Yenilenebilir Enerji
Kaynaklarının Maliyet Analizi
Yenilenebilir Enerji Kaynakları
• Saf, temiz ve doğayla uyumludur
• Herhangi bir yakıt masrafları yoktur
• Sera gazı emisyonları yönünden çevrecidir
• Genelde işletme ve bakım maliyetleri
düşüktür
• Klasik enerji kaynaklarına alternatiftir
Yenilenebilir Enerji Kaynakları
•
•
•
•
•
•
•
•
Hidrolik enerji
Rüzgar enerjisi
Güneş enerjisi
Jeotermal enerji
Biokütle enerjisi
Dalga Enerjisi
Gel-Git Enerjisi
Hidrojen enerjisi
Rüzgar Enerjisi
• Rüzgar yerli bir enerji kaynağıdır
• Yerel kaynaklar kullanılarak üretilebilen
türbinler karmaşık makineler değillerdir
• İnşaat süresi oldukça kısadır
• Modüler olan türbinler, istenilen boyutlarda
yapılabilir ve söküp taşınması kolaydır
• Hurda değeri yüksektir
Rüzgar Türbinlerinin Sınıflandırılması
1.Dikey Eksenli Türbinler
• Savonius
• Darrieus
Rüzgar Türbinlerinin Sınıflandırılması
2.Yatay Eksenli Türbinler
Rüzgar Türbinlerinin Sınıflandırılması
3.Yükselen Hava Akımlı Rüzgar Türbinleri
4.Deniz Üstü Rüzgar Türbinleri
Rüzgar Enerjisinin Dünyadaki Yeri
Rüzgar Enerjisinin Dünyadaki Yeri
Rüzgar Enerjisinin Türkiye’deki Yeri
Rüzgar Gücü
P p  C pBetz 
P 
1
2
 
1
2
   A  V r  0 . 5926 
3
 D
4
2
3
Vr  C p
1
2
   A Vr
3
Enerji Maliyeti
g 
Ck  Cm  C
f
E
g 
Ck  Cm
E
g = gk + gm ($/kWh)
gk : Elektrik enerjisinin üretim maliyeti
içindeki yatırım oranı ($/kWh)
gm: Elektrik enerjisinin üretim maliyeti
içindeki işletme-bakım oranı ($/kWh)
Rüzgar Enerjisi Maliyeti
Rüzgar Hızına Göre Birim Maliyet Değişimi
(A.B.D.)
Birim Maliyet
(cents/kWh)
6
5
4,8
3,6
4
2,6
3
2
1
0
7,16
8,08
Rüzgar Hızı (m/s)
9,32
birim enerji maliyeti
Rüzgar Enerjisi Maliyeti
Birim Maliyet (€ cents/kWh)
Rüzgar Hızına Göre Birim Maliyet Değişimi (AB)
12
10
9,6
7,12
8
6
birim enerji maliyeti
3,4
4
2
0
5
7
Rüzgar Hızı (m/s)
10
Rüzgar Enerjisi Maliyeti
Kurulu Güç Değerlerine Göre Birim Enerji Maliyetinin
Değişimi
Birim Maliyet (cents/kWh)
4,5
4
4
3,6
3,5
3,3
3
10,2
30
Kurulu Güç (MW)
birim enerji maliyeti
50
Hidroelektrik Enerji
• Suyun enerjisinden elektrik üreten
yapılardır
• İnşaat süreleri uzundur
• Stratejik açıdan önemleri büyüktür
• Uzun çalışma ömürleri vardır (<75yıl)
Hidroelektrik Enerjinin Sınıflandırılması
a) Düşülerine Göre:
I.
Orta düşülü santraller: Düşü 15–50 metre arasında
II. Yüksek düşülü santraller: Düşü 50 metreden büyük
III. Alçak düşülü santraller: Düşü 15 metreden az
b) Ürettikleri Enerjinin Karakter ve Değerine Göre:
I.
Baz santraller: Devamlı olarak enerji üreten santraller
II. Pik santraller: Enerjinin en çok ihtiyaç duyulduğu sürede çalışan santrallerdir.
c) Kapasitelerine Göre:
I.
