Enerji amacı dahil su kaynaklarının geliştirilmesi, sosyo-ekonomik nedenlerin belirlenmesinden başlayarak gerçekleştirilen projenin tüm ekonomik ömrü süresince davranışının ve etkilerinin izlenmesine kadar pekçok aşamayı ve çok uzun bir süreci içermektedir. Bu aşamalar; planlama, tasarım, uygulama ve izleme ana başlıkları altında toplanabilir.

2.2 Türkiye’nin Kaynak Varlığı ve Mevcut Durum

Türkiyenin yağış rejimi zaman ve yer bakımından oldukça düzensiz ve dengesizdir ve meteorolojik koşullara bağlı olarak her yıl önemli ölçüde değişim gösterme niteliğine sahiptir. Bu durumda, hidroelektrik üretimin de yıllara göre farklılıklar göstermesi kaçınılmazdır. Uzun yıllan kapsayan meteorolojik gözlemlere göre yılda ortalama 643 mm olan yağışlar 501 milyar m³ suya karşılık gelmektedir. Bu ortalama değerin ancak 186 milyar m³‘ünün çeşitli büyüklükteki akarsular aracılığı ile denizlere ve kapalı havzalardaki göllere doğru akışa geçtiği kabul edilmektedir. Akajularımızın düzenlenmesi ve maksimum faydanın sağlanabilmesi için bugün­kü etütlere göre 702 adet barajın inşa edilmesi gerekmektedir.

Barajların yapımı bile akarsu akımlarının tam regülasyonuna olanak vermemektedir. Bu nedenle, orta ve uzun dönem enerji planlamalarında, hidroelektrik santralların sisteme güvenilir enerji katkılarının ancak %65 mertebesinde olacağı göz önüne alınarak, sistem yedekleri belirlen­melidir.

Kısaca tanımlamak gerekirse, hidroelektrik enerji suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi ile sağlanan bir enerji türüdür. Suyun üst kotlardan alt kotlara düşürülmesi ile açığa çıkan enerji türbinlerin dönmesini sağlamakta ve türbinlere bağlı jeneratörlerin dönmesi ile de elektrik enerjisi üretilmektedir. Üretilen enerji miktarı iki değişkene bağlıdır:

a- Düşü (Üst ve alt kotlar arasındaki düşey mesafe)

b- Debi (Türbinlere birim zamanda verilen su miktarı)

Topografyası ve morfolojik yapısı göz önüne alındığında ülkemiz hem düşü, hem de su miktarı açısından şanslı sayılabilecek ülkeler arasında yer almaktadır. Avrupa’nın birçok ülkesinde termik ve nükleer enerji üretiminin hidrolik üretime oranla daha fazla olmasına karşın Türkiye’de termik ve hidrolik üretimin birbirine yakın olması bu durumun doğal bir sonucudur.

Türkiye’nin kaynak varlığı ve mevcut durumuna göz atmadan önce, “teknik yapılabilirlik” ve “ekonomik yapılabilirlik” deyimlerinin açıklanması uygun olacaktır.

Teknik Yapılabilirlik: Teknik açıdan söz konusu projenin gerçekleşmesine engel oluşturacak düzeyde herhangi bir mühendislik sorununun olmaması halidir. Örneğin aktif ve büyük fayların olduğu bir bölgede büyük bir baraj inşaası teknik açıdan hemen hemen olanaksızdır. Böyle durumlarda, projelerin teknik yapılabilirliklerinin olmadığı ifade edilmektedir.

Ekonomik Yapılabilirlik: Bir projenin toplam yıllık gelirinin, toplam yıllık giderinden fazla olması halidir. Hidroelektrik santral projelerinin toplam yıllık gelirlerinin hesabında, hidro­elektrik santral projesinin yapılmaması durumunda onun yerine inşa edilebilecek, aynı paternde üretim yapan ve hidroelektrik kaynaktan sonra en ucuz enerji üretim kaynağı olabilecek bir tesisin yıllık giderleri, hidroelektrik santral için yıllık gelir olarak kullanılmaktadır.

“Teknik Yapılabilirlik” ve “Ekonomik Yapılabilirlik” kavramlarına açıklık getirilmesinden sonra, Türkiye’deki hidroelektrik kaynak varlığının 3 kategoride incelenmesi gerekir.

a) Brüt Potansiyel: Ülkemizde mevcut hidroelektrik kaynakların üretim potansiyelinin, teknik ve ekonomik yapılabilirlik koşulları göz önüne alınmadan, teorik olarak mevcut tüm düşü ve ortalama debi kullanılarak hesaplanmasıdır. Türkiye’nin brüt hidroelektrik enerji potansiyeli 430 milyar kWh civarındadır.

b) Teknik Potansiyel: “Ekonomik Yapılabilir” olması koşulu göz önüne alınmadan, ülkenin hidroelektrik kaynaklarından “Teknik Yapılabilir” olanların tümünün değerlendirilmesi durumunda ulaşılacak üretim miktarıdır. Ülkemizin teknik hidroelektrik enerji potansiyeli 215 milyar kWh mertebesindedir.

c) Teknik ve Ekonomik Potansiyel_: Ülkenin brüt hidroelektrik potansiyelinin hem ?teknik? hem de “ekonomik” olarak değerlendirilebilir bölümüdür. Yıldan yıla küçük farklılıklar göstermekle birlikte bugün için Türkiye?nin teknik ve ekonomik hidroelektrik potansiyeli 124.5 milyar kWh?dir.

1997 yılı başı itibari ile mevcut duruma bir göz atıldığında, Türkiye’de 124.5 milyar kWh olarak bulunmuş olan teknik ve ekonomik potansiyelin şimdiye kadar sadece 36.341 milyar kWh’lik bölümünün kullanıma sunulduğu görülmektedir. Yani, gelişmiş olan ülkelerin hemen hemen tümünde bu potansiyelin büyük bir bölümünün değerlendirilmiş olmasına karşın, Türkiye’de işletmeye açılan tesislerle söz konusu potansiyelin ancak %29′luk bölümü hizmete sunulmuş durumdadır. Aşağıdaki tabloda ülkemizin teknik ve ekonomik hidroelektrik potansiyelinin değerlendirilmesine ilişkin şimdiye kadar yapılmış olan çalışmaların bir özeti verilmektedir.

Ülkemizde gerçekleşme oranının istenen düzeyde olmamasının başlıca nedeni olarak, hidro­elektrik santral projelerinin ilk yatırım maliyetlerinin diğer kaynaklarla kıyaslandığında yüksek oluşu gösterilebilir.

Ancak, 124.5 milyar kWh olarak saptanmış bulunan teknik ve ekonomik potansiyel konusunda bir noktaya değinmek yararlı olacaktır. Bir hidroelektrik santralın ekonomisinin belirlenmesinde; daha önce de belirtildiği gibi, söz konusu hidroelektrik santralın yapılmaması durumunda onun yerine inşa edilebilecek, aynı paternde üretim yapan ve hidroelektrik kaynaktan sonra en ucuz üretim kaynağı olabilecek bir tesisin yıllık giderleri, hidroelektrik santral için yıllık gelir olarak kullanılmaktadır. Başka bir deyişle, yapılan ekonomik analizlerde, hidroelektrik santral başka bir üretim kaynağı ile karşılaştırılmakta ve daha ekonomik bulunursa önerilmektedir. Doğal olarak karşılaştırmalarda sadece ilk yatırım bedeli değil işletme ve yakıt giderleri de göz önünde tutulmaktadır. Örneğin, EİE tarafından hidroelektrik santrallar için yapılan ekonomik analizlerde karşılaştırmaya esas alınan referans santral türü “doğal gaz + ithal kömürle çalışan termik santral” grubudur. Bu durumda ithal kömür ve doğal gaz fiyatlarındaki artışlar hidroelektrik santralın ekonomik yapılabilirliğini olumlu yönde etkilemekte, yakıt fiyatlarının düşmesi ise referans santral grubunu avantajlı duruma getirmektedir.

Bilindiği gibi kömür, doğal gaz, petrol gibi enerji kaynakları “sınırlı kaynaklandır. Günümüzde sadece politik ve ekonomik çalkantılardan etkilenen bu yakıtların fiyatlarının, uzun dönemde “kaynak kıtlığı” sıkıntısından da etkilenmesi olasıdır. Bu nedenle, şimdiye kadar yıldan yıla küçük değişiklikler göstermiş olan 124.5 milyar kWh’lik teknik ve ekonomik potansiyelin, uzun dönemde önemli boyutlarda değişmesi süpriz olmayacaktır. Ancak yakın gelecek için, bu potansiyelde makro düzeyde bir artış veya azalma beklenmemektedir.

2.3 Dünya Teknolojisinde Ulaşılan Düzey

Dünyada hidroelektrik üretim 1925 yılında 78.7 TWh iken, 2000 yılında 4000 TWh’e ulaşacaktır. 2000 yılında, hidroelektrik üretimin toplam elektrik üretimi ve birincil enerji üretimindeki payının sırasıyla %14 ve %5.5 olacağı tahmin edilmektedir. Hidroelektrik santralların projelendirilmesi ve gerçekleştirilmesi

konusunda dünya teknolojisinde ulaşılan düzeyin tartışılmasından önce, konuya açıklık getirilmesi açısından, bir hidroelektrik santralı oluşturan belli başlı tesislerin kısaca tanımında yarar vardır.

a) Barajlar ve Regülatörler: Suyun birikmesi veya kabartılarak bir iletim yapısına doğru çevrilmesi amacı ile inşa edilmiş tesislerdir (genelde biriktirme amacına yönelik tesisler baraj, çevirme amacına yönelik ve yükseklikleri 5-10 m’yi geçmeyen tesisler ise regülatör olarak anılmaktadır). Günümüzde yüksekliği 300 m’yi geçen barajlar inşa edilmekte olup; şimdiye kadar yapılan uygulamalarda beton, kaya dolgu ve toprak dolgu barajlar en fazla gerçekleştirilmiş olan tiplerdir. Bu tiplerin alt sınıflamalarının da yapılması olasıdır. Örneğin beton barajlar, beton ağırlık, kemer ağırlık veya ince kemer baraj olarak projelendirilmekte ve inşa edilmektedir.

b) İletim Yapıları: Barai gövdesi arkasında biriken veya regülatör ile kabartılan suyun santrala iletilmesini sağlayan kanal, tünel ve cebri boru gibi yapılardır.

c) Santral Yapısı ve Elektro-Mekanik Aksam: Suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülerek elektrik üretiminin sağlandığı türbinler, jeneratörler ve transformatörler elektro-mekanik aksamı oluşturmaktadır.

Baraj inşasının tarihçesi oldukça eskidir Ancak, teknolojinin üst düzeylere ulaştığı günümüz dünyasında artık çok yüksek barajlar inşa edilmektedir. Örneğin, Rusya’da son dönemlerde dolgu baraj olarak inşa edilmiş bulunan Nurek barajının yüksekliği 300 m’nin biraz üzerindedir. Bunda jeolojik araştırma metotlarında ve enjeksiyon metotlanndaki gelişmeler, zemin mekaniği biliminde son 50 yılda ulaşılan düzey, stabilite analizlerinin bilgisayarla yapılması gibi faktör­lerin önemli rolü vardır. Özellikle beton barajların her noktasındaki gerilmenin sonlu elemanlar metodu ile hesaplanabilmesi artık mümkün olmaktadır. Yapılan dinamik analizlerle deprem yükleri daha geçerli biçimde kullanılabilmektedir. Geliştirilmiş ölçüm aletleri ile barajların deformasyonları hassas bir şekilde ölçülebilmekte, çeşitli deney cihazları ile yapı malzemelerinin karakteristikleri hassas bir şekilde saptanabilmektedir. Özetlemek gerekirse, bilim ve teknolojide ulaşılan düzey projeyi yapanları ve yapımcıları da cesaretlendirmiş ve dünyanın çeşitli ülkelerinde çok sayıda yüksek baraj inşa edilebilmiştir. İletim yapıları için de aynı değerlendir­melerin yapılması mümkündür. Tünel açımının tarihçesinin oldukça eski olmasına karşın, özellikle tünel açma metotlarında son dönemlerde büyük gelişmeler olmuştur. Bu konuda Avusturya ve Norveç gibi Avrupa ülkeleri başta gelmektedir. Günümüz dünyasında, bilgisayarın da yardımı ile tünel açıklıklarında herhangi bir noktadaki gerilmenin (basıncın) hesaplanabilmesi ve buna uygun destek (iksa) seçiminin yapılması mümkündür.

Elektro-Mekanik aksama ilişkin gelişmeler, genel olarak bu aksamın verimliliğinin artmasını sağlamıştır. Yapılan çalışmalar ile türbin, jeneratör ve transformatördeki kayıplar azaltılarak verim katsayıları artırılmıştır. Bugün artık türbin için %90, jeneratör için %95, transformatör için ise %98 gibi yüksek sayılabilecek verim katsayıları ile karşılaşmak olağandır.

Buraya kadar bir hidroelektrik santralın iskeletini oluşturan temel tesislerin projelendirilmesi ve inşasına ilişkin dünya teknolojisinde ulaşılan düzey hakkında

örneklerle bilgi verilmeye çalışılmıştır. Ancak gelişmeler elbetteki burada anlatılanlarla sınırlı değildir. İlgili mühendislik dallarındaki her aşamanın hidroelektrik santral konusuna da yansımış olması kaçınılmazdır.

Bu noktada, Türkiye’nin gelişen bu teknolojik yapıdaki yerinin kısaca incelenmesinde yarar vardır. Son yıllarda ülkemizde Keban, Karakaya, Altınkaya, Oymapınar ve Atatürk barajı gibi yüksek barajlar inşa edilmiş olup, günümüze değin bu barajların fonksiyonlarına ilişkin önemli boyutta sorunlarla karşılaşılmamışım Bu projelerin gerçekleştirilmesi sırasında, projeci, müşavir ve/veya yüklenici olarak yabancı firmaların da katılımı olmuştur. Genel olarak ifade edilmek istenirse, bugünkü koşullarda her yükseklikte dolgu barajların yerli yükleniciler tarafından inşa edilmesi mümkün olmakla beraber, beton baraj inşaatlarında aynı düzeye gelindiğini ifade etmek zordur.

Tünel inşaatları konusunda, yerli yüklenicilerin çok fazla deneyimli olmamalarına karşın, Urfa Tünelleri gibi kendi alanlarında “dev” sayılabilecek projeler yerli yükleniciler tarafından basan ile tamamlanmıştır.

Birkaç küçük hidroelektrik santral hariç, şimdiye kadar yapılan uygulamaların hemen hemen tümünde, elektro-mekanik aksam dış ülkelerden sağlanmıştır. Ülkemizdeki üretici firmalar, özellikle büyük projeler için gerekli boyutta hidroelektrik ekipmanı sağlayabilecek kapasitede değildir.

20 yıl öncesinde Türkiye Elektromekanik Sanayi A.Ş. (TEMSAN) kurulması ile su türbinleri ve jeneratörlerin yurt içinde imali hususunda çok önemli bir adım atılmıştır. Ancak, daha sonra başta kuruluş sermayesi oranı olmak üzere yapısı ve hedefleri değiştirilmiş, devlet desteğine muhtaç bu kuruluş, istikrarlı bir idari yapıdan da yoksun bırakılarak ihmal edilmiştir. İdari yapısındaki istikrarsızlık ve bozulan istihdam anlayışı ve politikası uzman bir kadronun oluşmasını engellemiş, dolayısıyla tasarım ve projelendirme konusunda bütünüyle dışa bağımlı olarak bugünlere gelinmiştir.

Her hidroelektrik santralın karakteristiği birbirinden çok farklı olduğu için türbin, jeneratör ve elektrik teçhizatı da farklılıklar göstermektedir. Bu nedenle, hidroelektrik santral üniteleri (türbin-jeneratör) seri üretime uygun değildir. Seri üretim olanağı bulunmayan, her ünite için farklı bir proje ve tasarım gerektiren, yatırım maliyeti çok yüksek ve imalatı uzun süre alan bu iş için özel sektörün ülkemizde yatırım yapması olası görülmemektedir. Bugün Avrupa ülkelerinde mevcut imalatçı firmalar, devlet yönetimleri tarafından desteklenmekte, çeşitli dış politika taktikleri uygulanmakta, iş almaları için işi alacakları ülkelere bu iş karşılığı uygun koşullarda devlet kredileri önerilebilmekte, Ar-Ge ve laboratuvar çalışmaları için gerekli finansmanın büyük bölümü devletçe karşılanmaktadır.

2.4 Türkiye’de Öncelikle Yapılması Gereken Uygulamalar

Hidroelektrik enerji için, ilk yatırım maliyetinin yüksek oluşu ve inşa süresinin uzunluğu olumsuz faktörler olarak ileri sürülmektedir. Oysa yapılan etütlere göre 1995 yılı sonu itibariyle tesislerin birim yatırım maliyetleri şöyledir:

Doğal Gaz Santrallan 680 $/kW

Linyit Santrallan 1600 $/kW

İthal kömür Santrallan 1450 $/kW

Hidrolik Santrallar 1200 $/kW

Nükleer Santrallar 1800 – 2700 $/kW

Görüldüğü gibi, sadece doğalgaz santrallan hidroelektrik santral maliyetinden daha ucuzdur. Ancak, doğal gaz santrallannda 1 kWh enerji için ortalama 0.212 m³ doğal gaz tüketilmektedir. 1000 m³ doğalgazın maliyeti 110 $ dır ve kullanılan doğalgazın büyük bölümü ise ithaldir. Yatırım maliyeti ucuz görülse de işletme maliyetleri hidroelektrik santrallara göre pahalıdır.

Öte yandan, hidroelektrik santralların inşa süreleri uzun olmasına karşın ekonomik ömürleri de termik santrallardan daha uzundur. Kömür yakıtlı santrallar ile kombine çevrimli gaz santral-larının ekonomik ömürleri 25 yıl iken baraj ve hidroelektrik santralların ekonomik hizmet süresi 40-50 yıldır. Bu değerler fizibilite raporlarındaki değerlerdir. Ancak bazı rehabilitasyon çalışmaları ile hidrolik santralların ekonomik ömürleri 75-100 yıla çıkartılabilmektedir. Ayrıca termik santrallar, doğal kaynaklan tüketmektedir. Buna karşılık hidrolik potansiyelin gelişmesi ile, barajlarla meydana getirilen yapay göller vasıtasıyle ortamda oluşan buharlaşma, havzanın daha fazla yağış almasına yol açmakta, diğer bir deyişle, kaynak artırıcı olarak işlev görmektedir.

