Bu yılın ilk yazısında teknik bir konuyu ele almaya karar verdim. Sene içerisinde fırsat buldukça bu teknik yazılara yer vereceğim. Bugün kamunun çok da haberdar olmadığı ancak güneş enerjisi sektöründe popülerliğini her geçen gün artıran farklı bir modelden söz edeceğim: Yüzer Güneş Enerji Sistemleri.

Kısaca “Yüzer GES” olarak anabileceğim bu sistemlerin İngilizcedeki karşılığı “Floating Solar Energy Systems” ya da kısaca “Floating Solar”.

Bu konuyu birçok farklı yönüyle ele almak istediğim için yüzer GES konusuna iki makale ayıracağım. Bu ilk makale daha çok giriş yazısı olacak. Size konsepti tanıtacağım ve yüzer GES’lerle ilgili çok yönlü değerlendirmeler aktaracağım. İkinci yazıda ise işin tekniğine girerek bu açıdan daha fazla detay vereceğim.

Enerji devriminin en önemli unsuru olan “fosil yakıtların yerini yenilenebilir enerjinin alması” yaklaşımı hız kesmeden devam ediyor. Dünya genelinde neredeyse bütün ülkelerin desteklediği, hızla yaygınlaşan sera gazı azaltma ve iklim politikaları sayesinde güneş enerjisi teknolojileri fosil yakıtlardan kurtulma yolunda rüzgâr enerjisiyle birlikte başı çekiyor. Aşağıdaki görselde de 21. yüzyılın en başından itibaren süregelen bu eğilimi görebilirsiniz.

Kaynak: Forecast International’s Energy Portal: http://www.fi-powerweb.com/Renewable-Energy.html

Özellikle güneş enerjisi kurulumlarının artan bir ivmeyle yaygınlaşıyor olması kaçınılmaz bir durum. Çünkü güneş enerjisi hem merkezi sistemler hem de dağıtık sistemler modellerini destekleyebilecek teknoloji ve donanıma sahip. Bu anlamda güneş enerjisi kurulumları gerek enerji santralleri, gerekse yerinde üretim – yerinde tüketimi sağlayan çatı üstü kurulumları alanlarında hızla artış göstermekte.

Öte yandan klasik santral ve çatı üstü uygulamalarının dışında kalan çok farklı modellere de tanık olmaktayız. İşte bu yazımda sektörde popülerliği giderek artan ve kurulumlarının hızla yaygınlaştığına tanık olduğumuz yüzer GES’lere yer vereceğim.  

Güneş panellerinin tarihi yüz yıl kadar önceye uzansa da yüzer GES’ler yalnızca 10 seneyi aşkın bir zaman diliminde kullanılmakta. Daha da spesifik olmak gerekirse, ilk ticari yüzer GES 2006 yılında Amerika, Kaliforniya’daki bir üzüm bağına kurulmuştur. Aynı sene içinde Japonya, Fransa ve Hindistan’da başka yüzer GES’ler kurulmuş olsa da, bunların hepsi deneysel amaçlı sistemlerdi.

Kaliforniya’daki üzüm bağında sulama kanalının üzerine kurulan sistemin amacı, öncelikle üzüm ekilecek alandan feragat etmeden mevcut yere monteli güneş paneli sisteminin genişletilmesiydi. Toplamda 175 kW’lık 1.000 adet yüzer panelin kurulmasıyla tamamlanan bu güneş enerjili sistem sayesinde üzüm bağının enerji tüketimi sıfırlandı. Buna ek olarak normalde güneş panelleriyle kaplanacak 3 dönümlük araziye ekstradan üzüm ekilerek yıllık 150.000 dolar değerinde şarap mahsulü elde edildi.

