotermal santrallere gönderilerek elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Bir bakıma bunlar yerkabuğu üzerinde oluşmuş, birer doğal nükleer reaktör olarak kabul edilir.

Sıcak Kuru Kaya Sistemleri:

 Yerküremizde özellikle genç, aktif volkanik kuşaklarda, jeotermal gradyanın çok yüksek olduğu bölgelerde, sıcak su içermeyen yüksek sıcaklığa sahip kızgın, kuru kayalar bulunmaktadır. Bu tür sistemlere soğuk su basılarak sıcak su+ buhar karışımı alınmakta ve bu, bir enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır.

RÜZGAR ENERJİSİ

  İnsanlar binlerce yıldır rüzgardan bir enerji kaynağı olarak yararlanmaktadır. Buna ilişkin olarak ilk akla gelen yelkenli teknedir. Rüzgar enerjisini kullanabilmenin üç yolu vardır: Yelkenli teknelerde olduğu gibi doğrudan hareketi sağlamak; yel değirmenlerinde olduğu gibi herhangi bir makinenin kanatlarını döndürmek; elektrik üreteçlerine bağlı türbinleri çalıştırmak. Rüzgar enerjisi, dönüşüme uğramış güneş enerjisidir. Güneş enerjisinin kayaları, denizleri ve atmosferi her yerde özdeş ısıtmaması nedeniyle oluşan sıcaklık ve basınç farkları rüzgarı oluşturmaktadır. Rüzgar bit merkez çevresinde dolandıklarında, santrifüj kuvveti etkisinde kaldıkları gibi, yeryüzü ve hava arasındaki sürtünme kuvvetinden de etkilenirler. Kutuplar ve ekvator arasındaki sürekli hava akımlarına göre, enerji üretimi açısından denizler, karalar, dağlar ve vadiler arasındaki yerel rüzgarlar daha önemlidir.

  Rüzgar enerjisi bol ve serbest halde bulunan güvenilir ve sürekli bir enerji kaynağıdır. Havanın öz kütlesi az olduğundan, rüzgardan sağlanacak enerjinin miktarı hızına bağlıdır. Rüzgarın hızı yükseklikle, gücü ise, hızının küpü ile orantılı olarak artar. Sağlayacağı enerji, gücüne ve estiği süreye bağlıdır.

  1982-92 döneminde Kaliforniya' da yaklaşık 150.000 rüzgar türbini kurulmuştur. Buralardan yaklaşık 3.000.000.000 kWh elektrik üretilmiş ve Kaliforniya' nın elektrik tüketiminin %1,2 buralardan sağlanmıştır. Dünyanın en büyük rüzgar çiftliği ABD' de kurulan Altamount Pass rüzgar tesisidir. 8160 Hektar alan kaplayan bu çiftlik 3500 adet 100 kW'lık ve 40 adet 300-450 kW'lık türbin bulunmaktadır.

Rüzgar Teknolojisi:

  Rüzgar enerjisi Betz teoremine göre max. %59,3 etkinlikle mekanik enerjiye çevrilebilir. Bu çevirim, rüzgar türbini tarafından yapılır. Böyle bir türbin; çevredeki engellerin rüzgarı kesemeyecek kadar yükseklikte bir kule üzerinde bulunması gerekir. ayrıca yüksek verim için geniş düzlükler bu enerji kaynakları için daha elverişlidir. Türbinin rüzgara göre yönlendirilmesi, rotor ekseni ile rüzgar doğrultusu arasındaki yav açısını kontrol eden mekanizmayla sağlanır. Elektrik üretimini sağlayan bu makineye rüzgar jeneratörü adı verilir.