Ülke enerji talebinin yeteri kadar yedekli bir arzla karşılanabilmesi için öncelikle ulusal kaynaklara dayandırılması gerekmektedir. Yenilenebilir kaynak oluşu, en az düzeyde çevre etkisi yaratması, çevre kirliliğine neden olmaması, işletme ve bakım masraflannın az olması ve en önemlisi ulusal niteliği ile güvenilir enerji arzı sağlayan bir kaynak oluşu, hidroelektrik enerjinin önemini büyük ölçüde artırmaktadır.

TEAŞ planlaması WASP 3+ üretim, yatırım optimizasyon modeli olarak bilinen bir model geliştirmiştir. Bu tür senaryolarda planlamanın amacı ülke elektrik enerjisi talebini minimum maliyetle karşılayacak optimum sistem kompozisyonunu ve bu kompozisyonu oluşturan çeşitli üretim bileşenlerinin zamanlamasını ortaya çıkarmaktır. Ülkemizde mali kaynak kısıtlılığı gerekçesiyle, yapılan çalışmalarda yalnızca maliyet boyutu gözetilmekte ve elektrik enerjisi üretiminin minimum maliyete indirilmesi amaçlanmaktadır. Modeldeki temel girdiler santral tipi ve proje seçimi için belirleyicidir. Halbuki toplumsal yaşam için konunun diğer bir belirleyici unsuru çevre kirlenmesidir. Üretim maliyetlerini ve çevre kirliliğini minimuma indirecek bazda üretim dağılımını, yani sistemin optimal kompozisyonunu esas alacak bir model çalışmasının izlenecek yatırım planlamalarında göz önüne alınması, hidroelektrik santral yapımına öncelik kazandıracaktır. Diğer taraftan hidroelektrik potansiyelin geliştirilmesi, enerji arzının yanında, taşkın koruma, sulama ve kullanma suyu temini, balıkçılık, ulaşım ve rekreasyon gibi ilave sosyoekonomik faydalar sağlamaktadır (Oysa, mevcut modellerde bu tür faydalar göz önüne alınmamaktadır).

Genel olarak bir ülkenin yük eğrisi incelendiğinde iki ana bölüm göze çarpar: Baz yük ve puant yük. Esasen hidroelektrik santrallar puant çalışması gereken santrallardır. Çünkü enerji üretim hammaddesi sudur ve depolanabilmektedir. Bir hidroelektrik santralın kurulu gücü ve üretilebilecek enerjinin planlaması ile tesis ve işletme masrafları, o santralda üretilebilecek olan güvenilebilir enerji miktarına

ve o santraldan çekilecek olan enerji miktarına göre puant yük gereksinimleri göz önüne alınarak saptanır. Ancak ülkemizde baz enerji üretimi yeterli olmadı­ğından hidroelektrik santrallanmız da baz olarak çalıştırılmaktadır.

Hidroelektrik santrallar çok kısa sürede devreye alınıp devreden çıkanlabildikleri için, puant saatler denilen 18-22 saatleri arasında büyük öneme sahiptirler. Ülkemizde uç pikler ise doğal gaz santrallanndan sağlanmakta, bu da çok pahalıya mal olmaktadır.

Daha önce de belirtildiği gibi, teknik ve ekonomik hidroelektrik potansiyelin yaklaşık 124.5 milyar kWh olarak belirlenmiş olması, hem Türkiye’nin çeşitli havzalarına dağılmış ve toplam üretim kapasiteleri 124.5 milyar kWh olan tesislerin yapımında teknik açıdan büyük bir sorun olmadığı, hem de bugünkü fiyat dengeleri ile bu tesislerin en ucuz elektrik enerjisi üretim kaynağı olarak algılanması gerektiği anlamını taşımaktadır. Örneğin, bugünün koşullarında bu tesisler arasında yer alan Deriner veya Yusufeli (veya toplam 124.5 milyar kWh’ lik üretim kapasitesini oluşturan tesislerden herhangi biri) baraj ve hidroelektrik santrallan yerine, aynı paternde üretim yapan ve bu tesislerden daha ekonomik olabilecek bir termik santral inşası mümkün değildir.

Ülkemizde elektrik enerjisi üretimi için sistem planlamaları, diğer bir deyişle hangi tesisin (termik veya hidrolik) hangi yılda işletmeye girmesi gerektiğine ilişkin senaryo çalışmaları TEAŞ (Türkiye Elektrik Üretim İletim Anonim Şirketi) tarafından yapılmaktadır. Eski adı TEK (Türkiye Elektrik Kurumu) olan bu kurum tarafından 1994 yılında yayımlanan “Wasp Modeli İle Türkiye Uzun Dönem Üretim – Tüketim İncelemesi (1996-2010)” adlı raporda, 1996-2010 yıllan arası için bir senaryo çalışması yapılmış ve arz-talep dengesine göre çeşitli hidroelektrik ve termik santrallar için uygun işletmeye giriş tarihleri belirlenmiştir. Örneğin, raporda önerilen referans çözüme göre Berke Baraj ve HES’nın 1997 yılında, Kayraktepe Baraj ve HES’nın 2001 yılında, Ilısu Baraj ve HES’nın 2003 yılında, Yusufeli Baraj ve HES’nın 2004 yılında işletmeye alınmış olmaları gerekmektedir.

Ancak, bu projelerin fiziksel boyutları (baraj yükseklikleri, santral kurulu güçleri vb.) göz önüne alındığında, inşaat aktivitesinin bugün başlatılması durumunda bile, yukarıda belirtilen tarihlerde işletmeye alınabilmeleri kolay olmayacaktır. Bundan çıkan sonuç şudur; hidroelektrik santrallann inşaat programına alınması hususunda bir yavaşlık söz konusudur. Bunun gerekçelerinin tüm detayı ile tartışılması bu raporun kapsamı dışındadır. Ancak bu noktada hidroelektrik santrallann, diğer elektrik enerjisi üretim kaynakları ile göreceli olarak avantaj ve dezavantajlannın kısaca irdelenmesinde yarar vardır. Termik ve nükleer santrallann işletmesinde gereksinim duyulan petrol, ithal kömür, doğal gaz ve uranyum gibi yakıt türlerinin maliyetleri, dünyadaki ekonomik çalkantılardan yoğun biçimde etkilenmektedir. Bu yakıtların arzlanndaki sürekliliğin, politik ilişkilere bağımlı olarak kesintiye uğrama olasılığı da gözardı edilemeyecek bir konudur. Buna karşın, hidroelektrik tesislerin akaryakıtı olarak nitelendirilebilecek olan su tümüyle yerli kaynaktır ve sadece doğal koşullardan (örneğin kuraklık) etkilenmesi söz konusudur. Hidroelektrik santrallann teknik bazda en büyük avantajı, diğer santrallara kıyasla (özellikle pik saatlerde) çok çabuk devreye girme özelliğidir. Gerçekten bir hidroelektrik santralın ani talep durumunda devreye girmesi için sadece birkaç saniyeye gereksinim varken bu süre, termik santrallar için birkaç saati bulmaktadır.

Hidroelektrik santrallann diğer bir avantajı, bugün sadece ülkemizde değil tüm dünyada gündemde olan çevre sorunlarına ilişkin üstünlükleridir. Gelişmiş ülkelerin çoğunda enerji gereksiniminin büyük bir kısmını karşılayan fosil yakıtların yanması sonucu ortaya çıkan çeşitli gazların oluşturduğu kirlilik, bugün hala çözüm bekleyen bir çevre problemidir.

Bu olumlu yönlerine karşın hidroelektrik santrallann en büyük dezavantajı, genelde aynı miktarda üretim yapan bir termik santrala kıyasla daha fazla yatınm gerektirmeleridir (ancak, ekonomik analiz hesaplarında tesislerin sadece yatırım bedellerinin değil, işletme ve yakıt masraflannın da göz önüne alındığının unutulmaması gerekmektedir). Ayrıca, ilk etüt safhasından başlayarak, master plan, yapılabilirlik ve kesin proje aşamalanndan geçen projelendirme süresi ve inşaat süresi oldukça uzundur. Bu süre bazen 10-15 yılı bulabilmektedir. Termik santrallann işletmesi sırasında karşılaşılan sorunlar düzeyinde olmasa da, hidroelektrik santrallann inşaatlan sırasında bazı çevresel olumsuzluklar ortaya çıkmaktadır.

Bu açıklamalardan sonra konuyu bir bütün olarak değerlendirmek gerekirse “teknik ve ekonomik” yapılabilir olduğu sürece, terazinin kefesinin belli bir oranda hidroelektrik santrallar lehine ağır bastığı söylenebilir. Bu saptamalar sonucunda, bu bölümün başlığını oluşturan “Türkiye’de Öncelikle Yapılması Gereken Uygulamalar” sorusunun cevabı, teknik ve ekonomik yapılabilirliği olan hidroelektrik santral projelerinin gerçekleştirilmesinin hızlandırılması olmaktadır. Bu çerçevede:

? Özellikle Çoruh, Dicle ve Harşit havzalarında olmak üzere önemli oranda enerji üretim kapasitesine sahip hidroelektrik projelere gereken önem verilerek bir an önce gerçekleştirilmesi ile büyük fayda sağlanacaktır.

? İşletmede olan hidroelektrik santrallarda ünite güç ve verimlerini yükseltecek rehabilitasyon çalışmalarının bir an önce başlatılması gereklidir, bu konuda dünya deneyimlerinden yararlanılmalıdır.

2.5 Öncelikli Uygulamalar ile ilgili Eğitim, Öğretim ve Ar-Ge Etkinlikleri

Bir hidroelektrik santralın kurulması, jeolojik ve temel araştırmalar, istikşaf (ön inceleme) çalışmaları, master plan, yapılabilirlik ve kesin proje raporlarının hazırlanması ve inşaat safhasını içeren aktiviteleri kapsamakta, çok uzun süre almakta ve yoğun emek ve değişik disiplindeki meslek gruplarının katılımı ile gerçekleştirilebilmektedir. Meteorolojik verilerin toplanması ile başlayan süreç içinde çeşitli aşamalarda inşaat, makine, elektrik, jeoloji, meteoroloji, ziraat, çevre vb. disiplinlere mensup mühendisler görev almakta, çoğu kez bu disiplinlerin yan kollarında uzmanlaşmış kadrolara da gereksinim duyulmaktadır. Bilindiği gibi, diğer

yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla hidroelektrik santral konusunun tarihçesi çok daha eskidir. Özellikle gelişmiş ülkelerde ve bir ölçüde de ülkemizde bu konuda yoğun bir bilgi birikimi vardır. Esasen, daha önce de belirtildiği gibi, gelişmiş ülkelerin bir çoğunda hidroelektrik potansiyelin hemen hemen tümü kullanılmıştır. Bu nedenle bu ülkelerdeki ilgili firmaların çoğu hidroelektrik potansiyele sahip gelişmekte olan ülkelere yönelmiştir.

Ülkemizde Elektrik İşleri Etüt İdaresi (EİE), Devlet Su İşleri (DSİ) gibi resmi kuruluşlar ve bazı özel müşavir firmalar bu konuda belirli bir deneyime sahiptir. Şimdiye kadarki uygulama, master plan ve yapılabilirlik raporlarının kurumlarca veya ihale yolu ile yerli firmalarca, kesin proje raporlarının ise ihale yolu ile “yerli+yabancı” firma gruplarınca hazırlanması şeklinde olmuştur. İhale yolu ile hazırlatılan projelerde, proje kontrollüğü ilgili kuruluş tarafından yapılmaktadır. İnşaat aşamasındaki müşavirlik hizmetleri de genelde “yerli+yabancı” firma grupları tarafından yerine getirilmektedir.

Kısaca özetlemek gerekirse, gerek ilgili meslek gruplarının çeşitliliği, gerekse hidroelektrik santral alanında proje ve müşavirlik hizmetleri konusunda Türkiye’nin bugün ulaştığı düzey açısından, “eğitim” sorununun çok yönlü olarak tartışılması yararlı olacaktır. Ancak, hidroelektrik santrallar konusunda

projecilik ve yapımcılığa katılarak kazanılan deneyimin de en az eğitim kadar önemli kazanımlar sağlayacağı bir gerçektir.

Ülkemizde uzun yıllar değeri pek anlaşılmayan Ar-Ge çalışmaları ile mühendislik çalışmalarına (proje ve tasarım) artık gereken önem verilmeli, tutarlı ve gerçekçi bir istihdam politikası uygulanarak bu alanda çalışanlara destek olunmalı ve sahip çıkılmalıdır. TEMSAN’ın kurulduğu yıllarda 500′den fazla hidroelektrik santral kurulması planlanan ülkemizde, böylesine isabetli bir yatırımın devlet eliyle yapılması ne kadar doğru ise, geçen zaman içinde yatırımın devletçe desteklenmemesi, teşvik edilmemesi, bir takım yasal önlemler alarak yapılacak santrallarda yerli üretim oranının artırılmasına çalışılmaması da o denli yanlış olmuştur. Ancak burada en büyük problem olarak finans sorunu ortaya çıkmaktadır. Bu konuya “Konuya ilişkin Yasal ve Kurumsal Düzenlemeler” bölümünde değinilecektir.

2.6 Konuya ilişkin Yasal ve Kurumsal Düzenlemeler

Daha önce de belirtildiği gibi “teknik ve ekonomik” yapılırlıklan belirlenmiş bulunan hidroelektrik santral projelerinin gerçekleştirilmesinde, finansman temini başlıca sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu sorunun aşılabilmesi ve gerekli fınans ihtiyaçlarının zamanında ve yeterince karşılanabilmesi için hidroelektrik santral projelerinin özel şirketler tarafından Yap-İşlet-Devret (YİD) kapsamında gerçekleştirilmesine olanak sağlayan 3096 sayılı kanun 1984 yılında yürürlüğe konulmuştur. Dünyada BOT (Built-Operate-Transfer) olarak tanınan bu model ile sorunun özel sektörün sağlayacağı uygun şartlardaki krediler ile çözülebilmesi amaçlanmıştır. Ne yazık ki, geçen süre içinde bu model istenen düzeyde işlerlik kazanamamış, 13 yıl içinde sadece 5 adet küçük hidroelektrik santral işletmeye alınabilmiştir. Şu anda YİD kapsamında inşaatı devam eden 6 adet hidroelektrik santralın toplam kurulu gücü 782 MW’tır. İnşaatı devam eden santrallar arasında 672 MW kurulu gücü ile Birecik santralı ilk sırada yer almaktadır.

Bugünkü durumu ile hidroelektrik santralların fınans sorunu, karar verici mercilerin de katılımı ile üst düzeyde çözülmesi gerekli bir sorun görünümündedir. 2000′li yıllarda potansiyel bir elektrik enerjisi sıkıntısının gündemde olduğu günümüz Türkiye’si için bunun önemi ortadadır. Öncelikle YİD modelindeki tıkanıklıkların gerekçelerinin araştırılması, varsa yasal boşlukların doldurulması veya “Yap-İşlet”, “İmtiyazlı Şirket” gibi modellerin de en azından tartışmaya açılması, çözüm yolunda atılacak “ilk adımlar” olabilecektir.

2.7 Küçük Hidroelektrik Enerji

Enerji literatürlerinde büyük hidroelektrik enerji klasik yenilenebilir kaynak grubunda ele alınırken, küçük hidroelektrik enerji yeni ve yenilenebilir kaynaklar grubuna sokulmaktadır. EİE tarafından yapılan çalışmalarda 101 kW – 10 MW arasındaki hidroelektrik olanaklar küçük hidroelektrik enerji olarak varsayılmaktadır. Türkiye’de yağış alanı 1000 km²‘yi geçmeyen ve 1515 küçük akarsu havzasını kapsayan, teknik yönden üretilmesi olanaklı güvenilir enerji potansiyeli 13.7 TWh/yıl, ortalama akım koşullarında üretilebilir enerji 32.9 TWh/yıl olarak bulgulanmıştır. Bu grupta 5-10 MW’lık bazı olanaklar ele alınmış, birkaç MW’lık olanlara sınırlı biçimde bakılmış, birkaç yüz kW’lık olanaklara ise hiç el atılmamıştır.

Gücü 10 MW’ın altında olan hidroelektrik santralların Türkiye genelinde toplam kurulu gücü 797 MW olup, yıllık güvenilir enerji üretimleri toplamı 1653 GWh ve yıllık ortalama enerji üretimleri ise 3695 GWh’dır. Ancak, söz konusu santralların 130 MW kadarı işletilmekte olup, bunların yıllık güvenilir

üretim miktarı 225 GWh, yıllık ortalama enerji üretimleri de 450 GWh düzeyindedir. Potansiyel ve üretim karşılaştırması küçük hidrelektrik olanakların gözardı edil­diğini göstermektedir.

Küçük hidroelektrik olanakların değerlendirilmesi için EİE bünyesinde bazı çalışmalar yapılmıştır. TEMSAN küçük su türbini üretimi gerçekleştirmiştir. Halen bu konuda görev belirsizliği bulunmakta, küçük hidroelektrik olanaklar sahipsiz görünmektedir. EİE ve DSİ’nin faaliyet sahaları ve deneyimleri göz önünde bulundurularak, bu kuruluşların iş kapasitelerinin geliştirilmesi doğrultusunda yapılacak yasal mevzuat ve teşkilat düzenlemeleri ile küçük hidroelektrik santrallar konusuna el atılmalı, bu santralların, suların değişik amaçlı kullanımları ile entegre biçimde kurulmaları sağlanmalıdır. Ayrıca, kooperatiflerin bu tür santralları kurma­larına, ürettikleri elektriği üretim ve dağıtım kuruluşlarına satmalarına olanak tanıyan bir yasal düzenleme de düşünülmelidir.

2.8 Sonuç ve Öneriler

? Hidroelektrik enerji, Türkiye’nin kullanılabilir en önemli yenilenebilir enerji kaynağını oluşturmaktadır. Önümüzdeki 25 yıl içerisinde, bugünkü teknik potansiyelin tamamının ekonomik potansiyel karakteri kazanması ve kullanılır duruma sokulması gerekeceği beklenebilir.

? Hidroelektrik kaynakların gelişim planlarının gerçekleştirilebilmeleri uzun bir süre gerektirdiğinden ve bu arada ekonomik tutarlılık sınırları da doğal olarak mutlak değer taşımadıklarından, farklı zamanlarda farklı ekonomik kriterler açısından değerlendirilmiş olan su kuvveti gelişim planlarının, belirli aralarla ve eş kriterlere göre revizyondan geçirilmeleri, gerekli eklenti ve değişikliklerin yapılması ve böylelikle seçenekler arasında daha uyumlu kıyaslama olanağı sağlanması yerinde olacaktır. Teknik yönden değerlendirilebilir hidro­elektrik potansiyel ile ekonomik yönden yararlanılabilir hidroelektrik potansiyel arasındaki farklar da, bu tür revizyonların ve yeniden değerlendirmelerin gerekliliğini kanıtlamaktadır.

