Sakarya Üniversitesi Makina Mühendisliği Enerji Bölümü Öğretim Üyesi Bayram Hasan Yiğit, “Türkiye’de Yüzer Fotovoltaik ve Termoelektrik Güneş Enerjisi Santralleri Kurmanın Zamanı Geldi” başlığıyla kapsamlı bilimsel bir çalışma yaptı.

Dünyadaki örnekleri inceleyen Yiğit’e göre, dünya özellikle de Japonya Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerji konusunda yatırım yapıyor. Türkiye’de henüz bu konuda yatırım yok. Gelecekte kalıcı olmak isteyen Güneş Enerjisi firmaları “Yüzer Fotovoltaik ve Termoelektrik Güneş Enerjisi Santralleri” kurmak için Ar- Ge’lerini kurmalı, projeler geliştirmeli ve teknolojiyi geliştirmeli. Aksi takdirde, 10 yıl sonra yüksek miktarda para ödeyerek bu teknolojiyi satın almak zorunda kalacağız.

Güneş Enerjisi sistemlerindeki gelişmeleri yıllardır yakından takip ederim. Solarex İstanbul 2017 Uluslararası Güneş Enerjisi ve Teknolojileri Fuarını 6 – 8 Nisan 2017 tarihleri arasında yapıldı. Bu yıl yapılan fuarı ziyaret ettim. Günümüzden, çok değil, 5 yıl önce fotovoltaik panellerin verimleri % 10 – 15 arasındayken, bugünlerde artık % 15 – 20 verimlerden bahsedilmeye başladığını gördüm. Yerli ve yabancı yatırımcılar bu alandaki gelişmeleri fark etmişler ve Türkiye’de ciddi yatırım yapmaya başlamışlar. Hatta daha da ileri giderek kurulum, montaj, bakım ve temizlik gibi yardımcı sektörlerde oluşmaya başlamış.

Güneş Enerjisi sektöründeki bu durum, bana 1990’lı yılların başındaki otomotiv sektörünü hatırlattı. O dönemde otomotiv sektörü çok canlıydı ve gelişerek bugünkü halini aldı. Geriye dönük otomotiv sektörünün 30 yılına baktığımızda, çok şeylerin değiştiğini görüyoruz. 1990’lı yılların başında kurulan, otomotiv firmalarının (ana üretici ve bayiler dâhil) birçoğu artık yok. Sektörde kalıcı olamadılar ve kaybolup gittiler. Elbette bunun birçok nedeni var. Ama gözlemlerime göre, “kalıcı” olanların ortak özellikleri aşağıda belirtilmektedir.

1. 1-  İyi yönetildiler, vizyonları ve misyonları vardı.
2. 2-  Gelecek 10 yılı hep tahmin etmeye çalıştılar ve duruma göre tedbir aldılar.
3. 3-  Yeniliklere ve gelişmeye hep açıktılar ve Ar-Ge’ye yatırım yaptılar.
4. 4-  Çalışanlarına değer verdiler ve ekip oldular.
5. 5-  İnsan kaynaklarına önem verdiler ve insana yatırım yaptılar.

Güneş Enerjisi sektörüne yatırım yapan firmalar, gelecekte kalıcı olmak istiyor ise, yukarıda belirtilen konulara önem vermelidir. Aksi takdirde sektörde kalıcı olamayıp, kaybolup gideceklerdir. Yukarıdaki maddelerden hepsi “kalıcı” olmak için çok önemlidir ve gerçekleştirilmesi gerekir. Bu yazının kapsamı gereği, diğer maddeler üzerinde değil, 3. madde üzerinde durmak istiyorum.