Teşvikle gelen yaygınlaşma

2006’da ilk ticari örneği hayata geçmiş olmasına karşın 2013 senesine gelinene kadar neredeyse başka hiçbir yüzer güneş paneli sistemi kurulmadı. Ancak Japonya’da 2011’de gerçekleşen Fukushima felaketinden sonra 2012 senesinde uygulamaya koyulan FIT (Feed in Tariff) mekanizmasından sonra yüzer GES kurulumları diğer ülkelerin de benzer teşvikler sağlamasıyla yaygınlaşmaya başladı. O zamanlar Japonya’da çıkan yüzer GES’ler için uygulanan teşvik (FIT) 53,4 Cent/kWh gibi astronomik bir rakam olduğu için 2013’ün sonuna dek sadece Japonya’da 45 tane yeni kurulum tamamlanmıştı. 2013 yılından itibaren günümüze kadar da yüzer GES kurulu kapasitesi katlanarak artmaya devam etti. Örnek vermek gerekirse; 2013 senesinde dünya genelinde 1,18 MW kurulum yapılırken bu sayı 2014’te 4,9 MW’a, 2015’te 34,6 MW’a, 2016’da 53 MW’a ve 2018 yılının Eylül ayı itibariyle dünya genelinde toplam kurulu yüzer GES kapasitesi 1.1 GW’a ulaşmıştır. (Solar Energy Research Institute of Singapore SERIS)

Yüzer GES’lerin bu kadar hızlı yaygınlaşmasının ardında ülkelerin sunduğu teşvik mekanizmaları, anahtar teslim güneş enerjisi sistem fiyatlarının hızla düşmesi ve PV panellerin verimliliklerinin sürekli artması olsa da, aynı zamanda diğer hiçbir güneş enerjisi sisteminin sahip olmadığı avantajlar sunmaları da önemli bir etkendi. Normalde atıl alan kabul edilebilecek su yüzeyinin kullanılarak yeni alan yaratılması ve baraj üstü, deniz üstü, göl üstü, su kanalı üstü gibi çok geniş alanların güneş enerjisine kazandırılması ciddi bir avantaj sağlıyordu.

Yüzer GES’lerin avantajları

Örneğin az önce verdiğim Japonya örneğinde olduğu gibi, 377.973 m²’lik bir yüzölçümüne sahip bir ada ülkesinde 125 milyonu aşkın kalabalık bir nüfus ikamet ediyor. Bu da alanların kısıtlı olduğu anlamına geliyor. Fukushima felaketinden sonra da artan bir bilinçle yenilenebilir enerjiye yönelim olması sayesinde bir ada ülkesi olan Japonya’nın yüzer santraller sistemine ağırlık vermesi doğal bir sonuçtur. Yüzer GES’ler için Japon adalarını dört bir yandan çeviren Pasifik Okyanusu’nun ek alan olarak kullanılması çok mantıklıdır.

Dahası, yüzer güneş panelleriyle kaplanmış alan güneş ışınlarından korunarak o yüzeydeki buharlaşmayı %80’e kadar azaltabilir. Bu sayede barajlarda su seviyesinin daha yavaş azalması, sulama kanallarında daha fazla su taşınması ve su arıtma tesislerine ekstra enerji sağlanması da mümkün olabilmektedir. Bu sistemin diğer bir önemli özelliği ise karada herhangi bir yere kurulan bir güneş enerjisi sistemine göre (aynı teknoloji kullanıldığında) yüzer güneş paneli sisteminin kapasite faktörünün %7,6 ile %13,5 arası daha fazla olmasıdır. (Young-Kwan Choi, 2014) Bunun nedeni ise panellerin düşük ısılarda daha verimli çalışması ve aynı zamanda suyun doğal bir soğutucu olmasıdır.

Yüzer GES’lerinin diğer avantajları ise kamulaştırma maliyetleri olmadığından yatırım maliyetlerinin daha düşük olması, güneş ışınını engellediği için durgun sularda yosun gelişimini azaltarak suyun temiz kalmasını sağlaması, ayrıca modüler yapısı ve zemine temel atılma gereği olmaması sayesinde daha hızlı kurulum yapılabilmesidir.