? Hidroelektrik enerji yatırımları için Yap-İşlet-Devret (BOT) modelinin etkin kullanımını sağlayacak hukuksal altyapı en kısa zamanda oluşturulmalıdır. Bu modelle yapılacak santralların işletme süresi sonunda DSİ’ye devredilmesi söz konusu olacağından, projelerin oluşturulması ve santralların kuruluş aşamasında DSİ denetimi ve onayı öngörülmelidir. BOT kapsamında kurulacak santralların işletme ve devir süreleri, rehabilitasyon çalışmaları ile uzatılabilmeli, hidroelektrik santrallar için Yap-İşlet (BO) modeline de geçerlilik kazandırıl­malıdır.

? Özel sektör eliyle geçekleştirilecek büyük hidroelektrik enerji yatırımları için gerekli hukuksal düzenlemeler yapılıncaya dek bir süre geçmesi kaçınılmaz görünmektedir. Bu da yakın gelecekte hidroelektrik enerji üretiminde devletin payının aşağıya çekilmesinin çok zor olacağını göstermektedir. Dolayısıyla, büyük bir enerji darboğazına girilmemesi için, devletin yatırım bütçesinde hidroelektrik enerji üretimine ayrılan payların artırılması zorunluluğu vardır. Ayrıca, DSİ tarafından inşa edilerek, işletmesi TEAŞ’a devredilen santrallardan sağlanacak üretim bedelinden bir geri ödeme payı DSİ bütçesine aktarılmalıdır.

? Ülkemizde uzun yıllardır değeri pek anlaşılmayan Ar-Ge çalışmaları ile mühendislik çalışmalarına (proje ve tasarım) gereken önem verilmeli, tutarlı ve gerçekçi bir istihdam politikası uygulanarak bu alanda çalışanlara destek olunmalı ve sahip çıkılmalıdır. TEMSAN’ın kurulduğu yıllarda 500′den fazla hidroelektrik santral kurulması planlanan ülkemizde, böylesine isabetli bir yatırımın devlet eliyle

yapılması ne kadar doğru ise, geçen zaman içinde yatırımın devletçe desteklenmemesi, teşvik edilmemesi, yapılan santrallarda yerli üretim oranının artırılması için gerekli yasal önlemlerin alınmaması da o denli yanlış olmuştur. Bugünkü ekonomik politika kapsamında, TEMSAN’ın devlet desteği kesilmemek koşulu ile yerli ve yabancı özel sermayeye açılması üzerinde durulmalı, ancak temel amaç TEMSAN’ın güçlendirilmesi olmalıdır.

? Enerji literatürlerinde büyük güçlü hidroelektrik uygulamalar klasik yenilenebilir enerjiler
kapsamında yer alırken, küçük hidroelektrik enerji yeni ve yenilenebilir enerjiler kapsamına
sokulmaktadır. EİE ve DSİ’nin faaliyet sahaları ve deneyimleri göz önünde bulundurularak,
bu kuruluşların iş kapasitelerinin geliştirilmesi doğrultusunda yapılacak yasal mevzuat ve
teşkilat düzenlemeleri ile küçük hidroelektrik santrallar konusuna el atılmalı; bu santralların,

suların değişik amaçlı kullanımları ile entegre biçimde kurulmaları sağlanmalıdır. Ayrıca, kooperatiflerin bu tür santrallan kurmalarına, ürettikleri elektriği üretim ve dağıtım kuruluş­larına satmalarına olanak tanıyan bir yasal düzenleme de düşünülmelidir.

Fosil yakıtların enerji kaynağı olarak kullanım hakimiyeti gelecekte de devam edecek görünüyor. Çünkü fosil yakıtların kaynağı yeterlidir ve daha temiz fosil yakıt teknolojilerinin kullanımı için çevresel etkilerin tanımlanması konusunda büyük çabalar gösterilmektedir, bu alanda Dünya Enerji Konseyi (WEC) yıllardır aktiftir. Bu Konseyin 2000. yıl raporu, Yarının Dünyasının Enerjisi konusundadır.

Jeotermal enerji, yer kabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu, sıcaklıkları atmosferik sıcaklığın üzerinde olan ve çevresindeki normal yeraltı ve yerüstü sularına göre daha fazla erimiş mineraller ve çeşitli tuzlar içerebilen sıcak su, buhar ve gazlar olarak tanımlanabilir. Ayrıca herhangi bir akışkan içermemesine rağmen bazı teknik yöntemlerle ısısından yararlanılan, yerin derinliklerindeki “Sıcak Kuru Kayalar” da jeotermal enerji kaynağı olarak nitelendiril­mektedir.

Suyu ısıtmak ve buharlaştırmak için fosil yakıt kullanılarak çevreyi kirletecek herhangi bir işlem yapılmadığından, jeotermal enerji çevre dostu bir enerji türüdür. Ancak jeotermal akışkanın korozyona ve kireçlenmeye sebep olabileceği, içerdiği bor yüzünden tarımsal sulamaya uygun olmadığı, yapısındaki karbondioksit ve hidrojen sülfür gibi gazların açığa çıktığı bilindiğinden, jeotermal enerji uygulamalarında bazı teknolojik önlemlerin alınması gerekmektedir. Hem rezervuar parametrelerinin korunması ve hem de jeotermal suyun ve gazların çevreye zarar vermesinin önlenmesi için, tüm dünyada yasalarla zorunlu hale getirilmiş olan reenjeksiyon (akışkanı yer altına geri verme) uygulanmalıdır. Bu durumda jeotermal enerji, çevreyi kirletmediği gibi petrol, doğal gaz ve kömür yerine kullanıldığı için döviz tasarrufu da sağlar.

Jeotermal enerji, jeotermal suyun sıcaklığına bağlı olarak elektik üretimi, ısıtma (konut, sera, termal tesis, sebze ve meyve kurutma), sağlık amaçlı termalizm, soğutma, endüstride proses enerjisi, kimyasal madde eldesi vb. alanlarda tek başına veya entegre olarak kullanılmaktadır.

Türkiye, jeotermal zenginlik açısından dünyanın yedinci ülkesidir. Ülkemizde yüzey sıcaklığı 40°C’nin üzerinde olan 140 adet jeotermal saha vardır ve bu sahaların 136 tanesi merkezi ısıtmaya, sera ısıtmasına, endüstriyel proses ısı kullanımına ve kaplıca kullanımına uygundur. Diğer 4 jeotermal sahanın ise teknik ve ekonomik olarak elektrik üretimine uygun olduğu tesbit edilmiştir. Bu sahalarda elektrik üretimine entegre olarak merkezi ısıtma vb. jeotermal uygula­malar da gerçekleştirilebilir. Muhtemel teorik jeotermal potansiyelin bütünüyle değerlendirilmesinin petrol eşdeğeri 9 milyar $/yıl’dır.

Jeotermal potansiyel açısından zengin olan ülkemizde, her geçen gün artan enerji talebinin sağlanması ve ülke enerji açığının büyümesi riskinin önlenmesi için, bu potansiyeli değerlendi­recek ulusal politikaların belirlenmesinde herkese sorumluluk düşmektedir.

3.2 Türkiye’de Kaynak Varlığı ve Mevcut Durum

Türkiye’de toplam 1000 dolayında sıcak ve mineralli su kaynağı ve jeotermal akışkan çıkan kuyu noktası vardır. Bilinen jeotermal alanların %95′i ısıtmaya uygundur, sıcaklığı 40°C nin üzerinde olan 140 jeotermal alan çoğunlukla Batı, Kuzey-Batı ve Orta Anadolu’da toplanmıştır.

Türkiye’deki 140 jeotermal sahanın muhtemel rezervuar sıcaklığı, rezervuann muhtemel büyüklüğü, bu sahaların yerleşim bölgelerine ve kullanım bölgelerine uzaklığı ve kullanım bölgelerinin büyüklüğü kriterlerine göre yapılan çalışma sonucunda, jeotermal merkezi ısıtmaya potansiyel aday olduğu saptanan 42 yerleşim bölgesi şunlardır (bunların jeotermal merkezi ısıtmaya uygunluğuna, teknik ve ekonomik fizibilitelerin sonuçlarına göre karar verilmelidir):

Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü (MTA) ve Türkiye Jeotermal Derneği tarafından yapılan çalışmalara göre, Türkiye’nin muhtemel jeotermal toplam ısıl kapasitesi 31500 MW_termik dir ve bunun da eşdeğeri beş milyon konuttur (100 m²/konut). Ancak bu değer muhtemel bir teorik potansiyele işaret eder. Şu an için potansiyel aday olabilecek bir milyon konut söz konusudur. Hedef bir milyon konut ısıtması ile 7,500 MW_t kurulu güç karşılığı yılda 2.5 milyon ton fuel-oil tasarrufu sağlanacaktır. Bunun dışında sanayide kullanım ve kaplıca amaçlı kullanımın sağlayacağı ekonomik değer de söz konusudur.

Türkiye dünyada kurulu jeotermal elektrik santrallan içinde 20.4 MW_e kapasite ile 14. sırada yer almaktadır. Ancak, bu santral 12 MW_e kapasite ile çalıştırılmaktadır. Halen Türkiye’de 50 bin konut eşdeğeri jeotermal ısıtma, 200 bin m² sera ısıtması gerçekleştirilmektedir. 350 MW_t ısıl kapasite ve 285 MW_t balneolojik değerlendirme olarak toplam 635 MW_t ile 30 ülke arasında 4. sırada yeralmaktadır.

Türkiye’de merkezi olarak jeotermal enerji ile ısıtılan yerler: Gönen (3000 konut, 1987), Simav (2500 konut, 1991), Kırşehir (1800 konut, 1994), Kızılcahamam (1500 konut, 1995), Balçova (6000 konut, 1996), Afyon (4000 konut, 1996), Kozaklı (700 konut, 1996). Sıralanan bu sistemlere yeni konut eklenmesi sürmektedir. Afyon ve Kozaklı dışında yukarıda sayılan jeotermal merkezi ısıtma sistemlerinin tümünde reenjeksiyon uygulanmaktadır. Bu sistemlerin çoğunda yatırımın yaklaşık %35′i kullanıcı tarafından katılım payı ve depozite adı altında karşılanmıştır.

Jeotermal ısıtmada 40-45^oC’lik sular kullanılmaktadır. Akışkanın sıcaklığı 40^oC?nin altına düştüğünde kaplıca suyu olarak kullanılabilir. Jeotermal akışkanın böyle entegre kullanımı, teknik ve ekonomik avantaj sağlamaktadır.

Yurdumuzda elektrik santrallan kurulabilecek yerler, ısıtmada kullanılacak sahalara oranla azdır. Denizli-Sarayköy’de kurulu bulunan Türkiye’nin ilk ve şimdilik tek jeotermal santralı 20.4 MW_e gücündedir. Rezervuar sıcaklığı 200 – 212°C arasında değişen 9 kuyudan beslenmektedir. Kuyubaşında 187°C’da elde edilen 15 bar basınçlı jeotermal akışkana yaklaşık %12 ağırlık oranında kuru buhar elde edilmektedi. Kuyubaşı seperatörlerinde sudan ayrılan kuru buhar 120 ton/saat debiyle türbin-jeneratörü beslemektedir. Sarayköy santralında buhardan ayrıştırılan karbondioksit gazı atmosfere atılmayıp, santrala entegre olan fabrikada yılda 40 bin ton sıvı karbondioksit ve kuru buz haline dönüştürülmekte, Türkiye’nin karbondioksit ihtiyacını %50 oranında karşılamaktadır.

Aydın-Germencik’teki jeotermal akışkanın rezervuar sıcaklığının 200-230^oC olduğu ve jeotermal alanın 100 MW_e gücünde bir santralı besleyebilecek kapasitede olduğu bilinmektedir. Aydın-Salavath ve Çanakkale-Tuzla’da elektrik santralında kullanılmaya uygun, sırasıyla 171^oC ve 173°C sıcaklıkta jeotermal rezervuarlar mevcuttur.

Son uygulamalarda sıcak suyun uzun mesafelere taşınmasında, cam elyafı takviyeli plastik (CTP) borular kullanılmakta, herhangi bir paslanma, çürüme, kireçlenme sorunu olmadan toprağa gömülmektedir. Ayrıca, ülkemizde imal edilen bu borulara üretim sırasında ısı izolasyonu yapılabildiğinden, su sıcaklığı bir kilometrede ancak 0.2-1 °C düşmektedir.

Paslanmaz çelik veya titanyumdan yapılmış plaka tipi ısı eşanjörleri hem yüksek verimlidir, hem de plakaların sökülüp kolayca temizlenmesi mümkün olduğundan jeotermal akışkanlar için çok uygundur.

3.3 Dünya Teknolojisinde Ulaşılan Düzey

Jeotermal enerjinin ısıtma sistemlerinde ve elektrik santrallannda kullanımı dünyada son yıllarda hızla artmıştır. İlk jeotermal elektrik santrali Italya-Larderello’da 1904 yılında işletmeye alınmıştır. Türkiye’de ilk uygulama 1964 yılında Gönen’de bir otelin ısıtılması ile başlamıştır. 1996 yılı itibariyle Türkiye’de mevcut 20.4 MW_e jeotermal elektrik santraline karşın, dünyada toplam 8600 MW_e gücünde jeotermal santral kurulu gücü vardır. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri 2900 MW_e, Filipinler 1444 MW_e, Meksika 753 MW_e, Italya 626 MW_e, Japonya 529 MW_e jeotermal santral kurulu gücüne sahiptir.

Dünyada jeotermal enerjinin elektrik santralları dışında kullanımı, 1996 yılı itibariyle toplam 11300 MW_t güce ulaşmıştır. Amerika Birleşik Devletleri’nde 1874 MW_t, Japonya?da 3321 MW_t, Çin?de 1915 MWt, Macaristan?da 340 MWt, İzlanda’da 1443 MWt, Fransa?da 599 MWt, İtalya’da 307 MWt ve Türkiye?de 635 MWt düzeydedir.

Jeotermal enerjiden elektrik üretiminde, dünyada uygulanmakta olan bazı ileri teknolojiler henüz Türkiye’de uygulanmamaktadır. Örneğin, jeotermal elektrik santrallannda yüksek-orta-alçak basınç kademeli buhar türbinleri kullanılmakta, kuyubaşı seperatörlerinde kuru buhardan ayrılan sıcak su, daha düşük basınçlı ortamlarda yeniden buharlaştınlarak türbinin düşük basınçlı kademeleri beslenmektedir. Çift buharlaştırmalı sistem (double flash) olarak bilinen bu yöntemle jeotermal enerjinin elektrik enerjisine dönüşüm verimi artırılmaktadır.

İkili çevrim (binary cycle) elektrik santralları kullanılmasıyla, 80°C-170°C sıcaklıktaki jeotermal akışkandan da elektrik enerjisi üretilebilmektedir. Buharı ozon tabakasına zarar vermeyen, zehirli olmayan ve düşük sıcaklıklarda kolayca buharlaşabilen hidrokarbonların (örneğin Klea 134a) kullanıldığı bu tür santrallar özellikle Amerika Birleşik Devletlerinde oldukça yaygın olup, santral güçleri 0.3 – 30 MW_e arasında değişmektedir.

3.4 Türkiye’de Öncelikle Yapılması Gereken Uygulamalar

7. Beş Yıllık Kalkınma Planı ve diğer raporlarda, Türkiye’nin jeotermal potansiyelinin ağırlıklı olarak konut ısıtmasında ve buna entegre kaplıca maksatlı kullanımda değerlendirilmesi öngörülmüştür. Çünkü mevcut 140 adet jeotermal saha merkezi ısıtmaya, endüstride proses ısısı olarak kullanıma ve buna entegre kaplıca maksatlı kullanıma uygundur. Ayrıca, 4 sahamız elektrik üretimine teknik ve ekonomik olarak uygundur. Bu sahalar Denizli-Sarayköy, Aydın-Germencik ve Salavatlı ve Çanakkale-Tuzla jeotermal sahalarıdır. Jeotermal alanların kullanım imkanları belirlenerek entegre tesisler halinde planlanması teşvik edilmelidir.

Türkiye’de yeteri kadar jeotermal kuyu yoktur. 140 tane jeotermal sahaya karşın Türkiye’deki üretim kuyularının sayısı 200′dür. Bu gün ABD’de yalnızca Klamaths Falls’da (Oregon) 500 jeotermal kuyunun bulunduğunu göz önüne alınırsa, Türkiye’deki jeotermal alanlardaki potansiyeli ortaya çıkarmak için daha çok sayıda jeotermal kuyu açılması gereklidir.

MTA’nın programı dahilinde daha fazla jeotermal kuyu yapması sağlanmalı ve özel idarelerin, belediyelerin finanse ederek yaptırdıkları jeotermal kuyulara kuyu riski sigortası getirilmelidir. Bu uygulama dünyanın bir çok ülkesinde yapılmaktadır. Örneğin Fransa’da arama ve kuyu riskini devlet üstüne almaktadır. Türkiye’de de uygun görülen projelerin kuyularında başarısızlığa uğrandığı zaman kuyu giderlerinin kamuca, enerji ya da madencilik fonu gibi fonlardan karşılanması için gerekli düzenlemelere gidilmelidir.

Denizli-Sarayköy Jeotermal Elektrik Santralından halen saatte ortalama 700 ton kütlesel debi ile çıkan 147^oC sıcaklıktaki jeotermal akışkan Menderes nehrine atılarak enerjisi boşa harcanmakta, ayrıca nehir suyu ile yapılan tarımsal sulama açısından sakınca oluşturmaktadır. Akışkandan kademeli olarak elektrik elde etmek için gerekli ek sistemler kurulmalı ve daha sonra bu su Denizli’de konut ısıtmasında kullanılmalı, en sonunda reenjeksiyonla tekrar kuyulara verilmelidir. Böylece, hem çevre kirliliği önlenmeli ve hem de rezervuar parametrelerinin bozulmaması sağlanmalıdır.

Jeotermal elektrik üretimine uygun olan sahaların yap-işlet-devret modeliyle elektrik enerjisi üretiminde kullanılması, bunun dışında kalan ısıtmaya uygun sahalarda özel idarelerinin ve belediyelerin merkezi ısıtma tesisleri kurmasına izin verilmesi ve buna entegre olarak kaplıca maksatlı kullanım için de mevcut yönetmelikler doğrultusunda belediyelere ve özel sektöre verilmesi uygun olacaktır.

Jeotermal merkezi ısıtmada teknik ve ekonomik olabilirliğe etki eden jeotermal saha büyüklüğü, jeotermal akışkanın sıcaklığı, muhtemel jeotermal potansiyel debisi, jeotermal alan ile şehir arasındaki mesafe ve şehir büyüklüğü parametreleri çok iyi incelenerek optimize edilmelidir.