Firma yeniliklere ve gelişmeye açık olmalı ve Ar-Ge’ye yatırım yapmalıdır. Firma 10 yıl sonra nerede olacağına karar verip, Ar-Ge konusunu seçmeli ve bu yolda kararlılıkla yürümelidir. Bir Güneş Enerjisi firması için “Yüzer, Fotovoltaik ve Termoelektrik Güneş Enerjisi Santrali

Kurmak ve İşletmek” ana hedefleri arasında olabilir. Eğer firma böyle hedef koymak isterse; bu firmanın çalışanlarının ve yöneticilerinin dikkatini bu yazının devamı çekebilir.

2. Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santrallerinin Dünyadaki Durumu

Ülkelere göre, Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santrallerinin özet tablosu aşağıda verilmektedir. Santral sayısı, kurulu güç ve ilk tesisin kurulma tarihine bakıldığında Japonya açık ara öne çıkmaktadır. Bunun nedeni ise; 2011 yılının Mart ayında 9.0 şiddetindeki Tohoku Depreminden sonra oluşan tsunaminin Fukuşima Nükleer Santraline zarar vererek çevre felaketi yaşanmasıdır. Japonya bu felaketten ders çıkararak, Güneş Enerjisi Santralleri kurulumuna yöneldi. Aşağıdaki tabloda görüleceği gibi, Japonlar depremin üzerinden 3.5 yıl geçmeden ilk Yüzer Güneş Enerjisi santralini kurdular. Bugün ise, Japonya’da Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santralinin sayısı 45’i geçmiştir. [1]

Yukarıdaki tabloda görüldüğü gibi, maalesef Türkiye’nin henüz kurulmuş Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santrali yoktur. Yaratıcı bir girişim olan, İzmir’in ilçesi Seferihisar Belediyesinin Türkiye’nin İlk Yüzer Güneş Enerjisi Santrali Projesi henüz DSİ’den onay alamamıştır. [2] Bizler bir an önce Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerjisi santrali işine başlamalıyız. Hem de küçükten değil, büyükten başlamalıyız ve cesur olmalıyız. Daha da ileri gitmeliyiz. Henüz Japonya’da ve diğer ülkelerde uygulanmayan “Termoelektrik” teknolojiyi Yüzer Fotovoltaik Sistemleri birleştirerek sistemin verimini daha da arttırmalıyız.

Yüzer, Fotovoltaik ve Termoelektrik Güneş Enerjisi Santralleri Kurma fikrimi Solarex İstanbul fuarında birçok firma yetkilisi, yönetici ve mühendislerine anlattım. Büyük çoğunluk bu fikri ilk

defa duydu. Özellikle de termoelektrik konusunu. İlk sorulan soru “çevreye ve suya zararı var mı?” oldu. Burada toplum olarak bir hataya düşüyoruz. Bir teknolojiyi üretmeden, onu baltalayan fikirlere sahip çıkıyoruz. Öncelikle teknolojiyi üretmeliyiz ve üretirken çözümlerini de beraberinde bulmalıyız. Örneğin otomobillerin çıkarttığı egzoz gazı, motorlarında kullanılan yağ, üretilirken boyahanesinde kullanılan kimyasal maddeler de çevreye zarar vermektedir. Ama bunların çevreye verdiği zarar en aza indirmek için sürekli çalışma yapılmaktadır. 90’lı yılların başında motorlarda Euro normu yoktu. Şuan otomobillerde Euro-6 normuna uygun motorlar kullanılmaktadır. Benim inceldiğim kadarı ile Yüzer Fotovoltaik ve Termoelektrik Güneş Enerjisi Santrallerinin çevreye verdiği zarar yoktur veya çok azdır. Teknoloji geliştirilirken çevreye olan zararı görülürse, buna da uygun çözümler bulunacaktır. Geçmişten günümüze, teknolojik gelişmelerde böyle olmuştur. Japonya yukarıdaki tabloda belirtilen 45 adet Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santralini kurarken elbette çevreye olan zararını göz önünde bulundurmuşlardır.