2000 yılı için kurulu kapasite hedefi ABD' de 2800 MW, Avrupa'da 6340 MW, Asya'da 3817 MW civarında olması tahmin edilmektedir. Avrupa'da en büyük kapasite Almanya'da 2000 MW olacak ve onu 1000 MW'la Danimarka takip edecektir. Gelecek 10 yıl sonunda ABD elektrik üretiminin %20 sini rüzgar enerjisinden sağlamayı hedeflemiştir. Avrupa Birliği ise 2005 yılında elektrik enerjisinin %20 sini yenilenebilir. kaynaklardan sağlamayı hedeflemektedir. Bu projede ise rüzgar enerjisine %2' lik bir pay ayrılmıştır. Elektrik; çağdaş yaşamın en yaygın enerji kaynaklarından birisidir. Kullanıldığı alanlar neredeyse sayılamayacak kadar çoktur. Evlerimizi aydınlatmak, elektrikli süpürge, çamaşır makinesi gibi ev aletlerini çalıştırmak, hatta yemek pişirmek ve odalarımızı ısıtmak için elektrik enerjisinden yararlanırız. Fabrika ve işyerlerindeki makineler ile bilgisayarlar ve telefon, radyo, televizyon yayınları gibi iletişim sistemleri için gerekli olan enerji gene elektrikten sağlanır. Motorlu taşıtlardaki ateşleme sistemini ve marş motorunu  besleyen enerji kaynağı da akümülatörlerde depolanmış olan elektriktir. Öte yandan elektrikli trenler ve otomobiller gibi bazı taşıtlar tümüyle elektrik enerjisiyle yol alır. Kısacası elektrik insanların en vazgeçilmez ihtiyacı haline gelmiştir ve yaşantımızda son derece önemli bir rol oynar.

   ENERJİ ÇEŞİTLERİ

HİDROELEKTRİK ENERJİ:

  Enerji amacı dahil su kaynaklarının geliştirilmesi ve kullanımı olarak tanımlanabilir. Diğer bir ifade ile Suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi ile sağlanan bir enerjidir. Ülkemizdeki mevcut yağış miktarları ve akarsularımızın durumu göz önüne alındığında bu enerji kaynağından güvenilir olarak tam kapasite ile yararlanma oranımız ancak % 65 olabilecektir (Kaynak :1998 - TUBİTAK-TTGV)

JEOTERMAL ENERJİ:

  Yer kabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş olan ısının oluşturduğu ve sıcaklıkları atmosferik sıcaklığın üzerinde olan sıcak su, buhar ve gazlar olarak tanımlanır.

Ülkemiz jeotermal kaynak bakımından dünyada yedinci sırada yer almaktadır. Yüzey sıcaklığı 40 derecenin üzerinde olan 140 civarında kaynak mevcuttur. Bu kaynakların 136 tanesi merkezi ısıtma ,sera ve konut ısıtılmasına ve endüstriyel kullanıma uygun iken sadece 4 tanesinden teknik ve ekonomik açıdan elektrik enerjisinin elde edilebilmesinin mümkün olduğu belirlenmiştir. Tüm kaynaklarımızın değerlendirilmesinin petrol eşdeğerinin 9 milyar dolar/yıl olduğu (Kaynak :1998 -TUBİTAK-TTGV) hesaplanmıştır.

GÜNEŞ ENERJİSİ: 

   Güneşten gelen ve dünya atmosferi dışında şiddeti sabit ve 1370 W/m2 olan ve yer yüzeyinde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Isıtmadan soğutmaya ve elektrik üretiminde kontrollü olarak kullanılabilmektedir. Ülkemizin yıllık güneşlenme süresi ortalama olarak 2640 saattir. Maksimum güneşlenme 362 saat ile temmuz ayında, minimum güneşlenme süresi ise aralık 98 saat ile ayında görülmüştür.

Güneşlenme süresi yönünden en zengin bölge Güneydoğu Anadolu bölgesi olup bunu sırası ile Akdeniz, Ege , İç Anadolu, Doğu Anadolu, Marmara ve Karadeniz bölgesi izlemektedir.

Güneş enerjisi günümüzde: konutlarda ve iş yerlerinde,tarımsal teknolojide, sanayide,ulaşım araçlarında,iletişim araçlarında,sinyalizasyon ve otomasyonda, elektrik enerjisi üretiminde kullanılmaktadır.