Türkiye’de jeotermal bölgesel ısıtma sistemlerinin yaygınlaşmasını teşvik etmek ve yatırımları kolaylaştırmak için il özel idarelerine ve belediyelere ulusal ve/veya uluslararası fınans kuruluşlarından kredi temin edilmesinde yarar vardır.

Konutların ısıtılmasında kullanılan yüksek sıcaklıktaki jeotermal akışkandan kademeli olarak elektrik üretilmesi (ikili çevrimle), sera ısıtmasında kullanılması ve son kademede kaplıcalarda yararlanılması gerçekleştirilmeli, böylece jeotermal kaynakların kullanım verimi artırılmalı ve uygulamalar daha ekonomik hale getirilmelidir. Örneğin, Simav’da kuyudan 147°C’de çıkan jeotermal akışkan önce ikili çevrimli bir santralde elektrik üretiminde kullanılabilir, daha sonra konut ısıtmasında ve takiben sera ısıtmasında, nihayet kaplıcada yararlanılabilir. Halen kullanıldığı gibi 147°C sıcaklık bölgesel ısıtma için oldukça yüksektir ve jeotermal akışkanın enerjisinden yüksek verimle yararlanılmamaktadır.

Jeotermal enerji ile ilgili dünyadaki yeni gelişmelerin yakından izlenmesi, uzmanların bu konudaki bilgi birikiminin geliştirilmesine özen gösterilmesi, deneyim kazanmalarına ve sektörde tutulmalarına olanak tanınması, uluslararası kuruluşlar ile ortak projeler geliştirilmesi, gerekli patent (know-how) transferleri yapılması da üzerinde önemle durulması gereken konulardır.

3.5 Öncelikli Uygulamalar ile ilgili Eğitim, Öğretim ve Ar-Ge Etkinlikleri

MTA Genel Müdürlüğü 962 yılından bu yana jeotermal enerji konusunda Ar-Ge çalışmaları yürütmekte olup, bugün konu üzerinde en çok bilgi birikimi ve deneyimi bulunan kuruluştur.

Üniversitelerde de jeotermal enerji ile ilgili Ar-Ge çalışmaları yapılmaktadır. Bu enerjinin araştırılması ve kullanılması ile ilgili olarak Ankara Üniversitesi, Hacettepe Üniversitesi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Ege Üniversitesi ve İstanbul Teknik Üniversitesi’nde lisans ve yüksek lisans dersleri verilmekte, master ve doktora eğitimi yapılmaktadır. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü bünyesinde yüksek lisans ve doktora örencilerine verilmekte olan ?Alternatif Enerji Sistemlerinin Tasarımı” konulu ders kapsamında, özellikle jeotermal ısıtma (jeotermal enerjinin seracılıkta kullanımı) konulan işlenmekte, ODTÜ Makine Mühendisliği Bölümünde altı yıldan beri “Jeotermal Enerjiden Yararlanma” adlı bir ders verilmektedir.

Jeotermal akışkanın sebep olduğu kireçlenmeyi azaltmak, sistemdeki ısı kayıplarını en aza indirmek, ileride kurulacak jeotermal kombine sistemlerde elektrik üretimi ve ısıtmayı birlikte gerçekleştirecek en iyi sistem tasarımlarını etüt etmek gibi konularda Ar-Ge yapılması teşvik edilmelidir.

3.6 Konuya İlişkin Yasal ve Kurumsal Düzenlemeler

Jeotermal kaynaklardan sorumlu kuruluşlar ile bu kaynakların kullanıcıları arasındaki hukuksal durumun düzenlenmesine ilişkin mevzuata acilen ihtiyaç vardır.

T.B.M.M. ilgili komisyonunda bulunan iki ayrı jeotermal yasa tasarısı ele alınıp düzenlenerek tek yasa teklifi haline getirilmeli ve en kısa zamanda Meclis’e sevk edilip jeotermal yasası çıkarılmalıdır. Ancak, konunun tüm yeni ve yenilenebilir enerjileri içerecek bir yasa kapsamında işlenmesi de olanaklıdır.

Jeotermal projelerin Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Çevre Bakanlığı ve üniversite temsilcilerinden kurulacak olan “Jeotermal Değerlendirme Komisyonumdan geçtikten sonra uygulamaya sokulması sağlanmalı, böylece ekonomik olmayan ve tekniğine uygun olmayan jeotermal projelerin belediyeler tarafından uygulanmasına engel olunarak milli servetin heba olması ve vatandaşın mağdur olmasının önüne geçilmelidir.

Bugün için jeotermal alanların aranması, rezerv tespiti ve kuyuların açılması MTA tarafından gerçekleştirilmekte, kuyuyu kullanan kuruluşlar (örneğin Sarayköy santralını işleten TEAŞ) kuyuya hiçbir şekilde müdahale edememektedir. Petrol aramalarında ve petrol üretiminde olduğu gibi, yurdumuzda jeotermal alanların aranması ve kuyu açılması özel sektör tarafından yapılabilmeli, gerek jeotermal santrallann gerekse jeotermal ısıtma sistemlerinin işletilmesinde özel sektör kuruluşlarına da imkan verilmelidir. Türkiye’de mevcut jeotermal merkezi ısıtma sistemlerinin bir ortalamasını alacak olursak, konut başı maliyeti 2000 $ (kısmi araştırma ve komple montaj dahil) civarındadır ve 6-10 yılda kendini geri ödeyen yatırımlardır. Bunlar altyapı hizmeti getiren, kömür, fuel-oil, elektrik ve döviz tasarrufu sağlayan enerji üretimi ve çevre koruma yatırımlarıdır.

Türkiye’de ısıtmada çoğunlukla linyit kömürünün kullanılması ile çevre kirliliği (cüruf vs. atımı) ve ayrıca merkezi ısıtmanın olmaması nedeni ile de her evde yanan sobanın yaratmış olduğu hava kirliliği tehlikeli boyutlara ulaşmış durumdadır. Jeotermal kaynakların kullanılması bunu büyük oranda önleyebileceği gibi, milli kaynaklarımız da değerlendirilmiş olacaktır. Tekniğine uygun sistemlerin ömrü en az 30 yıldır. Bu nedenle sağladığı gelir ve faydalara göre yatırım maliyeti çok ucuz olmaktadır. Ayrıca, muhtemel ısı üretim potansiyeli olan 31500 MW_t?a entegre olarak sınırsız sayıda termalizm uygulamaları için pekçok imkan ortaya çıkmaktadır. Bunun da getireceği net yurtiçi katma değer büyük rakamlara (25 milyar $/yıl) ulaşmaktadır.

3.7 Sonuç ve Öneriler

? Jeotermal enerji hipertermal alanlardan çıkan, içinde mineral ve çeşitli tuzlar içerebilen sıcak su, buhar ve gazlar biçimindeki jeotermal akışkanın enerjisidir. Bazı teknik yöntemlerle yerin derinliklerindeki sıcak kuru kayaların ısısının değerlendirilmesi de jeotermal enerji kapsamında ele alınmaktadır.

? Türkiye’de yüzey sıcaklığı 40^oC nin üzerinde olan 140 adet jeotermal saha vardır. Bunlardan 4 tanesi elektrik üretimine uygundur. Bu dört sahada elektrik üretiminin yanı sıra entegre ısıtma uygulamaları da yapılabilir. Geri kalan sahalar ısıtma amaçlı kullanımlarda ve düşük sıcaklıkta ısı

enerjisi gerektiren uygulamalarda değerlendirilebilir. Muhtemel jeotermal potansiyelin kullanımının getirebileceği ekonomik kazanım 9 milyar $/yıl’dır. Bu potansi­yelin değerlendirilebilmesi için, ülkemizdeki jeotermal alanların kullanım imkanlarının belirlenerek entegre tesisler halinde planlanması gereklidir.

? Ülkemizdeki tek jeotermal elektrik santralı olan Denizli-Sarayköy Jeotermal Santralı, 1984 yılında kurulmuş olup, 20.4 MW_e kurulu güçtedir. Aydın-Germencik’de 100 MW_e güçte bir jeotermal santralı besleyecek potansiyel vardır. Ayrıca, Aydın-Salavatlı ve Çanakkale-Tuzla’da elektrik santralında kullanıma uygun jeotermal rezervuar bulunmaktadır. Bunların değerlendirilmesi için çalışmalar başlatılmalıdır.

? Jeotermal enerjinin çevre dostu karakterde kullanılması için, tüm dünyada yasalarla zorunlu hale getirilmiş olan reenjeksiyon (akışkanı yeraltına geri verme) tekniğinin uygulanması, böylece hem rezervuar parametrelerinin korunması hem de jeotermal suyun çevreye zarar vermemesinin sağlanması şarttır.

? Türkiye?nin muhtemel teorik jeotermal toplam kapasitesi 31500 MW_t dir ve bunun eşdeğeri de 5 milyon konuttur. Ancak, bu değer muhtemel teorik bir potansiyele işaret eder. Bugün için hedef bir milyon konuttur.

m Mevcut jeotermal kuyuların yetersiz kaldığı bilinci ile daha fazla araştırma yapılarak jeotermal kuyuların açılmasına hız verilmelidir. MTA’nın programı kapsamında daha fazla kuyu yapması sağlanmalı, il özel idarelerinin ve belediyelerin finansman sağlayarak yaptırdıkları kuyular için kuyu riski sigortası getirilmelidir. Yerli ve yabancı özel sermaye şirketlerine de jeotermal kaynak arama, kuyu açma ve işletme hakkı tanınmalıdır.

? Jeotermal enerjide potansiyel geliştirme, yeni kuyular açma gibi işlemlerin yanı sıra, jeotermal kaynakların yüksek verimli ve entegre kullanılmalarına yönelik Ar-Ge çalışmaları artırılmalıdır. Özellikle jeotermal enerjinin elektrik enerjisine dönüşüm verimini artıran (çift buharlaştırmalı sistemler) ve düşük sıcaklıktaki jeotermal akışkandan elektrik üretimine imkan sağlayan yeni teknolojiler (İkili Çevrim Teknolojileri) üzerinde araştırmalar yoğunlaştınlmalıdır. Ayrıca sıcak kuru kaya (hot dry rock) jeotermal olanaklarının değerlendirilmesi de araştırılmalıdır.

? Jeotermal enerji ile ilgili dünyadaki yeni gelişmelerin yakından izlenmesi, ilgili uzmanların bu konulardaki bilgi birikiminin geliştirilmesine özen gösterilmesi, deneyim kazanmalarına ve sektörde tutulmalarına olanak yaratılması, uluslararası kuruluşlar ile ortak projeler geliştirilmesi, gerekli patent (know-how) transferleri yapılması konulan üzerinde önemle durulmalıdır.

? Türkiye’de jeotermal enerjinin gelişimini hızlandıracak yasal düzenlemelerin bir an önce yürürlüğe girmesi sağlanmalıdır.

? Jeotermal projeler, ÇED raporu alındıktan sonra, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’ndan izin alınmak suretiyle uygulamaya sokulmalı, sektör standart altına alınarak disipline edilmeli ve kötü projelerin uygulanmasına engel olunmalıdır. Bu konuda “Enerji Teknolojileri Politikası Çalışma Grubu” tarafından geliştirilen diğer bir öneri de, jeotermal projelere uygulanma izni verilmesi yetkisinin, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Çevre Bakanlığı ve üniversite temsilcilerinden oluşturulacak bir “Jeotermal Değerlendirme Komisyonu” tarafından yürütülmesidir.

Güneş enerjisi, güneşten gelen ve dünya atmosferinin dışında şiddeti sabit ve 1370 W/m², yeryüzünde ise 0-1100 W/m² değerleri arasında olan yenilenebilir bir enerjidir. Bu enerji ısıtmadan soğutmaya dek çeşitli ısıl uygulamalarda ve elektrik üretiminde kontrollü olarak kullanılabilmektedir. Türkiye coğrafi konumu itibarıyla güneş kuşağı içerisinde yer alıp, güneş enerjisi kullanımının uygun olduğu bir ülkedir. Güneş enerjisinin kullanımı ile enerji dış alım artış hızının frenlenmesi, fosil yakıtlardan kaynaklanan çevre kirliliğinin engellenmesi mümkündür.

4.2 Türkiye’de Kaynak Varlığı ve Mevcut Durum

Türkiye’nin güneş enerjisi potansiyelinin belirlenmesi konusunda çeşitli kurum ve kişilerce değerlendirme çalışmaları yapılmış olmasına rağmen, bu çalışmalarda kullanılan değerlendirme yöntemleri ve periyotların farklı olması nedeniyle aralarında bir benzerlik bulunmamaktadır. EİE, güneş enerjisi konusunda geliştirilen sistemlerin ülkemiz genelinde uygulanabileceği yerlerin ve elde edilebilecek enerjinin tesbiti için başlattığı potansiyel belirleme çalışmalarını sürdür­mektedir.

Uzun yıllara ait meteorolojik gözlemlerin (heliograf ölçümlerin) ortalaması alınarak bulunan Türkiye’nin yıllık güneşlenme süresi 2640 h (saat) olup, maksimum değer 362 h ile Temmuz ayında ve minimum değer 98 h ile Aralık ayında gerçekleşmektedir. Güneşlenme süresi yönünden en zengin bölge 306 h ile Güneydoğu Anadolu olup, bunu sırasıyla Akdeniz (2923 h), Ege (2726 h), İç Anadolu (272 h), Doğu Anadolu (2693 h), Marmara (2528 h) bölgeleri izlemekte ve en düşük değeri 966 h ile Karadeniz Bölgesi göstermektedir.

Yine meteorolojik gözlemlere (aktinograf ölçümlerine) göre, Türkiye?de aylara göre günlük ortalama güneş radyasyon intensitesinin maksimum değeri 21.1 MJ/m²gün üe Temmuz ayında ve minimum değeri 5.5 MJ/m²gün ile Aralık ayında görülmektedir. Türkiye’nin günlük ortalama güneş radyasyonunun yıllık ortalaması 13.2 MJ/m²gün’ dür. Güneydoğu Anadolu Bölgesi için yıllık ortalama güneş radyasyon intensitesi 14.3 MJ/m²gün olup, bunu Akdeniz (13.9 MJ/m²gün), İç Anadolu (13.7 MJ/m²gün), Ege (13.6 MJ/m²gün), Doğu Anadolu (13.4 MJ/m²gün), Marmara (10.9 MJ/m²gün) bölgeleri izlemektedir. Yıllık ortalama güneş radyasyonunun en düşük değeri 10.3 MJ/m²gün ile Karadeniz bölgesinde bulunmaktadır.

Enerji üretimi amacına yönelik olarak yürütülen fizibilite çalışmaları sırasında, güneş enerjisi konusunda ülkemizdeki mevcut meteorolojik verilerin yeterli olmadığı tesbit edilmiştir. Bu amaçla EİE, Devlet Meteoroloji İşleri (DMİ) ile işbirliği içerisinde bir proje başlatmıştır. Bu proje kapsamında Antalya, İzmir, Didim, Ankara ve Adana’ya birer adet bilgisayar destekli güneş enerjisi gözlem istasyonu kurularak veri (saatlik bazda toplam ve difüz güneş enerjisi, güneşlenme süresi ve sıcaklık) toplanmaktadır. Antalya’daki istasyon, beş yılı doldurması nedeniyle İsparta’ya taşınmıştır. DMİ ise benzer istasyonları Ankara, Antalya, Konya, Şanlıurfa ve Samsun’a tesis ederek veri toplamaktadır. Ancak bu tür istasyonların sayısının artırılması gerekmektedir. EİE ve DMİ tarafından toplanacak enerji amaçlı verilerin ışığı altında ülkemizin güneş enerjisi potansiyeli daha sağlıklı bir şekilde belirlenebilecektir.

Halen ülkemizde kurulu olan kollektör miktarı yapılan son tahminlere göre 2.5-3 milyon m civarındadır. Çoğu Akdeniz ve Ege Bölgelerinde kullanılmakta olan bu sistemlerden yılda 120 bin TEP (ton eşdeğer petrol) ısı enerjisi üretilmektedir. Sektörde 100′den fazla üreticinin bulunduğu ve 2000 kişinin istihdam edildiği tahmin edilmektedir. Yıllık üretim hacmi 400-500 bin m olup bu üretimin bir miktarı ihraç edilmektedir. Bu haliyle ülkemiz dünyada kayda değer bir kollektör üreticisi durumundadır.

4.3 Dünya Teknolojisinde Ulaşılan Düzey

Güneş enerjisinin kullanım alanları özel amaçlara göre değişebilmektedir. Bu enerjinin kullanımındaki temel amaç, ekonomik rekabet koşullarında olabildiğince fosil yakıtların yerini almasıdır. Güneş enerjisi;

? konutlarda ve iş yerlerinde,

? kırsal yörelerde ve tarımsal teknolojide,

? sanayide,

? ulaşım araçlarında,

? iletişim araçlarında (radyo, TV, telefon), sinyalizasyon ve otomasyonda,

? elektrik enerjisi üretiminde

enerji isteminin bir kısmının karşılanmasında ve

? askeri alanda özel amaçlarla kullanılabilir.

4.3.1 Güneş Enerjisinin Toplanması ve Depolanması

Güneş enerjisinin kullanılabilmesi için öncelikle toplanması gerekir. Bu toplama işlemi ısıl (güneş ısıl kollektörler) ve elektriksel (fotovoltaikler) olmak üzere iki değişik yolla yapılmaktadır. Basitlik ve ucuzluk gibi nedenlerden ısıl toplama yöntemi yeğlenmektedir. Isıl özelliğinden yararlanarak güneş radyasyonunu toplamada kullanılan ısıl güneş kollektörlerinin; düz yüzeyli ve yoğunlaştırmasız güneş kollektörleri, odaklayıcı ve yoğunlaştırmalı güneş kollektörleri, güneş havuzları olmak üzere üç tipi vardır. Güneş enerjisini elektriksel olarak toplayan fotovoltaikler ise ışık özelliğinden yararlanmakta ve ışık enerjisinin fotonlannı fotoelek-triksel olay gereğince elektrik enerjisine dönüştürmektedirler.

En yaygın biçimde düz yüzeyli ısıl güneş kollektörleri kullanılır. Bunlar doğrudan gelen direkt güneş radyasyonunun yanında kırılma ve yansımalarla dağılmış diffuz güneş radyasyonunu da değerlendirirler. Düz yüzeyli kollektörler 100^oC’u aşmayan uygulamalarda kullanılır. Güneşi izlemesi gerekmeyen, güneye yönelik ve güneş radyasyonu üzerine dik çarpacak biçimde eğimli yerleştirilen bu kollektörlerin mevsimlik ayarlanması gerekir. Güneşli su ısıtıcılarda görülen kollektörler bu tiptir. Böyle bir kollektör absorbe edici (soğurucu) plaka, sırt ısı izolasyonu, üst saydam (cam veya plastik) örtü ve dış kasadan oluşmaktadır.