Aşağıdaki fotoğrafta, Japonya’da 2018 yılı Mart ayında devreye alınması planlanan Yakamura Barajındaki Yüzer Fotovoltaik Enerji Santralinin bitmiş halinin proje fotoğrafı verilmektedir. Bu projede “Termoelektrik” teknoloji yoktur. Yakamura barajının toplam alanı 450.000 m2, fotovoltaik panellerin kapladığı alan 180.000 m2 ve kurulu gücü 13.7 MW (MegaWatt) olacaktır. Bu gücün eşdeğeri, yılda yaklaşık fosil yakıtları tüketimi ile oluşan 8.170 ton CO2 emisyona, diğer bir değişle 19.000 varil petrole eşittir.[3]

3. Türkiye’de Yüzer ve Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santrallerinin Kurulum Yeri Önerileri

Yukarıdaki fotoğrafta görüldüğü gibi, yüzer fotovoltaik panellerin kapladığı alan baraj alanının % 40’sini kapsamaktadır. Bu çerçeveden bakıp, Yüzer Fotovoltaik ve Termoelektrik Güneş Enerjisi santrallerinin şuan elektrik ürettiğimiz Atatürk, Karakaya, Keban, Altınkaya, Birecik, Oymapınar, Berke ve Seyhan gibi barajların üzerine kurulduğunu düşünelim. Türkiye’nin enerjide dışa bağımlılığını ciddi ölçüde azaltacaktır. Ayrıca, barajların üzeri panellerle kaplı olduğu için, yaz aylarında buharlaşma daha az olacak ve mevcut hidroelektrik santrallerinin verimi daha da yükselecektir.

Diğer taraftan göllerimizi de göz ardı etmemek gerekir. Özellikle Van gölünü. Van Gölü’nün yıllık güneş enerjisi potansiyeli 1750 – 1800 kWh/m2 – yıl’ dır. Bu değer Türkiye’nin birim alana düşen en yüksek güneş enerjisi potansiyel değeridir.[4] Van gölünün suyu tuzlu ve sodalı olmasından dolayı biyolojik çeşitliliği azdır. Dolayısı ile çevreye zarar verme ihtimali de çok düşüktür. Van Gölünün yüz ölçümü 3.713.000 m2’dir. Van Gölünün yüzölçümünün % 5’i yaklaşık 185.000 m2 yapmaktadır. Yani Japonya’da 2018 yılı Mart ayında devreye alınması planlanan Yakamura Barajındaki Yüzer Fotovoltaik Enerji Santralinden daha büyük bir alandır. Başlangıç olarak Türkiye’nin (kullanılan alan arttırılırsa, dünyanın) En Büyük Yüzer Fotovoltaik Güneş Santrali Van Gölü üzerinde kurulabilir. Dünya Güneş Enerjisi Atlası[5] incelendiğinde Van Gölünün yıllık enerji potansiyelinin Japonya Yakamura Barajından daha yüksek olduğu görülür. Dolayısıyla yatırım için Yakamura Barajından daha uygundur.

4. Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santralinde Termoelektrik Teknolojinin kullanımı

Yazımın buraya kadar olan bölümüne kadar termoelektrikten bahsettim. Ama detay bilgi vermedim. Yazımın bundan sonraki bölümünde termoelektriğe ve uygulamasına ayırdım.

“Termoelektrik” sıvı ve katı maddelerde, ısı ile elektrik enerjisinin birbirine dönüşümüdür. Termoelektriği kolay anlamak için kaynak [6]’deki linkte verilen video (https://www.youtube.com/watch?v=mHqqHZsU4k0) termoelektrik jeneratör hakkında detaylı bilgi vermektedir.

Yukarıdaki grafikte baraj ve göllerde sıcaklığın derinliğe göre değişimi verilmektedir. Grafikte görüldüğü gibi, baraj ve göllerde yaklaşık 25 m derinlikte su sıcaklığı 10 oC’ dir ve mevsimlere göre değişmemektedir. [7] Bu önemli özellik, termoelektrik teknolojinin yüzer fotovoltaik güneş panellerinde uygulamayı sağlamanın en önemli özelliklerinden biridir.

