Yenilenebilir Enerji Kaynakları

İÇİNDEKİLER.............................................................................. i
ŞEKİLLER LİSTESİ...................................................................... iv
ÇİZELGELER LİSTESİ................................................................ viii
1. GİRİŞ....................................................................................... 1
1.1. Enerjinin Tanımı ve Sınıflandırılması................................................ 3
1.2. Dünya'daki ve Türkiye'deki Enerji Tüketiminin Bugünkü Durumu ve
Talep Projeksiyonu....................................................................... 5
1.3. Yenilenebilir Enerji Kaynakları........................................................ 8
2. GÜNEŞ ENERJİSİ....................................................................... 9
2.1. Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyeli....................................................10
2.2. Güneş Enerji Sistemleri.................................................................13
2.2.1. Düz Yüzeyli Güneş Kollektörleri...................................................13
2.2.2. Vakumlu Güneş Kollektörleri....................................................... 16
2.2.3. Güneş Havuzları..................................................................... 18
2.2.4. Odaklı (Yoğunlaştırıcı) Güneş Kollektörleri..................................... 18
2.3. Güneş Enerjisi ile Elektrik Üretimi................................................... 20
2.3.1. Güneş Pili Sistemleri ile Elektrik Üretimi.......................................... 21
2.3.2. Termal Güneş Santralleri ile Elektrik Üretimi.................................... 27
2.4. Güneş Enerjisi Uygulama Alanları................................................... 37
2.4.1. Güneş Enerjili Sıcak Su Sistemleri................................................. 37
2.4.2. Güneş Enerjisi ile Ürün Kurutma.................................................. 40
2.4.3. Güneş Enerjisi ile Sera Isıtma...................................................... 45
2.4.4. Güneş Pili ile Su Pompasının Çalıştırılması...................................... 48
2.4.5. Güneş Enerjisi ile Toprak Solarizasyonu.......................................... 49
2.4.6. Güneş Enerjisi ile Tarımsal Havalandırma....................................... 51
2.4.7. Güneş Enerjili Çitler................................................................. 51
2.4.8. Güneş Enerjili Traktör ve Tarım Makinaları...................................... 52
2.4.9. Güneş Enerjisi ile Su Arıtma........................................................ 53
2.4.10. Güneş Enerjili Pişiriciler............................................................ 54
3. RÜZGÂR ENERJİSİ..................................................................57
3.1. Türkiye Rüzgâr Enerjisi Potansiyeli................................................. 59
3.2. Rüzgâr Türbinleri........................................................................ 63
3.3. Rüzgâr Türbininin Bileşenleri......................................................... 66
3.4. Rüzgârdaki Enerji....................................................................... 68
3.5. Rüzgâr Ölçüm Sistemleri............................................................... 71
3.6. Rüzgâr Enerjisinin Kullanım Alanları............................................... 72
3.6.1. Değirmenler........................................................................... 73
ii
3.6.2. Su Pompalama Sistemleri...........................................................73
3.6.3. Elektrik Üretim Sistemleri...........................................................75
3.6.4. Diğer Kullanım Alanları..............................................................78
4. HİDROLİK ENERJİ....................................................................79
4.1. Türkiye Hidrolik Enerjisi Potansiyeli.................................................81
4.2. Hidroelektrik Santrallerin Sınıflandırılması.........................................84
4.3. Hidroelektrik Santrallerin Yapısı..................................................... 85
4.4. Hidroelektrik Sistemlerde Türbinler................................................. 87
4.5. Su Çarkları............................................................................... 91
5. JEOTERMAL ENERJİ................................................................95
5.1. Türkiye Jeotermal Enerji Potansiyeli................................................. 99
5.2. Jeotermal Enerjinin Kullanım Alanları.............................................102
5.2.1. Jeotermal Enerjiden Elektrik Üretimi............................................102
5.2.2. Jeotermal Enerjinin Doğrudan Kullanımı........................................105
6. BİYOKÜTLE ENERJİSİ............................................................. 111