Güneş radyasyonu, absorbe edici plaka tarafından tutularak su veya hava gibi bir akışkana transfer edilir. Isıtılacak akışkanın cinsine göre absorbe edici plakada boru veya özel kanallar bulunur. Isıl geçirgenliği ve özgül ısısı yüksek olması gereken absorbe ediciler, plakalı ısı eşanjörleri (reküperatörler) gibidir. Güneş radyasyonu çarpan yüzeyleri, yüksek absorptiviteli olabilmesi için mat siyaha boyanır ya da daha iyisi özel bir işlemden geçirilerek radyasyon seçici bir tabaka ile kaplanır. Absorbe edicinin ön tarafında tek ya da çift saydam örtü, arka tarafında sırt ısı izolasyonu bulunur. Burada tanıtılan klasik yapılı düz yüzeyli kollektörlerin verimleri çalışma sıcaklık farkına bağlıdır. Geliştirilmiş düz yüzeyli kollektörler ise ısı borusu (heat pipe) kullanılarak oluşturulmaktadır. Isı borusu, yapıldığı malzemenin ısıl geçirgenliğine ve sıcaklık farkına bağlı olmaksızın yüksek ısı kapasiteli ve ısıyı tek yönde geçiren bir elemandır.

Yüksek sıcaklık uygulamalarında odaklı ve yoğunlaştırmalı güneş kollektörleri kullanılır. İçbükey aynaya benzeyen bu kollektörler deği^oik parabolik biçimlerde yapılır ve yalnızca direkt güneş radyasyonunu değerlendirirler. 100-200°C sıcaklıklı uygulamalarda, mevsimlik ayarlanma isteyen, güneşi izlemesiz, uzunlamasına silindirik odaklı kollektörler kullanılır. Bu tür kollektörlerin 200^oC’u aşan uygulamalarda kullanılanlarının gün boyu güneşi izleyecek biçimde hareketli olmaları gerekir. Çanak tipi odaklı kollektörler ise her sıcaklık kademesinde güneşi izlemek zorundadır. Çanak tipi kollektörlerle 3000^oC’u aşan sıcaklıklar elde olunmaktadır. Söz konusu odaklı kollektörlerden farklı bir yapıya sahip yüksek sıcaklıklı, güneşi izlemesiz kollektörlerin bir çeşidi vakum borulu (evacuated tube) kollektörlerdir.

Geniş yüzeyli kollektörler denilen güneş havuzları 100^oC altındaki sıcaklıklarda büyük miktarlarda ısı toplanmasında kullanılır. En tanınmışları tuz gradyenli konvektif olmayan güneş havuzlandır. Bir su havuzu biçiminde olan bu havuzlarda birbirleri ile karışmayan üç tabaka yer alır. Havuzun tabanında çok tuzlu, orta kesiminde tuzlu ve üstünde tatlı su bulunur. Havuz tabanı ısı absorbe edecek yapıdadır. Bu ısı bir eşanjörle çekilerek kullanılır. 150 kW güçlü ve 0.74 ha alanlı böyle bir güneş havuzu İsrail Ein Borek’de termik elektrik üretimi amacıyla kullanılmak­tadır. Bu tür güneş havuzlarının dışında bir de sığ güneş havuzları vardır. Bunlar birkaç cm kalınlıkta su dolu plastik döşek olarak ve 50-200 m²‘lik modüller biçiminde kurulmaktadırlar.

Güneş enerjisinin depolanması, bir değişim ya da çevrimle elde olunan ikincil enerjinin depolanması biçiminde gerçekleşmektedir. Depolama işlemleri ısıl, mekaniksel, kimyasal ve elektriksel yöntemlerle yapılır. Isıl depolamada, özgül ısı kapasitesi yüksek ve kolay bulunur ucuz materyaller kullanılır. Su, yağ, çakıl taşı yatakları bunlar arasındadır. Isıl depolama için gizli ısı kapasitesiteli, parafın gibi faz değişim materyallerinden de yararlanılır. Mekaniksel depola­mada güneşle çalıştırılan bir pompa ya da kompresör tarafından basılan yüksek basınçlı akışkan uygun bir ortamda toplanır. Kimyasal depolamada hidrat tuzlardan yararlanılır. Elektriksel depolama bataryalarla yapılır. Bu amaçla kurşun-asitli akümülatörler, nikel-kadmiyum tipi kuru bataryalar ve sodyum-sülfür bataryaları kullanılır.

4.3.2 Güneş Enerjisi Teknolojisinin Uygulamaları

Güneş enerjisinin kontrollü uygulamaları; kullanım suyu ısıtma, yüzme havuzu ısıtma, kaynatma ve pişirme, bitkisel ürünlerin kurutulması, su distilasyonu, aktif olarak yapılarda hacim ısıtma ve serinletme (iklimlendirme), soğutma, pasif ısıtma ve serinletme, toplam enerji sistemleri ile ısı ve elektriği birlikte üretme, sulama suyu pompajı, endüstriyel işlem ısısı üretme, elektrik üretme, fotokimyasal ve fotosentetik çevrimler gerçekleştirme biçiminde sıralanabilir. Her uygulamanın özelliğine göre kullanılan kollektörler değişik olmaktadır. Bazı uygulamalarda enerji depolamaya gerek duyulurken, bazı uygulamalarda kesintili veya alternatif üretim koşullan yeterli görülerek, depolamaya gereksinim duyulmamaktadır.

Güneş enerjisi teknolojileri, ısıl sistemler ve elektriksel sistemler olarak da sınıflandırılabilir. Isıl sistemlerin düşük ve yüksek sıcaklık uygulamaları vardır. Düşük sıcaklık ısıl sistemler grubunda, hem direkt hem difüz güneş ışınımını kullanarak, düşük sıcaklıkta ısı enerjisi üreten üniteler yer alır. Bu grubun en temel uygulaması düzlemsel güneş kollektörleridir. Düzlemsel güneş kollektörleri evler, yüzme havuzları ve sanayi tesisleri için sıcak su sağlar. Ayrıca, evlerin ve ticari binaların ısıtılmasında kullanılabilir. Bu konudaki Ar-Ge çalışmaları sürmekle birlikte, tamamen ticari ortama girmiş durumdadırlar. Yüksek sıcaklık ısıl sistemler odaklı kollektör uygulamaları olup, pişirmeden güneş termik santrallarına ve güneş fırınlarına dek çeşitli uygulamaları kapsar.

4.3.2.1 Güneşli Su Isıtıcılar

Güneşli sıcak su (GSS) sistemi güneş kollektörü, depo tankı, bağlantı elemanları ve yardımcı donanımdan oluşur. Bu tür servis sistemleri değişik tiplerde olabilir. Suya ısı transferinin ve sıcak su akımının zorlanmış konveksiyonla veya doğal konveksiyonla sağlanmasına göre pompalı veya termosifon akımlı sistemler ayırt edilir. Pompalı sistemlerde çift tank kullanılabilir. Her iki sistemin direkt ve indirekt tipleri vardır. Düz yüzeyli kollektör depo tankına direkt bağlı ve güneş enerjisini toplama ile depolama için aynı akışkan kullanılıyorsa, bu sisteme direkt sistem denilmektedir. Bununla beraber soğuk iklimlerde olduğu gibi, donmayan ısı transfer akışkanı ile toplama ve depolama arasında sıvıdan-suya ısı eşanjörü kullanılıyorsa, sistem indirekt sistem olmaktadır. Ülkemiz piyasasında direkt sisteme açık sistem, indirekt sisteme kapalı sistem adı verilmiştir.

Ülkemizde güneşli sıcak su ısıtıcılar ile ilgili olarak, Nisan 1994 tarihli ve TS 3680 numaralı “Güneş Enerjisi Toplayıcıları-Düz” adlı standart ile Aralık 1994 tarihli ve TS 3817 numaralı “Güneş Enerjisi-Su Isıtma Sistemlerinin Yapım Tesisi ve İşletme Kuralları” adlı iki temel standart bulunmakta olup, her ikisi de uyulması zorunlu olmayan biçimde yürürlüktedir. Bu sistemlerde kullanılacak hortum bağlantıları için ayrı bir standart düzenlenmiştir. TS 3680 numaralı standart düz yüzeyli güneş enerjisi kollektörlerinin tanımına, sınıflandırılmasına ve özelliklerine, numune alma, muayene ve deneyleri ile piyasaya sunum biçimine ilişkindir. TS 3817 numaralı standart ise, güneş enerjili su ısıtma sistemlerinin projelendirilmesinde, uygulanmasında ve işletilmesinde uyulması gereken kurallara aittir. Tesisatla ilgili çeşitli standartlara atıf yapan hükümler içermektedir. Ancak, temel standartlar tüm teknolojik yenilik­lere açık olmadıkları gibi, sistemi bütünsellik içinde ele almamakta ve istemi karşılamada yetersiz kalmaktadırlar. Nitekim, yerli imalatçılarımız son bir-iki yıl içinde yurt dışına kollektör dışsatımını geliştirmiş olmalarına karşın, yabancı müşterilerin istemlerini standart dışı üretimle karşılamaktadırlar.

Isı taşınımının doğal konveksiyonla gerçekleştiği termosifon sistemi ile ısı taşınımının zorlanmış konveksiyonla gerçekleştiği pompalı sistemin kendine özgü sistem özellikleri bulunmaktadır. Doğal konveksiyonlu sistemlerin verimleri %50 ve daha çok olabilirse de, zorlanmış konveksiyonlu sistemlerden %10 kadar daha azdır. Örneğin ortalama verimi %65 olan bir pompalı sistem, kollektörü ve deposu aynı kalmak üzere termosifon sistemine dönüştürül­düğünde verimi %55 düzeylerine inmektedir. Çift depo tanklı sistemler, sıcak su servis ünitesi ile güneşli aktif yapı ısıtma ünitesinin bütünleşik olduğu sistemler, yüzme havuzu ısıtma sistemleri gibi özel sistemler de söz konusudur.

Kollektörler

Su ısıtıcı kollektör, temelde akışkanın geçeceği kanalları içeren absorbe edici, üst cam örtü, sırt izolasyonu ve dış kasadan oluşmaktadır. Radyasyonu soğuran ve ısıyı akışkana transfer eden absorbe edici alüminyum, bakır, paslanmaz çelik ve özel plastik gibi kondüktivitesi yüksek bir malzemeden yapılmaktadır. Absorbe edicinin mat siyaha boyanması veya absopsiyonun maksi-mizasyonu ile emisyonun minimizasyonu, böylece radyasyon ısı kaybının engellenmesi için selektif yüzeyle kaplanması gerekir. Absorbe edicinin arka kısmından olacak kondüksiyon ısı kayıplarını engellemek için sırt izolasyonu yapılmaktadır. Ön yüzünden serbest hava akımları ile olabilecek konveksiyon kayıplarını engellemek, kısa dalgalı radyasyona karşı saydam, uzun dalgalı radyasyona karşı opak biçimde sera etkisi oluşturmak, siyah ön yüzeyi yağmur ve toz gibi dış etkenlerden korumak için demirsiz (demir-oksit içermeyen) temperlenmiş cam örtü kullanıl­maktadır. Bileşenlerin tümü, çoğunlukla alüminyum kasa içinde yer alır.

Absorbe edicinin etkili çalışması, üzerine düşecek güneş radyasyonunun ısıl dalga boylarını soğurabilmesi için güneşe açık yüzünün kara cisim biçiminde kaplanması gerekir. Bu amaçla, yüzeyin absoptivitesi (a_p) artırılırken, emissivitesi (e_p) artırılmamalıdır. Oysa, mat siyah boya gibi yalın kaplamalarda a_p@e_p olması, kollektör verimini olumsuz etkilemektedir. İyi bir absorbe edici yüzeyde e_p<< a_p olması istenir. Adsorptif kaplamalar a_p / e_p oranına göre üçe ayrılmaktadırlar. Buna göre a_p / e_p > 4.5 olan yüzeyler selektif (seçici) olup, en iyi sonucu vermektedirler. Bunlarda a_p > 0.90 ve e_p < 0.20 dir. a_p / e_p = 1.8-4.5 arasında olan yüzeyler yan selektif ve a_p / e_p = 1-1.8 arasında olanlar da selektif olmayan yüzeylerdir.

Günümüzde selektif yüzey oluşturmak için ticari amaçla iki çeşit kaplama kullanılmakta olup, bunlar poroz alüminyum yüzey üzerinde siyah nikel ve bakır üzerinde nikel-siyah krom kaplamalardır. Siyah nikel kaplama ilk kez Prof. Tabor tarafından 40 yıl önce gerçekleştirilmiştir. Krom kaplamaya gelince, ilk önce Almanya’da gerçekleştirilen bu işlemin yüzyılı aşkın bir geçmişi vardır.

Alüminyum üzerinde siyah nikel kaplama iki aşamada yapılmaktadır. Önce, alüminyumun anodik oksitlenmesi ile poroz yapı oluşturulmaktadır. Poroz yapı fosforik asit kullanılarak elde olunur. İkinci aşamada borik asit ile desteklenen nikel tuzu banyosunda renklendirme (kaplama) yapılır. Renklendirme için nikel sülfat ve nikel asetat tuzlan kullanılır. Renklendirmede banyo pH derecesi, sıcaklığı, kullanılan akım yoğunluğu, işlem süresi ve elde olunan kaplamanın kalınlığı yüzeyin özelliklerini etkilemektedir. Alüminyum üzerinde siyah nikel kaplı selektif yüzeyler için a = 0.91- 0.93 ve e = 0.09 – 0.18 arasında bulunmaktadır.

Ticari olarak üretilen siyah krom yüzeyler, İsviçre ve Amerikan firmalarınca uygulanmakta, hazır kaplanmış plakalar piyasaya sürülmektedir. Siyah krom kaplamalann korozyona karşı direncini artırmak için bakır malzeme üzerinde nikel ara katman kullanılmaktadır. Nikel kaplamanın kalınlığı 10-20 mm arasındadır. Ticari amaçla üretilen siyah krom yüzeyler metalik krom ile dielektrik Cr₂O₃‘in karmaşık bileşimidir. Siyah krom tabakanın metale bitişik yüzeyinde metalik krom yoğunluğu, atmosfere açık yüzünde ise krom oksit yoğunluğu fazladır. Siyah krom kaplama için elektrokimyasal yöntemin dışında yöntemler de geliştirilmiştir. Siyah krom yüzeylerin dayanıklılığı yüksektir. Bu yüzeylerde a = 0.93-0.95 ve e = 0.09-0.16 arasındadır.

Son yıllarda Amerikan ve Alman firmaları tarafından seçici boyalar da piyasaya çıkarılmıştır. Seçici boyalar organik bir çözücü ile karıştırılarak ve/veya inorganik pigmentler katılarak sprey tabanca ya da coil-coating yöntemi ile uygulanmaktadır. Bu boyalar için fırın sıcaklığı 300 oC dolaylarındadır. Kaplamada 2 g/m² boya yeterli olup, 100 m² lik alana harcanacak boyanın maliyetinin 13-15 USD düzeylerinde bulunması, kullanımlarını çekici duruma getirmiştir. Seçici boyaların karakteristik değerlerine gelince a = 0.90-0.92 ve e = 0.18-0.25 düzeylerindedir. Seçici boyalardan başka, kağıt gibi yapıştınlabilir seçici folyolar da piyasaya çıkarılmıştır. Bu folyolar için a=0.94 ve e=0.13 gibi oldukça iyi düzeylerde bulunmaktadır.

Depolar

Güneşli sıcak su sistemlerinin diğer ana yapı elemanı depolardır. Depo su yardımıyla ısının depolandığı ünitedir. En iyi güneş kollektörü bile, uygun olmayan bir depo ile kullanılacak olursa, güneşli sıcak su servis sisteminin toplam verimi çok düşebileceğinden, depolar, üzerinde önemle durulması gereken elemanlardır. Güneş enerjili sistemlerde kullanılması gereken depolara ilişkin bir Türk Standardı bulunmamakla birlikte, temel yapılarının basınçlı kapların genel özelliklerine uygun olması, su ile temas eden iç kısımlarının diğer su ısıtıcılar için hazırlanmış standartlara benzer özellikler taşıması gerekmektedir. Boyler kazanları da depolar için örnek oluşturmaktadır. Depoların büyüklükleri sıcak su gereksinimine ve depolanmak istenilen ısı enerjisine göre belirlenir.

Ülkemizde galvanize sac depoların yaygın olmasına karşın, depo malzemeleri daha çok paslanmaz çelik ve güçlendirilmiş fiber glass’dır. Çelik depoların korozyona karşı korunmaları gerekir. Korozyona dayanıklı olması nedeni ile içi bakır olan depolar yapılmaktadır. Ayrıca, güçlendirilmiş beton depolar büyük sistemler için söz konusu ise de, kullanımları oldukça sınırlıdır. Korozyona karşı korunmuş paslanmaz çelik depolar, uzun ömürlü olmalarından ötürü daha çok yeğlenmektedir. Burada iki tip korozyon olup, bunlar elektrokimyasal korozyon ve galvanik korozyondur. Ayrıca, tankın oksidasyonu da söz konusudur.

Elektrokimyasal korozyona sıvının pH derecesi ve suda daima bulunan hidrojene göre metal elektrik potansiyeli önderlik etmektedir. Elektrokimyasal korozyondan korunmak için anodik ve katodik koruma yöntemleri olup, katodik koruma iyi sonuç vermektedir. Dışsal elektriksel güç gerektirmeyen bu yöntemde deponun içine magnezyum, alüminyum veya çinko bir elektrod yerleştirilmekte, aşınınca değiştirilmektedir. Elektrokimyasal korozyondan korumak amacıyla tankın içine epoksi, cam, emaye gibi bir kaplama da yapılır.

Galvanik korozyon ise, benzer olmayan metallerin bir elektrolit içinde birbirleri ile elektriksel kontakt kurmalarından oluşur. Bakır bağlantı elemanları ile demir-bakır kontaktı, ya da aluminyum-bakır ve aluminyum-demir kontaktları bu korozyona neden olur. Önlenmesi için benzer olmayan metallerin birbirinden elektriksel izolasyonu gerekir. Depo tankları oksitlenme ile de zarar görmektedir. Oksitlenme suda erimiş oksijenden kaynaklanır. Suya kimyasal katkı eklemekle bunu önlemek olanaklı ise de, yabancı madde istenmediğinden, tankın içi epoksi ya da benzer bir malzeme ile kaplanarak oksitlenme önlenmektedir.