Küçük kapasiteli: 99 kW'a kadar
II. Düşük kapasiteli: 100–999 kW arası
III. Orta kapasiteli: 1000–9999 kW arası
IV. Yüksek kapasiteli: 10 000 kW ve daha fazla
d) Yapılarına Göre:
I.
Yeraltı santrali
II. Yarı gömülü ve batık santral
III. Yerüstü santrali
e) Depolama Özelliklerine Göre:
I.
Deposuz santraller:
i.
Nehir santralleri
ii. Kanal santralleri
II. Doğal veya yapay su deposu (gölü) olan santraller:
i.
Baraj santralleri
ii. Pompaj rezervuarlı santraller
Hidroelektrik Enerjinin Dünyadaki Yeri
Hidroelektrik Enerjinin Ülkemizdeki Yeri
Hidroelektrik Enerjinin Ülkemiz İçin Avantajları
Hidroelektrik Enerji Maliyeti
Kurulu Güç: 500 kW
Birim Tesis Maliyeti: 2500 $/kW
Birim İşletme Maliyeti: 0.004 $/kWh
Birim Bakim Maliyeti: 0.003 $/kWh
Santralin İnşa Süresi: 3 yıl
Santral Yük Faktörü: %50
Santral Ömrü: 60 yıl
Faiz Oranı: %6
Eskalasyon Oranı: %5
İskonto Oranı: %8
g=4.8 (cents/kWeh)
Jeotermal Enerji
• Yer kabuğunun çeşitli derinliklerinde
birikmiş ısıdan sağlanır
• Su ve su buharı şeklinde yeryüzüne çıkar
• Isıtmada ve elektrik üretiminde kullanılır
Jeotermal Enerjinin Isıtmada Kullanımı
• Düşük sıcaklıktaki akışkan (30-
150C) doğrudan ısıtmada
kullanılır
• Binaları ve kentleri merkezi
sistemle ısıtmada ve sıcak
kullanma suyu olarak, İzlanda,
Fransa, Japonya, A.B.D.,
Türkiye, Yeni Zelanda,
Macaristan, 40 dereceden fazla
sıcaklıktaki jeotermal akışkanı
kullanmaktadır
Jeotermal Enerji İle Elektrik Üretim
1.Hidrotermal Sistem
i.Buharlı Sistemler
ii.Sıcak Sulu Sistemler
a) Seperatörlü Sıcak Sulu Sistem
b) Sıcak Sulu Çift Çevrimli Sistem
2.Jeopres Sistemi
3.Petrotermal Sistem
Buharlı Sistem
Jeotermal Santral Ekonomisi
• Tek flaşlı (seperatörlü) jeotermal sistemler için
•
•
•
•
•
•
birim kuruluş maliyetleri;
5 MW (yoğuşmalı) için 1690 $/kW
10 MW (yoğuşmalı) için 1485 $/kW
Çift çevrimli (binary cycle) jeotermal sistemler
için birim kuruluş maliyeti 1900 $/kW dır.
Bazı santraller için birim işletme ve bakım (O&M)
maliyetleri aşağıdaki gibidir;
Flaş sistem santraller için 0.0123 $/kWh
Binary sistem santraller için 0.0112 $/kWh
Jeotermal Enerji Maliyet Analizi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Birim Tesis Maliyeti: 2200 $/kWh
Birim O&M Maliyeti: 0.0123 $/kWh
Santralin İnşa Süresi: 5 yıl
Santral Yük Faktörü: %90
Santral Ömrü: 25 yıl
Faiz Oranı: %6
Eskalasyon Oranı: %5
İskonto Oranı: %8
g=4.4 (cents/kWeh)
Güneş Enerjisi
• Güneş dünyamızın yaşamını belirleyen en
büyük enerji kaynağıdır
• Çoğu yenilenebilir enerji kaynağının da
nedeni güneştir
• Fakat diğer yenilenebilir enerji
kaynaklarınla rekabet edecek konuma
daha gelmemiştir
Düzlemsel Güneş Kollektörleri
Yoğunlaştırıcı Sistemler
Parabolik Oluk Kollektörler
Parabolik Çanak Sistemler
Merkezi Alıcı Sistemler
Güneş Pilleri
Güneş Enerjisi Potansiyeli
Güneş Enerjisi Maliyeti
• Şu an A.B.D.’de içinde çevirici, depolama sistemi bulunan hazır haldeki 75
Kurulu Güce Göre Birim Enerji Maliyetinin Değişimi
14
Birim Enerji Maliyeti ($/Wh)
•
Watt gücünde bir güneş pili panel sistemi toplam 900$ veya 12 $/Watt gibi
bir değere mal olurken, bir evin yıllık elektrik enerjisini karşılayabilecek
büyüklükteki 2 kW gücünde birgüneş pili panel sisteminin maliyeti toplam
16000$-20000$ veya Watt başına 8$-10$ arasında olmaktadır.