RÜZGAR ENERJİSİ:

  İndirekt yani çevrime uğramış bir güneş enerjisi olarak tanımlanabilir ( TUBİTAK-TTGV,1998 ) Rüzgardan elde edilecek enerji tamamen rüzgarın hızına ve esme süresine bağlıdır.

Ülkemizin geneli olmasa da rüzgar enerjisi yönünden zengin sayılan yerleri mevcuttur. Dünyada ise 1990 yılında kurulu rüzgar santralları gücü 2160 MW iken bu rakam 1994 de 3738 MW, 1995 de 4843 MW, 1996 yılında ise 6097 MW ( 1997, Wind Power Raporu) olmuştur. Burada dikkat edilirse özellikle son yıllarda rüzgar enerji santrallarında gözle görülür bir artış trendi olmasıdır.

Rüzgar enerjisi her ne kadar kaynağı doğa olsa bile bedava bir enerji değildir. Bu enerjinin temel hammaddesi olan rüzgar her ne kadar parayla alınmasa bile rüzgarın taşıdığı enerjinin tutularak enerjiye dönüştürülmesi için bir maliyet gerekir. ABD 'de 750 Dolar/kW olan maliyet Avrupa'da 1400 Dolar /kW olabilmektedir. Ekonomik olması için 1000 Dolar/ kW olması gerekmektedir. Denizlere kurulan rüzgar türbünleri ise karadakilere oranla iki kat pahalıya mal olmaktadır. Gelişen teknoloji ile bu rakamların yakın bir gelecekte çok daha aşağılara çekilmesi beklenmektedir.

BİYOKÜTLE ENERJİSİ:

  Klasik ve modern anlamda olmak üzere iki grupta ele almak mümkündür.

Birincisi; konvansiyonel ormanlardan elde edilen yakacak odun ve yine yakacak olarak kullanılan bitki ve hayvan atıkları(tezek gibi) oluşur.

İkincisi yani modern biyokütle enerjisi ise; enerji ormancılığı ve orman-ağaç endüstrisi atıkları, tarım kesimindeki bitkisel atıklar, kentsel atıklar, tarıma dayalı endüstri atıkları olarak sıralanır.

Günümüzde enerji tarımı adını verdiğimiz bir tarım türü oluşmuştur. Bu tarım türünde C4 adı verilen bitkiler ( seker kamışı, mısır, tatlı darı,…..vb.) yetiştirilmektedir. Bu bitkiler suyu ve karbondioksiti verimli kullanan, kuraklığa dayalı verimi yüksek bitkilerdir.

Dünya genelinde biyokütle enerji teknolojileri son derece hızlı gelişmektedir. Ülkemizde ise 1996 yılı verilerine göre 5512 BTEP odun , 1533 BTEP bitki ve hayvan atıkları olmak üzere toplam 7045 BTEP enerji elde edilmiştir ve bu rakam yıllık enerji tüketimimizin yaklaşık olarak % 10 'una tekabül etmektedir.

DENİZ KÖKENLİ YENİLENEBİLİR ENERJİ:

  Deniz dalga enerjisi, deniz sıcaklık gradyent enerjisi, deniz akıntıları enerjisi( boğazlarda) ve med-cezir enerjisi olarak tanımlanabilmektedir. Ülkemiz için üzerinde durulabilecek enerji grubu ise özellikle deniz dalga enerjisidir.Deniz dalga enerjisinin temelinde yine rüzgar enerjisi yatmaktadır. Ülkemizin Marmara hariç olmak üzere açık deniz kıyı uzunluğu 8210 km civarındadır. Bunun turizm , balıkçılık kıyı tesisleri gibi nedenle en fazla beşte birlik kısmı kullanılabilir ver bu yıllık olarak 18.5 TWh/yıl düzeyinde bir enerji elde edilebilir.