Genelde depolar iç içe geçmiş iki silindir biçiminde olup, iki silindirin arasında ısı izolasyonu yer alır. Ülkemizde bu amaçla cam yününün kullanılmasına karşın, dünya piyasasında poliüretan ile izole edilmiş depolar kullanılmaktadır. Ayrıca, termos yapısına benzer biçimde, iç silindirin çevresi hava boşluğu içeren bir ceketle kaplanmaktadır. Kapalı, indirekt sistemlerde kullanılacak depoların iç silindirlerindeki ısı transfer akışkanının depolanacağı ceket bundan ayrıdır. Ancak, ceket tipi ısı eşanjörü yerine, enerji ekonomisi açısından depo içine yerleştirilmiş eşanjör yeğlenmekte ve dış piyasada özellikle istenmektedir. İndirekt sistemlerde kollektörden gelen ısı transfer akışkanına ait eşanjör deponun altına konulurken, yardımcı elektrikli ısıtıcı elektrik tüketimini azaltmak için üst tarafa yerleştirilmektedir.

Güneşli su ısıtıcılarla ilgili teknoloji bütünüyle olgunlaşmış ve tüm gelişimlerini tamamlamış durumdadır. Bununla beraber, selektif yüzey kaplama konusu gelişmelere açıktır. Ayrıca, plastik türevi etkili izolasyon üzerinde de durulmaktadır. Klasik kollektörlerin yanı sıra vakum borulu ve ısı borulu kollektörler de yapılmakta olup, bu tip kollektörler üzerinde teknoloji geliştirmeye yönelik Ar-Ge çalışmaları sürdürülmektedir. Vakum borulu kollektörlerin yapımında, cam ve metalik boru kesişme yerlerinde oluşan gerilmeler ve sızdırmazlık ile ilgili sorunlar vardır. Ayrıca, büyük kollektör hacimleri içerisinde kalacak gazların göstereceği basınç değişmeleri, sabit sıcaklıklarda değişime neden olabilmektedir.

4.3.2.2 Güneş Yapıları

Güneş yapılan (solar building) güneş mimarisinin konusunu oluşturmaktadır. Güneş mimarisi, binaların, güneş enerjisinden faydalanılarak, tamamen doğal yollarla, kışın ısıtılması, yazın serinletilmesi ve iç mekanlarının aydınlatılmasını sağlayacak şekilde dizayn edilmeleridir. Güneş evleri aktif ve pasif sisteme dayalı biçimde yapılmaktadır.

Aktif sistemde düz yüzeyli kollektörle toplanan ısı enerjisi bir sıvı akışkan tarafından pompalı sirkülasyonla alınmakta, eşanjörle sıcak su kazanına ve istenirse bir sorpsiyonlu klima cihazının ısıl jeneratörüne aktarılmaktadır. Sistemde pompalar, fanlar, kontrol vanaları, termostat ve diğer otomasyon aygıtları ile ısı deposu yer almaktadır. Aktif sistemli güneş evlerinin güneşli ısı pompası kullanılan tipleri de vardır.

Pasif güneş mimarisinde, bina kabuğunda yapılan değişikliklerle ısıtma gerçekleştirilir. Bu tür sistemlerde çeşitli mimari özelliklerden ve inşaat bileşenlerinden yararlanarak hacim ısıtması yapılır. Binanın güney duvarı bir beton-taş kollektör biçiminde yapılarak toplanan ısı enerjisi doğal hava sirkülasyonu ile yapı içerisine yollanır. Bu duvar aynı zamanda ısı deposu olmaktadır. Güneydeki duvarın kollektör olarak yapılması yerine, duvar üzerine hava ısıtıcı kollektör yerleştiren düzenlemeler de bulunmaktadır. Pasif sistemlerde kollektör-yapı içi arasındaki hava akımı doğal sirkülasyonla sağlanabileceği gibi basit fan da kullanılabilir. Pasif sistemle serinletme için çatı tipi evaporatif havuzlardan yararlanılır.

Bütün bu teknikler mimarlarca ticari olarak uygulanmakta ve genellikle enerji tasarrufu çalışması olarak göz önüne alınmaktadır. Aktif sistemin pahalı oluşuna karşın, pasif sistem ucuz ve kolay uygulanabilir karakterdedir. Güneş evlerinin çatılarına fotovoltaik paneller de yerleştirilmektedir.

Bu tür sistemler, binaların, ısıtma, soğutma ve aydınlatma ihtiyaçlarının tamamını güneşten sağlayamamalanna karşın, ısıtma amacıyla, binaların yıllık enerji ihtiyaçlarının %50′den fazlasını karşılayabilmektedir.

Türkiye’nin yıllık enerji tüketiminin %35-40′nın konfor ısıtması amacına hizmet ettiği dikkate alınırsa, bu sistemlerin, sadece ısıtma bazında sağlayabileceği enerji tasarruf oranı gözardı edilemeyecek kadar yüksektir. Ayrıca, pasif sistemlerin, soğutma ve aydınlatma konularında sağlayabilecekleri tasarruf oranlan da hesaba katılırsa, bir binanın toplam enerji tüketiminde yapılabilecek tasarruf daha da artacaktır.

Ülkemizin, güneş kuşağında bulunmasına karşın, pasif güneş sistemleri konusunda, bu kuşağın dışında kalan ülkeler kadar ilerleme kaydedememesi büyük bir eksikliktir. Bugüne kadar, bu konudaki çalışmalar, birkaç kurum bünyesinde yapılmış olan bilimsel araştırmadan öteye geçmemiştir. Bunlardan bazıları, ısıtma amacıyla dizayn edilmiş olan İzmir Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü Binası, Ankara Büyükşehir Belediyesi tarafından inşa ettirilmiş olan Güneş Evi ve İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Gümüşsüyü Kampüsü’nde bulunan Güneş Evi’dir. İTÜ Makine Fakültesi’nde bulunan Güneş Evi’nde halen, DPT ve İTÜ Araştırma Fonu destekli iki ayrı proje yürütülmektedir.

Türkiye’de en son inşa edilen Erciyes Güneş Evi, 144 m iç kullanım alanına sahip olup, çatı kısmında bulunan hava kollektörlerinden elde edilen sıcak hava ile ısıtılan aktif tip güneş evidir. Erciye Güneş Evi 1996 yılında tamamlanmış olup, bina geçmiş iki yıl itibariyle %80-85 oranında güneş enerjisi ile ısıtılmıştır. Ayrıca, bu binadaki 3Om ‘lik bir birim deneysel amaçlı olarak güneş enerjisi ile sıvı kollektörler kullanarak döşemeden ısıtılmaktadır. Erciyes Üniversitesi “Enerji Dönüşümleri Araştırma ve Uygulama Merkezi” bünyesinde laboratuvar ve ofis olarak kullanılmaktadır. Halen DPT ve Erciyes Üniversitesi Araştırma Fonu destekli iki proje yürütülmektedir.

Özellikle Avrupa ve ABD’de, birçok üniversite ve araştırma kuruluşlarında sürdürülmekte olan bilimsel çalışmalar yanında, ticari anlamda uygulamaya geçildiği ve bu konuda uzmanlaşmış birçok ticari kuruluşun pasif güneş sistemleri kurmakta olduğu görülmektedir. Bunlara örnek olarak, Almanya?da DOMUS, ve ABD?de ise “Enertia Building Systems” gösterilebilir. ABD?de bugüne kadar 17,000 binanın pasif sistem olarak dizayn edildiği belirtilmektedir. Ayrıca, bu ülkelerde pasif sistemlerin özendirilmesi ve yaygınlaştırılması amacına yönelik olarak devlet politikaları geliştirilmiştir. Örneğin, ABD Enerji Bakanlığı tarafından yürütülmekte olan “Federal Energy Management Program (FEMP)” çerçevesinde bu sistemlerin yaygınlaştırılması amacıyla bir dizi çalışmalar yapılmaktadır. Buna ek olarak, ABD’de bir adım daha atılarak, pasif sitemler konusunda bilimsel çalışmalar ve ticari uygulamalar yapan kurum ve kuruluşların aynı çatı altında toplanıp, birbirleri ile daha kolay iletişim sağlamaları ve organize bir şekilde çalışmalar yaparak, ortak projeler geliştirmeleri amacıyla, “Pasif Güneş Endüstrileri Konseyi” (Passive Solar Industries Council : PSIC) kurulmuştur.

Güneş Mimarisinin temel özellikleri şöyle açıklanabilir:

? Güneş Mimarisi, enerji ihtiyaçları için doğrudan “Güneş Radyasyonunu” ya da “Güneş enerjisi türevlerini” kullanır.

? Bu mimari tarz, iklim verilerini esas alır ve radyasyonla birlikte sıcaklık, rüzgar, nem gibi faktörleri tasarımın önemli kriterleri olarak değerlendirir.

? Güneş Mimarisi, “pasif ve aktif güneş sistemlerinden, ayrı ya da bir arada yararlanır.

- Sistemin aktif hale dönüştürülmesi ile gelişmiş “Güneş teknolojilerinden” en iyi biçimde yararlanır. Güneş pilleri ve Güneş kollektörlerini, mimari bir eleman olarak değerlendirir.

? Doğal ısıtma ve soğutma sistemlerini kullanarak, binaların gereksiz ve aşın ticari enerji tüketimlerini önler.

? Çevre değerlerini, mimarinin öğeleri olarak ele alır ve biçimlerini bu değerlerle birlikte oluşturur.

? Çevreye verilen zararları en aza indirir.

? Yapay ve sağlığa zararlı malzemeler yerine zararsız, yerel ve doğal malzemeler kullanır.

? Ekolojik döngüleri ve değerleri dikkate alarak planlama ve tasarım uygular.

? Ekonomiktir. Doğal malzemeleri ve doğal enerjileri kullandığı için pahalı olmayan bir sistemdir.

4.3.2.3 Diğer Isıl Sistemler

Güneş enerjisi tarımsal ve endüstriyel ürünlerin kurutulması, acı ve tuzlu suların damıtılması, yemek pişirme ve endüstriyel pişirme, güneş motorları, yüksek sıcaklık uygulaması olarak metal ergitme (güneş fırınlan) alanlarında da kullanılabilmektedir.

Güneş enerjisinin tanm alanındaki en önemli uygulamalan, ürün kurutma ve seralardır. Kabinet tipinde ya da zorlanmış hava akımlı depolu biçimde yapılan tarımsal kurutucularda düz yüzeyli kollektörler kullanılır. Güneş imbikleri de denilen, deniz suyundan ya da acı sulardan tatlı su ve tuz minerali üreten güneşli distilasyon üniteleri yine düz yüzeyli kollektörlü düşük sıcaklık uygulamalarıdır. Güneşle ısıtılan seralar ise pasif yapıda olabileceği gibi, hava hareketini sağlayan aktif bileşenler de içerebilir. Dünyada kırsal yörelerde sınırlı bir biçimde kullanıl­maktadır.

Güneşli kaynatıcılar ve yemek pişiriciler, güneşli sterilizörler ise genelde odaklı kollektörlü olup, güneş ışınlannın yoğunlaştırılmasıyla elde olunan yüksek sıcaklıklı ısıyı kullanırlar. Bu kollektörler çoğu kez çanak biçimindedir. Ancak, pişiricilerin düz yansıtıcılı plakalarla donatılmış ısı kutusu tipleri de vardır. Çift camlı, kutu tipli ocaklar güneşli saatlerde yemek pişirilmesini sağlayabilirler. Hindistan, Çin gibi bazı ülkelerde yemek pişirmek için güneş enerjisi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemler kömür ve odun tüketimimi azaltsa da elektrik ve doğal gazın yerine geçemezler.

Güneş enerjisi ile mekanik enerji üretmek için, sıcak hava motorlanndan (Stirling ve Ericsson çevrimli) ve güneş buhar güç sistemlerinden (Rankine ve Brayton çevrimli) yararlanılmaktadır. Bu motorlar ve türbinlerle sulama pompaları başta olmak üzere çeşitli iş makineleri çalıştırılabil-mektedir. Güneşli su pompalan, güneşli sıcak hava motorlanyla (Stirling motorlan), özel buharlı güç çevrimine dayalı güneş kuvvet makineleriyle çalıştırılmaktadır. Stirling motorlu tesislerde çanak tipi odaklı kollektörler kullanılırken, buharlı güç çevrimine dayalı olanlarda klasik düz yüzeyli, vakum borulu, ısı borulu ve uzunlamasına silindirikal odaklı kollektörler kullanılmaktadır.

Güneş enerjisi teknolojisinin gelişim süreci içerisinde yüksek sıcaklık üretmeye yönelik güneş fırınları önemli yer tutmuştur. 1955-1965 dönemindeki teknoloji ile Fransa Pireneler’de kurulan 1 MW güçlü Mont-Louis Güneş Fırını, gelişmiş ve örnek bir fırın olarak gösterilmektedir.

4.3.2.4 Güneşli Soğutma

Güneşli soğutma ters ısı çevrimine dayalı bir ısıl uygulama olarak diğer ısıl uygulamalardan ayrılmaktadır. Güneş enerjisince zengin yörelerde soğutma gereksinimi büyük olmaktadır. Bozulabilir gıdalar ile ilaç ve aşıların soğuk depolanmasına, buz üretimine yönelik güneşli soğutma (solar refrigeration), özellikle izole alanlar ve kırsal yöreler için ilginçtir. Güneşli soğutmanın endrüstriyel amaçlı kullanımı da söz konusudur. Soğutmada güneş enerjisi kullanımı için potansiyel yöntemlerin geniş bir dağılımının olduğu söylenebilir.

Genelde enerji tüketiminin küçümsenemeyecek bir bölümü soğuk üretimine gitmektedir. Sıcak iklim bölgelerindeki elektrik tüketimi içerisinde soğutma uygulamalarının payı %40′lara ulaşabil­mektedir. Konvansiyonel soğutucularda çevrim için gerekli mekanik güç, çoğunlukla bir elektrik motorundan ve sınırlı biçimde bir içten yanmalı motordan sağlanmaktadır. Çevrimi ısı girdisine dayalı soğutuculara gelince, elektrik veya petrol türevlerinden ve daha çok tüplenmiş gaz yakıttan üretilen ısı kullanılmaktadır.

Güneş enerjisi uygulananabilir soğutma çevrimleri çok çeşitli olup, aşağıdaki yöntemlerde herhangi biri ile soğutmada güneş enerjisi kullanılabilir:

Buhar kompresyon sistemleri (VCS) Buhar absorpsiyon sistemleri (VAS)

Buhar adsorpsiyon sistemleri (VADS) Buhar-jet sistemleri (VJS)

Evaporatif serinletme (cooling ) sistemleri (ECS) Termoelektrik sistemler (TES)

Hibrid sistemler (örneğin VJS+VCS)

Kompresyonlu soğutma sistemlerinde kompresörün tahriki için ya bir güneş ısı makinesi (Rankine veya Brayton çevrimli) ya da fotovoltaik panelden sağlanan elektrik enerjisinin çalıştırdığı elektrik motoru kullanılmaktadır.

Üzerinde en çok durulan güneşli soğutucular ise sorpsiyon tip soğutuculardır. Bunlar dünya piyasasına ticari amaçla çıkarılmış ürünler olmakla birlikte, ülkemizde kullanılmamaktadır. Küçük kapasitelerden büyük kapasitelere dek çok geniş bir aralıkta kullanıldıkları gözlenmektedir.

Katı absorpsiyonlu güneşli soğutucularda, soğutucu akışkan olarak NH₃ ve absorban olarak CaCl₂, SrCL₂, NaCl, KCl, SrBr₂ ve MnCl₂ kullanılmaktadır. Sıvı absorpsiyonlu soğutucularda kullanılan çiftler ise NFİ3/H₂O, NH3/LİNO3, LİBr/H₂O, NH₃/NaSCN, LiBr/CH3OH vb. olabilmektedir. Genelde Freon türevlerinin kullanılmadığı bu sistemler çevre dostu olarak bilinir. Adsorpsiyonlu sistemlere gelince kullanılan çiftler, zeolit/H₂O, zeolit/CH₃OH, zeolit/R11, Rl2, R22, R114, aktif kömür/R11, R12, R22, R114, aktif kömür/CH3OH, aktif kömür/NH3, silikagel/SO₂ vb. olarak sıralanabilir.

Bir güneşli soğutma sisteminden, sistemin yeteri açıklıkta sıfır altı ve sıfır üstü soğutma sıcaklıklarını sağlaması, sistemin minimum güçle çalıştırılabilmesi, gerekli güneş kollektör alanının minimum olması, soğutma performans katsayısının maksimum olması ve yapısal basitlik istenmektedir.

4.3.2.5 Güneşten Elektrik Üretimi ve Elektrik Santralları

Güneş enerjisinden elektrik üretimi direkt ve indirekt olarak ikiye ayrı yöntemle gerçekleştirilir. Direkt yöntem kapsamında fotovoltaik, termoelektrik ve termoiyonik çeviriciler yer alır. Güneş enerjisinin indirekt biçimde elektriğe dönüştürülmesi ise, güneşten yararlanılarak üretilen buhar ve bunu değerlendiren bir buhar güç çevrimi ya da güneş enerjisiyle elde olunan hidrojen ve bunun kullanıldığı termik elektrik üreteci ve yakıt pili ile olmaktadır.

Güneş elektrik santralları PV (fotovoltaik) tipi ve termik elektrik tipi olarak ikiye ayrılmaktadır. Güneş enerjisinden elektrik üretimi ilk kez 1954 yılında Amerika’da Bell Telefon Laboratuvarlannda üretilen PV güneş pilleri ile gerçekleştirilmiştir. Güneş enerjisi girdili buhar makine ve buhar türbin sistemleri ile güneş fırınlarının çok öncelerde yapılmasına karşın, güneş termik elektrik santrallarının kurulması 1970′lerin sonlarını bulmuştur.

Güneş termik elektrik santralları, heliostat tarlalı ve merkezi güç kuleli, parabolik oluk tipi odaklı kollektör tarlalı ve dağınık parabolik çanak kollektör tarlalı tiplerde olmaktadır. Büyük çapta elektrik üretimi için parabolik oluk kollektörlü sistemler ile merkezi güç kuleli sistemlerin uygun olduğu görülmüştür. Parabolik çanak tipi kollektörlü sistemler daha çok otoprodüktör üniteler için uygun görülmektedir.

4.3.2.5.1 Güneş Termik Santralları

ABD California Barstovv yakınında 10 MW’lık Solar-1 adlı güneş termik elektrik santralı ilklerin en büyüğüdür. O dönemde Güney Fransa’da 2.5 MW’lık Themis Santralı, Sovyetler Birliği Azak Denizi kıyısında 5 MW’lık SES-5 Santralı, İspanya Almeria’da 1.2 MW’lık CESA-1 Santralı, İtalya Adrano’da 1 MW’lık EURELIOS Santralı ve Japonya Nio’da 1 MW’lık Güneş Işığı Santralı, ilk güneş termik elektrik santrallandır. Bunların hepsi merkezi güç kuleli santrallardır.