5 kW gücündeki bir sistemi ele alırsak, toplam 30000$-40000$ veya Watt
başına 6$-8$ arasında bir maliyet karşımıza çıkmaktadır
12
10
8
6
4
75
2000
5000
Güneş Pili Panel Gücü Toplamı (Watt)
Güneş Pili Verimi
Birim Enerji Maliyeti
Yıllık Tüketilen Elektrik Enerjisi Miktarı: 4000 kWh/yıl
Sistemin Kurulacağı Bölge: Marmara
Yıllık Ortalama Güneşlenme Süresi: 2409 saat/yıl
4000
2409
kWh

 saat
yıı 
yıı 
 1 . 66 kW
20 $  20 yıı  400 $
2 kW  8 $ / Watt  16000 $
16400 $ 20 yıı  820 $ yıı
E e  2409 . 2  4818 kWh
820 $ yıı 
4818  kWh yıı 
 0 . 17 $ kWh  17 cent kWh
Okyanus Enerjisi
• Okyanuslardan 3 farklı şekilde enerji
üretmek mümkündür
1.
2.
3.
Okyanus sıcaklık farkından yararlanılarak (OTEC:
Ocean Thermal Energy Conversion) OTEC enerjisi
Dalga enerjisi
Gelgit enerjisi
OTEC
•
OTEC sisteminin esas olarak 3 farklı şekilde uygulaması
bulunmaktadır
1.
2.
3.
Kapalı çevrim
Açık çevrim
Karmaşık (Hibrid) çevrim
Dalga Enerjisi
• Dalga Enerjisi Üretim Sistemleri
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
OWC sistemi
TAPCHAN sistemi
PENDULAR sistemi
OSPREY sistemi
McCabe dalga pompası
OPT WEC sistemi
Pelamis sistemi
Archimedes dalga salınım sistemi
Dalga Enerji Santrali Ekonomisi
Gelgit Enerjisi
• Gelgit sırasında suyun yükselme miktarı, 20 m'ye kadar çıkabilir
• Bunun yanında teknik anlamda yararlanılabilecek gelgit yükselme
•
•
•
•
•
miktarı ise 3 m'dir
Gelgit dalgalarının periyodu, yaklaşık olarak 12 saattir
Yani, bir gün içinde iki kez su yükselmesi ve iki kez su alçalması olur
Gelgit enerjisi potansiyeli, ekvatorda maksimum, kutuplarda ise
minimumdur
Gelgit olayında suyun hareketinden, iki yöntemle enerji elde
edilebilir. Suyun bir haznede biriktirilerek hazne ile deniz seviyesi
arasında yükselti farkı oluşturulması ve bu potansiyel enerjiden
örneğin elektrik enerjisi elde edilmesi, birinci ve en eski yöntemdir.