HİDROJEN ENERJİSİ:

  Doğada bileşikler halinde bol miktarda bulunan hidrojen serbest olarak bulunmadığından doğal bir enerji kaynağı değildir. Bununla birlikte hidrojen birincil enerji kaynakları ile değişik hammaddelerden üretilebilmekte ve üretiminde dönüştürme işlemleri kullanılmaktadır. Bu nedenle elektrikten neredeyse bir asır sonra teknolojinin geliştirdiği ve geleceğin alternatif kaynağı olarak yorumlanan bir enerji taşıyıcısıdır. Hidrojen karbon içermediği için fosil yakıtların neden olduğu çevresel sorunlar yaratmaz. Isınmadan elektrik üretimine kadar çeşitli alanların ihtiyacına cevap verebilecektir. Gaz ve sıvı halde olacağı için uzun mesafelere taşınabilecek ve iletimde kayıplar olmayacaktır.2010 yılından itibaren hidrojenin ticari amaçlar için kullanılması düşünülmektedir. Her türlü maliyet göz önüne alındıktan sonra ilk yıllarda benzinden 1.5 -5.5 arası daha pahalı olması beklenmektedir. Fakat gelecek yıllarla birlikte çevresel katkıları da göz önüne alındığı zaman bu maliyetin çok daha aşağılara çekilmesi hesaplanmaktadır.

  Yenilenebilir enerji kaynakları da dahil olmak üzere hemen hemen tüm enerji kaynaklarında teknolojik olarak gelişmeler mevcuttur. Enerji bu güne kadar olduğu gibi gelecekte de insanlık için temel bir sorun olma özelliğini sürdürecektir. Bununla birlikte ; Gelecek yıllarda bugün olduğundan daha fazla enerji sağlayan yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip olunması da insanlık için uzak bir ihtimal değildir. 

Bununla birlikte 2020 yılına kadar yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam enerji tüketimine getireceği katkılar ne yazıkki insanlığın ihtiyacı olan enerji rakamlarını karşılamaktan uzak görünmektedir. İnsanoğlunun bugün sahip olduğu teknik seviyeler 2020 yılında toplam enerji ihtiyacımızın maksimum % 12 sinin alternatif enerji kaynaklarından karşılanabileceğini göstermektedir.

ENERJİNİN DÖNÜŞÜMÜ

  Enerji iş yapabilme yeteneğidir. İş yapabilen bir cismin enerjisi var demektir. Enerji skaler bir büyüklük olup, iş birimleri aynı zamanda enerji için de geçerlidir. Enerjinin bir çok çeşidi vardır.  

Kinetik Enerji :

  Bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Bu enerji cisim hareket ettiği sürece vardır. Cisim hızlanınca artar . Yavaşlayınca azalır. Hızı sıfır olan bir cismin kinetik yani hareket enerjisi de sıfırdır. Okul camından attığımız bir kağıt uçak bahçeye düşünceye kadar uçmaya devam eder.Bir hareket söz konusu olduğu için kinetik enerjisi vardır. Eğer uçağımız aşağı doğru hızlanıyorsa kinetik enerjisi de artıyor demektir. ama okul bahçesine düştüğü an hızı sıfır olduğu için kinetik enerjisi de sıfır olur.

Potansiyel Enerji :

  Bir cismin veya sistemin durumundan dolayı sahip olduğu enerjidir. Potansiyel enerjiye durum enerjisi de denilebilir. Bu enerji cismin durumundan kaynaklanan enerjidir. bir topu yukarı attığımızda en üst noktada hızı sıfır olduğu ana kadar potansiyel enerjisi artar. Çünkü yer ile olan yüksekliği artmıştır. Aynı şekilde bir yayı sıkıştırırsak sıkışmış yayın eski haline gelme isteği de onun kir potansiyel enerjisinden söz edilmesine sebep olur.