Güneş enerjisinden elektrik üretiminde atılım, Amerika’da Güneş Elektrik Üretim Sistemleri (SEGS) Projesi kapsamında olmuştur. Bu projeyle California Mojave çölünde LUZ Termik Güneş Santralı kurulmuştur. Bu santral parabolik oluk kollektör tarlalı tiptedir. 1985 yılında 13.8 MW’hk ilk ünitesi ve 1991 yılında da 80 MW’lık dokuzuncu ünitesi işletmeye alınan LUZ Santralı, ilk dokuz ünitesi ile toplam 353.8 MW_e (-354 MW_e) net kurulu güce sahiptir.

Termik güneş güç santrallarının temel teknolojisi, bir akışkanın güneş radyasyonu ile ısıtılarak buharlaştırılması ve buharın bir turbo-jeneratör devitimi için kullanılması kuralına dayanır. Termik güneş elektrik teknolojisi doğrusal ve noktasal yoğunlaştırıcı sistemler olarak iki gruba ayrılabilir. Parabolik oluk, doğrusal yoğunlaştırıcı grubuna girerken, merkezi güç kuleli sistem ve parabolik çanak noktasal yoğunlaştırıcı sistem grubuna girmektedir. Ünite güçleri 0.5-200 MW arasında olan veya büyük çapta elektrik üretimi amaçlanan koşullarda, parabolik oluk sistemler ile merkezi güç kuleli sistemler üzerinde durulmaktadır. Parabolik çanak tipi sistemler, şimdilik otoprodüktör güçler için 10-100 kW’lık ünitelerde uygun görülmektedir.

Günümüzün gelişmiş sistemi olan parabolik oluk sistemde, silindirikal odaklı kollektörler, bir diğer deyişle güneş radyasyonunu yoğunlaştırıcı (konsantratör) üniteler kullanılmaktadır.

Konsantratörler, radyasyonu odak boyunca uzanan alıcı boru üzerinde toplamaktadır. Yoğunlaştırma oranlan 1/10 ile 1/100 arasında ve çalışma sıcaklıkları da 400^oC düzeyindedir. Isı transfer akışkanı olarak daha çok yağ kullanılmaktadır. Isıtılan akışkan merkez üniteye boru hattından gönderilmekte ve ısının buhara transferinden sonra turbo-jeneratör ile elektrik üretilmektedir. Isıtılmış yağ-buhar kazanlarının elimine edilerek maliyetin düşürülmesi için direkt buhar üretimi üzerinde çalışılmaktadır. Parabolik oluk sistemin ilk kez Fransızların 0.5 MW’hk VIGNOLA santralında kullanıldığı görülmüştür. Bu sistemin veriminin artırılmasına ve maliyetinin düşürülmesine yönelik olarak çeşitli ülkelerde çalışmalar yapılmaktadır. Büyük ölçüdeki uygulaması ABD’nin 354 MW güçlü LUZ santralında olmuştur.

LUZ santralının, solar elektrik üretim sistemleri (SEGS) diye adlandırılan 9 ünitesi vardır. Herbir SEGS’in güneş tarlasında birkaç yüz modüler güneş kollektör yapısı (SCA) kullanılmıştır. Bunlar doğrusal odaklı uzunlamasına parabolik içbükey aynalardır. Güneş radyasyonunun yansıtıldığı odak doğrusuna ısı toplama elemanı denilen özel işlenmiş çelik boru yerleştirilmiştir. Isı transfer akışkanı (HTF) sentetik yağdır.

Güneş termik elektrik santralı için maliyet, tek ticari uygulama olan LUZ santralı üzerinden verilebilir. Parabolik oluk LUZ güneş-doğal gaz hibrid santralında 1990 yılında % 25-30 doğal gaz katkısı ile birim enerji maliyeti 11-14 cts/kWh iken, 1993 yılında 6.3-7.4 cts/kWh düzeyine ve 1995/96′da 5 cts/kWh’a düşürülmüştür. Yalnız güneş girdisi koşulunda bu maliyet % 18-40 arasında bir düşüş göstermektedir. Güneş elektriğinde birim enerji maliyeti, büyük güçlü ünitelerde küçük güçlü ünitelere göre daha düşük olmaktadır. LUZ santralı örneğinde ünite gücünün iki kat artmasının birim enerji maliyetini %20 azalttığı görülmüştür. Deneme aşamasında olan merkezi kuleli sistemde 1984 yılında 23 cts/kWh olan maliyet, bugün için ancak 8.0-10.1 cts/kWh düzeyine çekilebilmiştir.

Gelecek için güneşle merkezi ısıtma ve yerel olarak elektrik üretme, yani kombine ısı – güç üretimi (kojenerasyon) uygulamaları üzerinde çalışılmaktadır. 100 – 1000 konutun ısı ve elektrik gereksinimini karşılamayı amaç edinen bu projelerde uzunlamasına silindirikal odaklı kollektörler, yüksek sıcaklıklı su deposu, turbojeneratör, alçak sıcaklıklı su deposu, ısı dağıtım ve elektrik dağıtım sistemleri yer almaktadır. Sistemdeki kollektörler, güneş termik elektrik santrallarında olduğu gibi bir kollektör tarlası biçiminde tasarlanmaktadır.

Gelecek için yeryüzü güneş santrallarından başka, uzaya yerleştirilecek kollektör uydusu ve dünya bağlantılı jeosenkronize güneş santrallan kurulması amaçlanmaktadır. Dünyadan 36 bin km uzaklıkta ve 10 bin MW güçlü bir uzay santralından üretilecek elektrik enerjisi, santralın 1 km çaplı anteninden mikrodalgalarla dünyaya iletilecek, dünyadaki 7 km çaplı bir anten bu enerjiyi %55-75 tesirlilikle alıp, doğru akım verebilecektir. Bu proje Amerika Apollo Uzay Programı’nda yer almıştır.

Güneş enerjisi temiz bir kaynaktır. Bugün dünyanın en önemli çevre sorunu, atmosferdeki C0₂ artışından ve sera etkisinden kaynaklanan küresel ısınmadır. Oysa, tanıtılan santrallar C0₂ emisyonu olmayan santrallardır. Bunların C0₂ emisyonundan sağladıkları tasarruf literatüre göre 1000-2500 ton CO₂/MWyıl kadardır. Ülkemiz koşullarına göre yapılan değerlendirme, güneş santrallan ile C0₂ şahmından tasarrufun kömür santrallarına göre 3750 ton C0₂/MWyıl, petrol santrallarına göre 3000 ton C0₂/MWyıl ve doğal gaz santrallanna göre 2275 ton C0₂/MWyıl olacağını ortaya koymuştur. Ayrıca, NO_x ve SO_x ile uçucu kül atımını engellemek gibi yararlan da vardır.

Güneşin temiz kaynak olması, olumsuz çevre etkilerinin hiç bulunmaması demek değildir. Teknoloji, insanların çevrelerini değiştirmek için uyguladıkları tekniklerin tümü olduğundan, bu enerji teknolojilerinin de çevrede bazı değişiklikler oluşturması, bu değişikliklerin içinde olumsuzlukların da bulunması kaçınılmazdır. Sıralanacak olumsuzluklar, yok denecek düzeyde kalmaktadır. Yine de güneş termik santrallarına ait odaklı kollektör tarlalarında veya heliostat tarlalarında aşırı radyasyon yoğunlaşması ve ışık kirliliği görülebilmektedir.

4.3.2.5.2 Güneş Pilleri ve Fotovoltaik (PV) Santrallar

Elektrik üretimi için bir diğer olanak da güneş pilleridir. Güneş pilleri, güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çeviren düzeneklerdir. Güneş pilleri 40 yılı aşkın bir süredir uzayda güvenilir olarak kullanılmaktadır. Yeryüzünde kullanılması 19701i yıllarda başlamıştır. Güneş pili geniş alanlı bir yarı iletken pn diyottur. Yarı iletkene giren ışığın yeterli düzeyde enerji taşıyan fotonlannın, kristalin n ve p bölgelerinde serbestleştirdikleri yük taşıyıcılar, diyodun pn ekleminde oluşan elektrik alanı etkisiyle ayrı kalarak diyot uçları arasında bir gerilim oluşturur. Diyot uçları bir iletkenle birleştirilerek yüklendiğinde ise diyottan akım çekilir.

Güneş pillerine dayalı PV güç sistemleri, akım ve voltaj gereksinimlerine bağlı olarak düzenlenmiş PV modüller, sistemde depolamaya gereksinim varsa aküler ve kontrol alt sistemi ile DC/AC dönüşümünü sağlayan invertörlerden oluşur. Son 20 yılda PV teknolojisindeki gelişmelere ve PV pazarının büyümesine paralel olarak maliyetler düşüş eğilimine girmiştir. Uluslararası Enerji Ajansı’nın 17 ülkeyi içeren değerlendirmesine göre, 1990-1995 döneminde her yıl %25 artışla 53 MW_e gücünden 180 MW_e gücüne ulaşılmıştır.

Elektronik sanayiinde çok önemli bir rol oynayan silisyum, gelişmiş teknolojisi ile günümüzde güneş pili üretiminde en yaygın kullanılan yan iletkendir. Teknolojik olarak tek kristal-çok kristal (c-kristal) ve incefılm (a-silisyum) olarak üretilen güneş pilleri ile oluşturulan ticari fotovoltaik modüllerde günümüzde

sırasıyla %15-17.5, 12-14 ve 5-8 verim elde edilmektedir. Çok katlı (tandem) güneş pillerinde elde edilebilecek teorik verim ise %40 dolaylarındadır.

Değişik yarı iletken malzemeler güneş pili yapımında kullanılmaktadır. Ancak, silisyum kullanılan en yaygın malzeme olmaya devam etmektedir. Güneş pili, tek/çok kristal blok veya tabakadan elde edilerek dilimlenmiş kalın kristal malzemeden veya bir taşıyıcı üzerinde oluşturulmuş çok kristal veya amorf ince film tabakalardan üretilmektedir. Aşağıda günümüzde kullanılan başlıca malzemeler verilmiştir.

a) Kaim Kristal Malzeme
a1) Kristal Silisyum

a2) Galyum Arsenit (GaAs)

b) İnce Film Malzeme
b 1) Amorf Silisyum

b2) Kadmiyum Tellürid (CdTe)

b3) Bakır İndiyum Diselenid (CuInSe₂)

c) Optik Yoğunlaştırıcılı Hücreler

Uygulamada fotovoltaik elektriğin klasik kullanımı, elektrik dağıtım sisteminin, yani şebekenin, erişemediği yerler ile sınırlıdır. Elektriğin zaten var olduğu yerlerde ise PV akla gelmemektedir; çünkü maliyeti konvansiyonel santrallarda üretilene göre daha yüksek görünmektedir.

Güneş pili üretimi, yüksek teknoloji gerektiren bir yapım tekniği istemekte, dolayısiyle pahalıya mal olmaktadır. Ancak, gelişen teknoloji ile bu mal oluşlar geçmişte çok hızlı bir düşme göstermiştir ve maliyetlerin azalma eğilimi devam etmektedir. Bu alanda yapılacak Ar-Ge yatırımları, devletlerin bu alandaki çalışmaları desteklemeleri ile geliştirilecek teknikler sonucu, fiyatların daha da düşeceği kesindir. Bugün bu pillerin fiyatları 5-6 $/W_p‘e dek düşmüş durum­dadır.

Güneş pilleri ticari olarak, yaklaşık 50 cm x 100 cm alan ve 3 cm kalınlıkta olan güneş pili modülleri halinde pazarlanmaktadır. Genelde 36 adet seri bağlı kristal tip Si hücrelerden oluşan bir modül gündüz saatlerinde 3 amper civarında akım ve 16 volt’un üzerinde gerilim verir. Daha yüksek gerilim ve akımlar modüllerin seri ve paralel bağlanmasıyla elde edilir. 5 MW toplam gücü aşan PV jeneratörler tesis edilerek başarıyla çalıştırılmıştır.

PV jeneratörler akümülatör yedekli, dizel ve/veya rüzgar jeneratörü yedekli veya şebekeye bağlı olarak çalıştırılır. Fotovoltaik sistem, vvatt mertebelerinden (küçük elektronik devrelerin beslenmesi) W-kW mertebelerine (katodik koruma, sinyalizasyon, iletişim üniteleri, pompalama ve sulama tesisleri, evler, çiftlikler) ve MW mertebelerine (PV santrallar) kadar uzanmaktadır. Bu sistemler şebekeden bağımsız ve şebekeye bağlı olmak üzere iki grupta ele alınabilir.

Şebekeye bağlı PV elektrik santrallannın güçleri 100 kW_e ile onlarca MW_e arasında olmaktadır. Yine şebekeye bağlı, ancak dağıtılmış durumda olan bina çatı ve yüzeylerine yerleştirilen sistemler ise 1 kW_e ile 50 kW_e arasında değişmektedir. Bu sistemlerde iki yönlü sayaç kullanılır. Bu tür dağınık

uygulamaların dünya genelindeki toplam gücünün 1995 itibari ile 35 MW_e olduğu belirtilmektedir. Avrupa’da bu tür sistemler devlet sübvansiyonları ile yaygınlaştırılmak istenmekte ve dünyanın 1997 yılı PV pazar hacminin 100 MW_e dolayında olduğu söylenmek­tedir.

Güneş PV santrallan olarak, 1982′de California’da 1 MW’lık Edison Lugo PV Santralı kurulmuş, bunu Los Angales-San Francisco arasında kurulan 6.5 MW’lık Carissa Plains Santralı izlemiştir. Amerika’nın dışında başka ülkelerde de PV santrallan bulunmakla birlikte, toplam kurulu güçleri güneş termik santrallannın %10′u düzeyini aşmamaktadır. Bunun çeşitli nedenleri olmakla birlikte, PV üreteçlerinin merkezi santraldan çok otoprodüktörler için uygun oluşu, aynca birim kurulu güç maliyetinin termik tiplerden 3.7-5.2 kat daha yüksek bulunuşu başta gelen nedenlerdir.

Fotovoltaik santral olarak adlandırılan yüksek güçteki PV jeneratörlere yeni bir örnek olarak, halen Girit adasında yapımı sürmekte olan 5 MW’lık santral verilebilir. Bu santralın kurulu gücünün 2003 yılına kadar 50 MW’a yükseltilmesi planlanmıştır.

Yıllık güneş pili piyasasının 500 milyon dolan aşkın olduğu kestirilmektedir. Güneş pili üretim kapasitesinin yıllık 50-100 MW olduğu sanılmaktadır. Bu rakamlar, dünyadaki enerji kullanımı göz önüne alındığında denizde bir damla gibi görünse de, gerek bu alandaki teknolojik gelişmeler, gerekse giderek kullanım alanlannın çeşitlenmesi ve ayrıca çevre dostu bir enerji niteliğinde olması, bu alanda hızlı gelişmelerin beklendiğine işaret etmektedir.

Güneş pili sistemlerinin maliyeti, temel olarak iki kısımda incelenebilir. Bunlardan ilki, güneş pili modüllerinin maliyetidir, ikinci kısım ise invertörler, elektronik denetim aygıtları, depolama, kablolama, arazi, altyapı hazırlama gibi sistem destek elemanlarının maliyetidir. Genelde, güneş pillerinin maloluşu, toplam sistemin maloluşunun yaklaşık yansı kadar olmaktadır.

Ancak güneş pili sistemleriyle ilgili maliyet karşılaştırmalarında çevre etkileri dikkate alınma­maktadır. Ulusal enerji kaynaklarının yetersizliği konu olduğunda, şebekeye bağlı münferit PV sistemlerinin genelde önemli bir tasarruf potansiyeli oluşturduğu, bu konuda yapılan çalışmaların sonuçlarından anlaşılmaktadır. Örneğin, Almanya’da yapılan bir çalışmada, bireysel tüketicilerin evlerinin çatılarına koydukları güneş pilleri ile ürettikleri elektriğin üçte birini kendilerinin tükettikleri, geri kalanını ise enterkonnekte sisteme vererek ulusal elektrik enerjisi üretimine katkıda bulundukları saptanmıştır. Sonuç olarak, Almanya şartlarında, binalarda güneş pilleri kullanıldığında üçte bir oranda tasarruf doğmaktadır.

Benzer bir çalışma NREL (National Renevvable Energy Laboratory) tarafından Colorado’da başlatılmıştır. Bu projede, 2 kW’lık bir PV jeneratör karşılığı olan 8000$, gönüllü yatırımcı­lardan nakit olarak veya ayda 100 $ taksitle kredili olarak alınmaktadır. Büyük çapta enerji üretimi sözkonusu olduğunda ise, örneğin, halen Girit Adasında yapımı sürdürülmekte olan PV santral için, birim kW başına yatırım maliyeti ilk 5 MW’lık kısım için 3500 $, toplam 50 MW için ise 2400 $ olarak verilmektedir. Bu maliyet, doğalgaz (680 $/kW), hidrolik (1200 $/kW), ithal kömür (1450 $/kW), linyit kömür (1600 $/kW) ve nükleer (1800-2700 $/kW) santral maliyetleri ile karşılaştırıldığında, PV santral seçildiğinde ilk yatırım için önemli oranda bir fark ödenmesi gerektiği ortaya çıkmaktadır. Ancak, yakıt giderinin olmaması, bakım giderlerinin ise diğerlerine göre çok daha az olması, birim kWh başına enerji maliyetini çok aşağılara çekmektedir. Çevre maliyeti ise, güneş pillerinin üretimi aşamasında gerekli olan dışında sıfır olarak kabul edilebilir.

Güneş pili teknolojileri genç teknolojilerdir ve hızla gelişme eğilimi içindedir. Alışılagelmiş enerji üretim yöntemleri bugün çevre kirliliğinin önemli nedenlerinden biri durumundadır. Ayrıca bu yöntemlerde kullanılan fosil yakıtların da bir süre sonra bitecek olmaları gerçeği bilinmektedir. Bu yönüyle gelecek yüzyıl, güneş ve onun türevleri ile diğer tükenmez ve temiz enerji kaynaklarının kullanımında atılım yapılacağı bir yüzyıl olma görünümündedir.