Bu yöntemin dezavantajı, maliyetinin yüksek olması ve çok yer
kaplamasıdır
İkinci yöntemde ise, suyun yükselme ve alçalması sırasında önüne
konulan türbinleri döndürmesi ve bu türbinlerin döndüreceği
jeneratörlerden de elektrik enerjisi elde edilmesidir. Bu yöntemin bu
güne kadar uygulama alanı bulamamasının nedeni, çok büyük
türbinlere ihtiyaç duyulmasıdır. Bu yöntem, büyük bir türbin yerine
küçük daha fazla türbin kullanımı ile ön plana çıkabilecektir
Biyokütle Enerjisi
• Karbon içeren her türlü bitkisel veya hayvansal atıklardan
•
•
oluşan organik maddelere biokütle denmektedir
Biyokütle ye örnek olarak, ağaçları, mısır, buğday gibi
özel olarak yetiştirilen bitkileri otları, yosunları, denizdeki
algleri, evlerden atılan meyve ve sebze artığı gibi tüm
organik çöpler, hayvan dışkılarını, gübre ve sanayi
atıklarını saymak olanaklıdır
Biyokütle, tükenmez bir kaynak olması her yerde
yetiştirilebilmesi, özellikte kırsal alanlar için sosyoekonomik gelişmelere yardımcı olması nedeniyle uygun
ve önemli bir enerji kaynağı olarak görülmektedir
Biyokütle Kaynakları
• Bitkisel Kaynaklar
– Şekerli karbonatlardan (şeker kamışı, melas,
sorgum )
– Nişastalar (mısır,patates.)
– Selülozlu bitkiler(odun,zirai artıklar)
• Hayvansal Atıklar
• Şehir ve Endüstri Atıkları
Biyogaz
•
•
•
•
•
•
•
1 m3 biyogazın sağladığı ısı miktarı (4700-5700 kcal/m3);
0,62 litre gazyağı
1,46 kg odun kömürü
3,47 kg odun
0,43 kg bütan gazı
12,3 kg tezek
4,70 kWh elektrik enerjisi
•
•
•
•
1 m3 biyogaza eşdeğer yakıt miktarlarına bakacak olursak, bunlar;
0.66 litre motorin
0.75 litre benzin
0.25 m3 propan
Gübre Miktarları
• Büyükbaş hayvan canlı ağırlığın % 5-6'sı kg-yaş
•
•
gübre/gün
Koyun-Keçi canlı ağırlığının % 4-5'sı kg-yaş gübre/gün
Tavuk canlı ağırlığının % 3-4'sı kg-yaş gübre/gün
• 1 adet büyükbaş hayvan 3,6 ton/yıl yaş gübre
• 1 adet küçükbaş hayvan 0,7 ton/yıl yaş gübre
• 1 adet kümes hayvanı 0,022 ton/yıl yaş gübredir
• 1 ton sığır gübresi 33 m3/yıl biyogaz
• 1 ton kümes hayvanı gübresi 78 m3/yıl biyogaz
• 1 ton koyun gübresi 58 m3/yıl biyogaz üretebilir
Hidrojen Enerjisi
• Hidrojen, renksiz, kokusuz, havadan 14.4 kez daha hafif
•
•
•
ve tamamen zehirsiz bir gazdır.
-252.77°C'da sıvı hale getirilebilir. Sıvı hidrojenin hacmi
gaz halindeki hacminin sadece 1/700'ü kadardır.
Hidrojen bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına
en yüksek enerji içeriğine sahiptir (Üst ısıl değeri 140.9
MJ/kg, alt ısıl değeri 120,7 MJ/kg).
1 kg hidrojen 2.1 kg doğal gaz veya 2.8 kg petrolün
sahip olduğu enerjiye sahiptir. Ancak birim enerji başına
hacmi yüksektir.
Hidrojen Enerjisi
Avantajları; Üretilmesi ve depolanması kolaydır,
• İletimi uygun bir yakıttır,
• Elde edilen enerji diğer enerji formlarına kolayca
dönüştürülebilir,
• Yüksek verimlidir,
• Çevreye zararsızdır,
• Süreklidir ve uzun mesafelere enerji iletimini sağlar.
Dezavantajları; Hidrojen enerjisi üretimi için mutlaka başka
bir enerji kaynağına ihtiyaç vardır.
Teşekkürler…
Download

Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Maliyet Analizi