TÜRKİYE’NİN KULLANDIĞI ENERJİ ÇEŞİTLERİ

Taşkömürü

  TÜBİTAK’ın yaptığı araştırmaya göre Türkiye’nin taşkömürü toplam rezervi 1127 milyon ton. 1998 yılında taş kömür üretimi 2.1 milyon ton olarak gerçekleşti. İhtiyaç duyulan taşkömürü giderek artan miktarlarda ithal ediliyor. 1998 yılı ithalatı 10 milyon ton dolayında bulunuyor. Önümüzdeki yıllarda yerli üretimde bir miktar artış öngörülmekle birlikte hızla büyüyen demir çelik sanayiine paralel olarak taşkömürü ithalatının giderek artması, 2020 yılında 148 milyon ton seviyesine çıkması öngörülüyor.

Petrol ve Doğalgaz

  Petrol, Türkiye’nin enerji ithalatında en önemli yeri tutan ve önümüzdeki yıllarda da bu önemini koruması beklenen enerji kaynağı olarak değerlendiriliyor. Türkiye’de 43.7 milyon ton üretilebilir petrol mevcut olup, ilave rezerv olmaması halinde yaklaşık 13 yıl üretim yapabilecek kapasite mevcut.

Doğalgazda ise Türkiye’nin 1998 yılı üretimi 565 milyon metreküp olarak gerçekleşti. Yerli üretimin yetersiz olması nedeniyle 1987 yılından itibaren Rusya Federasyonundan doğalgaz ithal ediliyor. Ayrıca Marmara Ereğli’sinde yapılan LNG terminali Ağustos 1995 tarihinde işletmeye alındı. 1997 yılında Cezayir’den 3 milyar metreküp LNG ithalatı yapıldı.

Hidrolik Enerji

  Bugün işletmede 10 bin 306 MW kurulu güç bulunuyor. 1998 yılı sonu itibariyle 125 milyar kwh/yıl olan hidrolik potansiyelin halihazırda mevcut santrallerle yüzde 30’u değerlendirilmiş olup, 1998 yılında hidrolik enerji üretimi 42.2 milyar kwh olarak gerçekleşti. İnşa halindeki tüm hidrolik santrallerinin devreye girmesi ile Türkiye’nin ekonomik potansiyelinin yaklaşık yüzde 38’i değerlendirilmiş olacak. 2020 yılı itibariyle, ekonomik hidroelektrik potansiyel kurulu güç olarak yüzde 84.6 ve ortalama üretim olarak yüzde 83.3’ü değerlendirilebilecek.

Biyokütle  Enerji

  Biyokütle kaynakları olan odun, bitki artıkları, tezek Türkiye’de uzun yıllardan beri kırsal bölgelerdeki konutlarda ısıtma ve yemek pişirme amaçlı olarak tüketiliyor. Bu kaynaklar toplam olarak halen ülkenin birincil enerji tüketiminin yüzde 10’unu ve konutlardaki enerji tüketiminin yüzde 40’ını oluşturuyor. Biyokütle nin sanayileşmiş ülkelerdeki birincil enerji tüketimindeki payı yüzde 3’ün altında ise de, bazı ülkeler biyokütle enerji kaynağını önemli ölçüde kullanıyor. Örneğin Finlandiya yüzde 15, İsveç yüzde 9, Amerika yüzde 4 oranında biyokütleden üretilen enerjiden faydalanıyor.

Elektrik Enerjisi

  Bugün 21 bin 889 mw (103 milyar kwh) olan kurulu gücün 2020 yılında 109 bin  mw (547 milyar kwh ) seviyesine yükselmesi öngörülüyor.

Jeotermal Enerji

  Türkiye, jeotermal enerji yönünden şanslı ülkeler arasında. Sıcaklığı 100°C’ye varan 600’den fazla sıcak su kaynağının varlığı Türkiye için önemli bir jeotermal enerji potansiyeli. Türkiye’nin ilk jeotermal santralı 1984 yılında, TEK tarafından Denizli-Kızıldere’ de kuruldu. 20 mw gücündeki bu santral üretim kuyularındaki CaCO3  kabuklaşma problemine rağmen kurulduğu yıldan bu yana elektrik üretimine devam ediyor. Türkiye’de jeotermal enerjiye dayalı bina ve sera ısıtmacılığı da hızla gelişiyor. Balıkesir-Gönen, Kütahya-Simav, Kırşehir, Kızılcahamam, İzmir-Balçova vb. alanlarda 50 binden fazla konut günümüzde jeotermal enerji ile ısıtılıyor. Hava kirliliği yaratmayan bu kaynakla yapılan bina ısıtmacılığı diğer kaynaklara oranla çok daha ucuza mal oluyor. Ülke sathında 2 bin 843 mwt olan potansiyelin toplam 250 mwt dolayındaki bölümü kullanılmış olup, bunun önümüzdeki yıllarda giderek artması bekleniyor.