6.1. Türkiye Biyokütle Enerjisi Potansiyeli............................................. 115
6.2. Biyokütleden Enerji Üretiminde Kullanılan Çevrim Yöntemleri............... 117
6.3. Biyokütle Enerjisinin Faydaları...................................................... 119
6.4. Biyoenerji Üretiminin Artırılmasında Ulaşılabilecek Riskler................... 122
6.5. Biyogaz................................................................................. 124
6.5.1. Biyogazın Oluşumu............................................................... 126
6.5.2. Biyogaz Oluşumuna Etkili Faktörler............................................. 128
6.5.3. Biyogaz Üretim Sistemleri....................................................... 135
6.5.4. Reaktör Tasarımlarına Göre Biyogaz Tesisleri................................. 136
6.5.5. Biyogaz Tesisinin Bileşenleri..................................................... 140
6.5.6. Biyogazın Temizlenmesi......................................................... 146
6.5.7. Biyogazın Kullanım Alanları...................................................... 148
6.5.8. Biyogaz Tesislerinin Projelendirilmesi.......................................... 153
6.5.9. Biyogaz Tesisleri İçin Ölçme Yöntemleri ve Cihazları........................ 156
6.6. Biyodizel............................................................................... 157
6.6.1. Biyodizelde Doğru Karışım........................................................ 159
6.6.2. Biyodizel Üretiminde Kullanılan Hammaddeler............................... 161
6.6.2.1. Ayçiçek............................................................................ 163
6.6.2.2. Soya................................................................................ 168
6.6.2.3. Kolza (Kanola)................................................................... 172
6.6.2.4. Aspir............................................................................... 176
6.6.2.5. Pamuk.............................................................................. 178
iii
6.6.3. Biyodizel Üretimi.................................................................. 183
6.6.4. Biyodizelin Özellikleri............................................................. 187
6.6.5. Biyodizelin Dizel Motorlarda Kullanımı......................................... 188
6.7. Biyoetanol.............................................................................189
6.7.1. Biyoetanol Üretiminde Kullanılan Hammaddeler.............................. 190
6.7.1.1. Şekerpancarı...................................................................... 192
6.7.1.2. Buğday............................................................................. 197
6.7.1.3. Arpa................................................................................ 203
6.7.1.4. Patates............................................................................. 207
6.7.1.5. Mısır............................................................................... 211
6.7.2. Biyoetanol Üretimi................................................................. 217
6.7.3. Biyoetanol Özellikleri.............................................................. 221
6.7.4. Biyoetanolün Kullanım Alanları.................................................. 222
6.7.5. Biyoetanolün Motorlarda Kullanımı............................................. 223
7. DENİZ KÖKENLİ ENERJİLER................................................... 225
7.1. Dalga Enerjisi......................................................................... 226
7.2. Gelgit Enerjisi......................................................................... 228
7.3. Akıntı Enerjisi......................................................................... 230
7.4. Okyanusların Derin ve Sığ Suları Arasındaki Sıcaklık Farkından
Yararlanılarak Enerji Elde Edilmesi................................................ 230
KAYNAKLAR............................................................................ 232
iv
ŞEKİLLER LİSTESİ
Şekil 1.1. Dünya birincil enerji arzında kaynakların payı (2010 yılı)............. 5
Şekil 1.2. Dünya birincil enerji talebi için referans senaryo.........................6
Şekil 2.1. Türkiye güneş enerjisi potansiyel atlası....................................12
Şekil 2.2. Düz yüzeyli bir güneş kollektörünün yapı elemanları.................. 14
Şekil 2.3. Vakumlu güneş kollektörlü su ısıtma sistemi.............................17
Şekil 2.4. Vakumlu güneş kolektörünün çalışma prensibi......................... 17
Şekil 2.5. Güneş havuzu çalışma prensibi ve bir tesis............................... 18
Şekil 2.6. Güneş enerjisinin eksenel odaklanması.................................... 19
Şekil 2.7. Güneş enerjisinin noktasal odaklanması.................................. 20
Şekil 2.8. Güneş pili (fotovoltaik) sistemle elektrik üretimi