4.4 Türkiye’de Öncelikle Yapılması Gereken Uygulamalar

Türkiye’de genel enerji planlaması kapsamında yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kombine ve entegre kullanımı planlanmalıdır. Jeotermal enerji ve rüzgar enerjisi kaynağın bulunduğu yörelerde kullanılırken, güneş enerjisi Doğu Karadeniz Bölgesi dışında tüm bölgelerimizde geniş ölçüde kullanıma uygundur. Güneş enerjisinin Güneydoğu Anadolu Bölgesinde kullanımına öncelik verilmelidir. Yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklan konusunda hizmet verecek mühendislik, müşavirlik ve müteahitlik firmalarının kurulması ve gelişmesi teşvik edilmelidir.

Türkiye’de güneş enerjisinin tüm kullanım alanları ile yaygınlaştırması gerekmektedir. Güneşli su ısıtıcılann, standart kaliteden aşağı olmayacak tiplerle kullanımlannın yaygınlaştırmaları, bu alanda tüketiciyi koruyacak, üreticiyi teşvik edecek önlemlerin alınması gerekmektedir. Güneş enerjisinin diğer kullanım alanlannın tanıtımına yardımcı olacak pilot uygulamalar ve demon-strasyon çalışmalan yapılmalıdır. Ülkemizde güneş enerjisinin ısıtma ve iklimlendirmede kullanımını geliştirmek ve yaygınlaştırmak için kent planlamasından bina yapımına dek çeşitli yerlerde uygulamaları belirleyecek bir yasal düzenleme yapılması gerekmektedir.

Güneş mimarisi uygulamaları ile güneş evlerinin yaygınlaştırılması gerekmektedir. Güneş mima­risinin etkin bir şekilde başlatılması için, aşağıdaki koşullar gereklidir.

? Güneş mimarisi için “altyapı” hazırlanması

? Güneş mimarisi için gerekli “teknoloji” geliştirilmesi

? Ar-Ge faaliyetlerinin organize edilmesi

? Güneş mimarisinin yürütülmesi için araştırma ve uygulama kurumlan oluşturulması

? Güneş mimarisi eğitimi için yeni düzenlemeler getirilmesi

? Güneş mimarisi uygulama örnekleri gerçekleştirilmesi

? Güneş mimarisi önündeki yasal engellerin kaldırılması ve yasal mevzuatın düzenlenmesi

? Güneş mimarisine teşvikler sağlanması, kredi öncelikleri verilmesi

? Güneş mimarisi için sivil toplum örgütleri kurulması ya da teşvik edilmesi.

Yukarıda belirlenen işlerin yapılabilmesi için. TÜBİTAK, üniversiteler, devlet kurumları, meslek odaları ve halk arasında işbirliği gerekmektedir. Bu işbirliklerinin sağlanması ise örgütlenme modeli ile yakından ilgilidir. TÜBİTAK, ülkenin gelişmesini sağlayacak böyle bir konuda öncülük etme görevi yüklenirse, bu sorumluluğu, yeni bir “örgütlenme modeli” kurarak ya da kurulmasını teşvik ederek yerine getirmelidir.

Ülkemizde bozulabilir tarımsal ürünlerin sağlıklı koşullarda üreticiden son tüketiciye dek ulaştırılmasında gerekli soğutma zincirindeki yetersizliklerin giderilmesi açısından, güneş enerjisiyle soğutma teknolojisinin geliştirilmesi önemlidir. Teknoloji zaman içinde endüstriyel soğutma boyutuna da uzanabilir. Güneşli soğutma teknolojisinin geliştirilmesi ve güneşli soğutucuların yerli teknoloji ile kullanıma sokulmaları için seçilecek sistemlere öncelik verilerek Ar-Ge çalışmaları yürütülmeli, gerekli teknoloji transferleri yapılmalı ve bu tür sistemlerin üretilerek piyasaya çıkarılması teşvik edilmelidir.

Su buharı kompresyonlu güneşli soğutma, hava kompresyonlu güneşli soğutma, katı absorp-siyonlu güneşli soğutma, sıvı absorpsiyonlu güneşli soğutma, adsorpsiyonlu güneşli soğutma, freon veya amonyak buharı kompresyonlu güneşli soğutma, buhar (freon veya amonyak) jet güneşli soğutma sistemleri arasında yapılan karşılaştırma en uygun sistemin sıvı absorpsiyonlu, ikinci derecede uygun sistemin buhar-jet ve üçüncü derecede uygun sistemin buhar kompresonlu (freon veya amonyak) fotovoltaik panel elektrik motoru tahrikli sistem olduğunu ortaya koymuştur. Özellikle sıvı absorpsiyonlu ve buhar jet sistemlerinin yaygın ve ekonomik kullanım için ülke koşullarına uygun olarak geliştirilmeleri gerekir. Ülkemizde yapılan sınırlı çalışmalarda çeşitli sıvı absorpsiyonlu sistemler üzerinde durulmuşsa da, yeterince bir ulusal teknoloji birikimi oluşturulduğu söylenemez. Buhar jet sistemi üzerinde ise hiç durulmamıştır.

Güneş termik elektrik santralları konusunda hızla gelişen teknolojileri takip etmek için kısa dönemde teknoloji transferine, uzun dönemde de yerli teknoloji oluşturulmasına gidilmeli ve bu konuda Ar-Ge çalışmalarının yanı sıra, santral ön fizibilitelerine de başlanmalıdır. Güneş – doğal gaz hibrid termik santrallarınınn Güneydoğu Anadolu’da kurulması uygun olacağından doğal gaz dağıtım hatlarının projelenmesinde bu kriter göz önünde tutulmalıdır.

Bugün güneş pilleri konusunda pek çok ülkede devlet desteği ile gerçekleştirilen uygulamalar Türkiye’de de yapılmalıdır. Bu uygulamalar, enterkonnekte sistemin erişemediği gözetleme istasyonu, fener kulesi, petrol boru hattı ve benzeri alışılmış PV enerji sistemlerinin dışında; balık çiftlikleri, otel ve lokantalar, şebekeye bağlı ev ve sanayi tesisleri ile başlangıçta küçük çaplı PV elektrik santrallannı kapsamalıdır. Devlet bunun tanıtımını yapmalı, bireysel katılımcıları özendirmeli, PV enerji ticaretini ve üretimini teşvik etmelidir. Türkiye, sahip olduğu yüksek güneş enerjisi potansiyeli ile, yalnızca, gelişmiş ülkelerin bir pazarı olarak değil, beyin gücü ve teknolojisi ile bu konuda önemli çalışmalar yapan bir ülke konumunda olmalıdır.

Otoprodüktörler ile ilgili yasa, şirket ve benzeri kuruluşların kendi elektriğini üretmesine ve fazlasını devlete satmasına izin verirken vatandaşın kendi elektriğini üretip fazlasını devlete satmasına elverişli değildir. Güneş pillerinden 1-5 kW gücünde santralların kurulacağı düşünüldüğünde, gündüz üretilen fazla elektriğin devlete satılması sözkonusu olacaktır. Bu konu ile ilgili yasal düzenlemeler zaman geçirilmeden yapılmalıdır.

Güneş pili ile ilgili bilimsel ve teknolojik Ar-Ge çalışmaları devlet ve özel sektörce desteklenmeli, özendirici, isteklendirici önlemler alınmalıdır. Bu konuda gerek ulusal gerekse uluslararası ortak projelerin oluşturulmasına önem verilmeli, bunun için kolaylıklar sağlanma­lıdır. Güneş pillerinin geliştirilmesi ve uygulamalarının yaygınlaştırılmasına ilişkin çalışmalarda yer alınmalı ve bu yöndeki teknolojilerin bir an önce uygulamaya konulması için gerekli özendiricilikler sağlanmalıdır. Ancak, güneş pili teknolojisi hızla gelişen bir teknoloji oldu­ğundan, teknolojiler çabuk eskimekte ve yeni teknolojiler uygulamaya konurken eski teknoloji kullanan üretim makineleri ucuz fiyatla gelişmekte olan ülkelere satılmaktadır. Bu yönüyle, özellikle ülkemiz için yeni olan bu alandaki uygulamalara girerken,

eskimiş üretim makinelerini alarak boşuna kaynak israfından ve bu alanda bir hurdalık oluşturmaktan kaçınılması gereklidir.

Konuya ilişkin yasal ve kurumsal düzenlemeler, tanıtım/eğitim ve uygulama ile ilgili olmak üzere, iki boyutta düşünülmelidir. Tanıtım/eğitim ile ilgili görüşlerimiz yukarıda verilmiştir. Uygulama ile ilgili olarak elektrik üretim ve dağıtım şirketlerine (TEAŞ/TEDAŞ) görev düşmektedir. Çatıya veya başka bir serbest alana monte edilecek PV modüllerin bina statiği veya dış görünüm gibi konulara uygunluk sağlayıp sağlamadığı belediyelerce, güneş pilleri ile üretilen ve şebekeye verilen enerjinin frekans ve harmonik yönleriyle uyumu, ayrıca kurulan tesisatın ilgili yönetmeliklere uygunluğu TEAŞ/TEDAŞ tarafından proje üzerinde incelenerek kontrol edilmeli ve izin verilmelidir.

4.5 Öncelikli Uygulamalar ile ilgili Eğitim, Öğretim ve Ar-Ge Etkinlikleri

Güneş enerjisi konusunda üniversitelerde çeşitli dersler kapsamında bir ölçüde bilgi verilmektedir. Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü bu alanda eğitim, öğretim ve Ar-Ge etkinliklerinin toplandığı özel bir kurum durumundadır. Ankara Üniversitesi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Hacettepe Üniversitesi, Gazi Üniversitesi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Marmara Üniversitesi, Dokuz Eylül Üniverstesi, Çukurova Üniversitesi, Erciyes Üniversitesi güneş enerjisi konusunda araştırma çalışmaları yapan üniversiteler arasında yer almaktadır. Diğer üniversitelerde de sınırlı bazı çalışmaların bulunduğu bilinmektedir. Adı geçen üniversitelerin Fen Bilimleri Enstitüleri kapsa­mında verilen derslerde güneş enerjisi konusu yer almaktadır. Örneğin, Ankara Üniversitesinde Fen Bilimleri Ensititüsü yüksek lisans ve doktora programı kapsamında okutulmak üzere “Güneş Enerjisi” adlı bir ders verilmektedir. Ayrıca, aynı ensititü “Alternatif Enerji Sistemlerinin Tasarımı” kapsamında öğrencilere güneş enerjisi uygulamalarına ilişkin projeler yaptırmaktadır. TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi’nde Enerji Sistemleri ve Çevre Araştırma Enstitüsü’nde güneş enerjisi ile ilgili araştırmalar sürdürülmektedir. Elektrik İşleri Etüt İdaresi tarafından da güneş enerjisi konusunda araştırma çalışmaları yürütülmekte, eğitime katkıda bulunmak üzere demonstrasyon çalışmaları yapılmaktadır.

Güneş enerjisi konusunda üniversitelerde yapılan çalışmaların büyük bölümünde ve TÜBİTAK tarafından desteklenen projelerde tarımsal ürünlerin kurutulması, su ve hava ısıtıcı kollektörlerin geliştirilmesi konularına daha fazla ağırlık verildiği görülmüştür. Yapıların ısıtılmasında güneş enerjisinin kullanılmasına ilişkin araştırma projeleri bunların ardından gelmekte ve sınırlı kalmaktadır. Güneş motorları (sıcak hava motorları, güneş-buhar güç çevrimleri) üzerindeki çalışmalar ise çok sınırlıdır. Güneş enerjisi ile çalışan su pompalan konusu da ülkemizde sınırlı biçimde araştırılmıştır. Yine sınırlı kalmış bir araştırma konusu güneşli soğutuculardır. Güneş enerjisinden elektrik üretilmesi, sınırlı biçimde ve güneş pilleri ile çok küçük güçler için araştırma konusu yapılabilmiştir. Gelecek açısından Türkiye için büyük önemi olmasına karşın, güneş-fosil yakıt termik hibrid santrallar konusu üzerinde ise yerli araştırma yapılmamıştır. Güneş enerjisi ile hidrojen üretimi konusu da gerektiği gibi el atılmamış araştırma konulan arasındadır.

4.6 Konuya İlişkin Yasal ve Kurumsal Düzenlemeler

Güneş enerjisi konusunda düzenleyici bir yasa bulunmamaktadır. Buna karşın, imar yasasında, yapı yönetmeliklerinde ve belediyelerle ilgili mevzuatta, yapılann güneş enerjisi ile ısıtılması ve iklimlendirilmesi, konut sıcak su talebinin güneş enerjisinden karşılanması gibi uygulamalar için zorluk çıkaran hükümler bulunmaktadır.

Özel bir güneş enerjisi yasası ya da yenilenebilir enerjilerin tümünü kapsayan entegre bir yasa kapsamında güneş enerjisi uygulamalanna yönelik düzenlemeler getirilmeli, kurumsal altyapılar oluşturulmalıdır. Çıkanlması gereken yasada güneşten yararlanma hakkı kavramından güneş enerjisi uygulamalanna ilişkin özendirmelere, merkezi sistemler için kontrol mekanizmalanna dek çeşitli konular yer almalıdır.

Bugün için Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı bünyesinde güneş enerjisi çalışmalannı yürütmekle görevli makam Elektrik İşleri Etüt İdaresi Güneş Enerjisi Şube Müdürlüğü’dür. Güneş enerjisinin giderek genişleyen bir kapsamı ve kullanım alanları olacağı düşünülerek Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı bünyesinde Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Genel Müdürlüğü ve bu Genel Müdürlüğe bağlı olarak Güneş Enerjisi Dairesi oluşturulmasında yarar olacaktır.

4.7 Sonuç ve Öneriler

? Güneş enerjisinden yararlanma potansiyeli, Türkiye’nin tüm bölgeleri için ciddiyetle ele alınmasını gerektiren bir büyüklüktedir. Güneş enerjisinden su ısıtma, konut ısıtma, pişirme, kurutma, soğutma gibi ısıl amaçlarla yararlanılabileceği gibi, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek de olanaklıdır.

? Güneş enerjisinin aktif yöntemle yapı ısıtılmasından, seraların ısıtılmasına, tarımsal ve endüstriyel kurutmaya, endüstriyel ısı uygulamalarına, soğutmaya, metalurjik fırınlara, fotokimyasal ve fotobiyolojik işlemlere dek çeşitli kullanım alanlarındaki araştırmaların desteklenmesinin yanı sıra uygulamaların yaygınlaştırılmasına da çalışılmalıdır. Bu çerçevede güneşli soğutma konusu, ülkemiz koşullarında tarımsal ürünlerin ve gıda sanayi ürünlerinin saklanılması açısından üzerinde önemle durulması gereken bir seçenektir.

? Türkiye’de güneş enerjisinden yararlanma konusunda politikaların belirlenmesine, kaynak yönlendirme ve teşvikler konusuna netlik kazandırılmasına gerek vardır.

? Bugün Türkiye’de su ısıtma amaçlı 2.5-3 milyon m kurulu kollektör alanı olup, yıllık kollektör üretimi 400-500 bin m düzeyinde sürmektedir. Kurulu alanla güneşten kazanılan enerji yılda 120 bin TEP kadardır. Son yıllarda üretilen kollektörlerin üçte biri aşkın bölümünün ihraç edildiği gözlenmektedir. Kollektör sanayiinde kaliteli üretimin kontrolü ve desteklenmesi gereklidir.

? Türkiye’de düz yüzeyli güneş kollektörleri ve güneşli su ısıtma sistemlerine ilişkin standartlar bulunmakla birlikte, tam uygulanmamaktadır. Dışarıya ihraç açısından yabancı alıcılar Türk Standardına uygun kollektörleri almamakta ve standart dışı özel isteklerde bulunmaktadırlar. Standart yeni olmakla birlikte gelişen teknolojiye göre geri kalmış durumdadır ve yenilenmesi gerekmektedir.

? Üzerinde önemle durulması gereken bir konu da, konutların güneş enerjisinden pasif olarak yararlanmaları için ileri malzemeleri de kullanan yeni çözümler geliştirmek, bu bilgileri yaymak ve uygulanmalarını teşvik etmektir. Yapıların güneş enerjisi ile pasif ısıtılması ve serinletilmesi güneş mimarisi ile bütünleşik bir mühendislik konusu olarak ele alınmalı ve yerleşim alanları ölçeğinde geliştirilmelidir. Bu konuda bölgelerimiz için verimli ve maliyet etkin çözümler geliştirmek amacıyla araştırmalara kaynak ayrılması, igili firmaların ve kullanıcıların teşviklerle desteklenmesi gerekmektedir.

? Güneş mimarisinin başarılı olması için yasaları da kapsayan yeni bir mevzuat gerekmektedir. Bu mevzuat “güneşten yararlanma hakkı” ilkesine uygun biçimde EİE tarafından düzenlenmelidir. Bu mevzuat ve yasal düzenleme çerçevesinde “Güneş Mimarisi ve Pasif Güneş Enerjisi Uygulamaları Merkezi” kurulmalıdır. Merkez bu konuda araştırmalar yapmalı ve yönlendirmeli, uygulamaların denetimini yapmalı, teşvikleri yönlendirmelidir.

? Güneş termik elektrik santrallannın büyük güçlerde olanları fosil yakıtlarla (özellikle doğal gazla) entegre çevrimler kapsamında hibrid santral olarak geliştirilmektedir. Teknik ve ekonomik açıdan başarılı ilk uygulaması Amerika Birleşik Devletleri’nde (Luz Santralı, 354 M W) yapılmıştır. Türkiye’nin bu teknolojiyi yakından izlemesi gerekmektedir. Ülkemizde de

Güneş-Doğal Gaz Hibrid Termik Santralı kurulması konusunun gündeme alınmasında ve konuyla ilgi Ar-Ge çalışmalarına başlanmasında yarar görülmektedir.

? Güneş fotovoltaik sistemleri trafik sinyalizasyonu, otoyollarda aydınlatma ve telefon iletişimi, orman kuleleri, deniz fenerleri, park ve bahçe aydınlatması, şebekeden uzak kırsal ünitelerdeki elektrik gereksiniminin karşılanması gibi öncelikli uygulama alanları bulabilirler. Bu sistemler uzun dönemde birkaç yüz kW’ın üzerindeki üretim birimleri ile ulusal elektrik ağına bağlantılı biçimde de çalışabilirler. Dünyada örnekleri olan bu tür kullanımlar pilot uygulamalarla Türkiye’de de başlatılmalı ve fotovoltaik (PV) panellerin ekonomikliğine bağlı biçimde geliştirilmelidir. Fotovoltaik çevrimle güneşten elektrik enerjisi üretiminde kullanılan PV panellerin yerli üretimine imkan sağlayacak araştırmalar desteklenmelidir.

? Türkiye’de güneş enerjisi uygulamalarının yaygınlaştınlıp geliştirilmesi, gerekli kurumsal altyapının oluşturulması, güneş enerjisi ile ilgili sanayiye ve tüketicilere teşvikler uygulanması için bir yasal düzenleme yapılması zorunludur.