Güneş Enerjisi

  Türkiye’de güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumda. Ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2 bin 640 saat (günlük toplam 7.2 saat) olup, ortalama toplam ışınım şiddeti metrekareye yılda bin 311 kwh  (günlük ortalama 3,6 kWh/m2) olduğu hesaplandı. En fazla güneş enerjisi alan bölge Güneydoğu Anadolu olup, bunu Akdeniz Bölgesi takip ediyor. Güneş enerjisi teknolojileri, termal güneş sistemleri ve fotovoltaik sistemler olarak ikiye ayrılıyor. Güneş enerjisi ısıtma, kurutma, tuzlu suyun damıtılması, yemek pişirme, yüzme havuzlarının ısıtılması, soğutma, proses ısısı sağlama gibi alanlarda kullanılıyor. Ancak güneş enerjisi uygulamalarının en yaygın ve ekonomik olanı sıcak su sistemleridir.

Rüzgar Enerjisi

  Türkiye’de rüzgar santrallerinin kurulması yolunda Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’na Yap İşlet Devret modeli çerçevesinde 1400-1500 MW civarında toplam 48 adet başvuru oldu. EİEİ tarafından yapılan rüzgar enerjisi çalışmalarında Çanakkale Boğazı civarı, Bozcaada, Gökçeada, Sinop, Bandırma, Ayvalık, Dikili, Çeşme, Bodrum, Antakya, Silifke ve Mardin yörelerinin rüzgar enerjisinden yararlanılabilecek alanlar olduğu tespit edildi.

Hidrojen Enerjisi

  Geleceğin enerjisi olarak adlandırılan hidrojen, suyun elektrolizi veya ısıl parçalanması ya da kömür veya petrol ürünlerinin parçalanması gibi çeşitli yöntemlerle üretilebiliyor. Günümüzde ABD, Almanya, Kanada ve Rusya gibi ülkelerin yansıra Uluslararası Enerji Ajansı gibi kuruluşlarda araştırma ve geliştirme çalışmalarına önemli kaynaklar ayırıyor. Japonya, 2020 yılına kadar hidrojen araştırmaları için 4 milyar dolar ayırdı. UNIDO işbirliği ile Türkiye’de Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi (ICHET) projesi ile hidrojen çağına adım atılması hedefleniyor.

Nükleer Enerji

  Son yıllarda Türkiye’de enerji sektöründe en çok tartışılan konuların başında da nükleer enerji geliyor. Bu nedenle nükleer santral kurma çabaları 1969 yılından bu yana, 30 yıldır gündemde olmasına rağmen henüz bir gerçekleştirilemedi. Bugün dünyada 33 ülkede nükleer santral mevcut. 1997 yılı itibariyle 437 ünite işletmede olup, toplam kurulu güç 351 bin mw. Nükleer elektrik üretimi ise 2 milyar mwh seviyesinde bulunuyor. Bu miktar dünya elektrik üretimin yüzde 18’ini oluşturuyor. 1994 yılı dünya nükleer elektrik üretimi 470 milyon ton petrole karşılık geliyor ve Suudi Arabistan’ın 1993 yılı petrol üretiminden fazla. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nca yapılan projeksiyonlara göre ilk nükleer santralın 2005 yılında, ikincisinin ise 2008 yılında işletmeye alınması öngörülüyor. 2020 yılına kadar Türkiye’nin nükleer kurulu gücünun 10 bin  mw seviyesine ulaşması hedefleniyor.