Aşağıdaki şekilde Yüzer Güneş Enerjisi Santralleri panellerinin alternatif yerleşim planı verilmektedir ve detayları anlatılmaktadır.

Alternatif-1: Baraj ve göl üzerinde kurulacaktır. Karada kurulanlara göre avantajı; tarım veya başka amaçlar için kullanılabilecek alanlar kaybedilmeyecek. Tozdan daha az etkilenecek. Eğer barajda elektrik santrali var ise, elektriğin ulusal şebeke ağına verilmesi kolay olacak.

Alternatif-1 Ar-Ge çalışması yapılmadan, proje çalışmasıyla devreye alınabilir.

Alternatif-2: Baraj ve göl üzerinde kurulacaktır. Karada kurulanlara göre avantajı; tarım veya başka amaçlar için kullanılabilecek alanlar kaybedilmeyecek. Tozdan daha az etkilenecek. Su ile soğutularak verimi arttırılacak. Eğer barajda elektrik santrali var ise, elektriğin ulusal şebeke ağına verilmesi kolay olacak.

Alternatif-2’nin devreye alınması için Ar-Ge çalışması yapılması gerekir ve buradan elde edilen bilgiler, proje çalışmasına aktarılarak devreye alınabilir.

Alternatif-3: Baraj ve göl üzerinde kurulacaktır. Karada kurulanlara göre avantajı; tarım veya başka amaçlar için kullanılabilecek alanlar kaybedilmeyecek. Tozdan daha az etkilenecek. “Termoelektrik” modüllerle de elektrik üretilecek. Su ile soğutularak verimi arttırılacak ve eğer barajda elektrik santrali var ise, elektriğin ulusal şebeke ağına verilmesi kolay olacak.

Alternatif-3’nin devreye alınması için mutlaka Ar-Ge çalışması yapılması gerekir ve buradan elde edilen bilgiler, proje çalışmasına aktarılarak devreye alınabilir.

5. Sonuç

Dünya, özellikle de Japonya Yüzer Fotovoltaik Güneş Enerji konusunda yatırım yapmaktadır. Türkiye’de henüz bu konuda yatırım yoktur. Gelecekte “kalıcı” olmak isteyen Güneş Enerjisi firmaları “Yüzer Fotovoltaik ve Termoelektrik Güneş Enerjisi Santralleri” kurmak için Ar- Ge’lerini kurmalı, projeler geliştirmeli ve teknolojiyi geliştirmelidir. Aksi takdirde, 10 yıl sonra yüksek miktarda para ödeyerek bu teknolojiyi satın almak zorunda kalacağız. Şuan

Türkiye’de söz konusu teknolojiyi geliştirecek bilgi ve insan kaynağı bulunmaktadır. Yeter ki; devlet ve yatırımcı firmalar “Yüzer Fotovoltaik ve Termoelektrik Güneş Enerji Santrali” kurma ve geliştirme konusunda istekli olsunlar.

Kaynaklar:

[1]- http://www.solarassetmanagement.us/news-source/floating-plants-article

[2]- http://seferihisar.bel.tr/seferihisar-suyla-elektrik-uretecek/

[3]- http://global.kyocera.com/news/2016/0102_knds.html

[4]- http://www.eie.gov.tr/MyCalculator/Default.aspx, Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası(GEPA)

[5]- http://globalsolaratlas.info/, Dünya Güneş Enerjisi Atlası
[6]- https://www.youtube.com/watch?v=mHqqHZsU4k0, Termoelektrik Jeneratör Videosu

[7]- G. Karakaya, B. Şen, S. Gölbaşı, G. Ö. Gölbaşı, Atatürk Baraj Gölünde Sıcaklık ve Çözünmüş Oksijenin Derinliğe Bağlı Değişimleri