Dezavantajlar devede kulak

Bütün bu özelliklerin yanında bu sistemin az da olsa bazı dezavantajları mevcut. Örneğin diğer güneş sistemlerine göre hidrolik ve hava koşullarına çok daha fazla maruz kaldığı için elektrik üretimi diğer sistemlere kıyasla biraz daha dengesizdir. Ek olarak, yüzer donanım ne kadar dayanıklı ve doğaya zararsız bir maddeden yapılsa da zamanla suyun sistemi aşındırması ve sistemin ömrünü kısaltması muhtemeldir. Tuzlu su ve tatlı suyun etkileri arasında da farklar vardır. Özellikle deniz üstü yapılan kurulumlarda yıpranma payı daha yüksektir.

Son olarak da kurulduğu yere bağlı olarak bazı balıkçılık ve ulaşım aktivitelerini engelleyebilir. Ancak bu da görecelidir. Yani normal şartlarda herhangi bir yüzer santralin etrafından dolaşılabilir.

Avantajları göz önüne alındığında bu eksiler yalnızca devede kulak sayılır. Çünkü suyun üzerine kurulum hem panel verimliliğini artırıyor, hem yerden kazandırıyor, hem de suyun buharlaşmasını önlüyor, böylelikle her anlamda büyük avantaj sağlıyor.

Şu ana kadar resmî kabulü yapılmış ve şebekeye elektrik beslemeye başlamış en büyük yüzer GES, Çin’de, eskiden kömür üretim bölgesi olan Anhui’de hükümete ait CECEP şirketi tarafından kurulmuştur. Sistemin toplam kurulu gücü 70 MW olup, dünyanın en büyük yüzer güneş paneli teknoloji ve EPC şirketi olan Fransız Ciel-et-Terre ile işbirliği içinde hayata geçirilmiştir.

Çin’deki 70 MWp’lik yüzer santral kompleksi: CECEP

Öte yandan Çin menşeli bir şirket olan Three Gorges New Energy tarafından aynı rezervuara 150 MW kurulu güce sahip bir yüzer GES kurulmaktadır, hatta bir bölümü şebekeye şimdiden bağlanmıştır. Bu proje tamamlandıktan sonra artık dünyanın en büyük yüzer güneş paneli sistemi Three Gorges New Energy’e ait olacaktır.

Anhui’deki (Çin) Three Gorges Barajının üzerine kurulmakta olan yüzer santral

Yüzer santrallere örnek olarak memleketimizde de güzel girişimlere tanık oluyoruz. Bu konuda önderliği gençlerin kurduğu TYT (Temiz Yaratıcı Teknolojiler) firması yapmaktadır. Young Guru Academy (YGA) lider kadrosundan Barış Arıcı, Cemil Cihan Özalevli ve Bilal Taşçı’nın kurduğu ve Türkiye’de farklı yerlerde kurulumlara imza atarak emin adımlarla ilerleyen bu firmayı tanımanızda yarar var: https://www.tyt.com.tr/

 

 

TYT’nin İBB (İstanbul Büyükşehir Belediyesi) için İstanbul’daki Büyükçekmece gölünün üzerine kurduğu yüzer santralin görseli

Düzgün karakterli ve fark yaratmak isteyen gençlerin yaptıkları işler ve başarıları beni şahsen çok memnun ediyor. Yolunuz açık olsun gençler!

2006 yılında resmen başlamasına rağmen ancak 2013’ten sonra ivme kazandığını belirttiğim yüzer GES’lerin yükselişi artarak devam edecek gibi görünüyor. Credence Research tarafından yapılan bir pazar analizine göre 2016’daki yüzer GES pazar değeri yalnızca 0,16 milyar dolarken, bu sayı 2022’ye gelindiğinde 1,6 milyara ulaşacak. Bu demek oluyor ki yüzer GES pazarı önümüzdeki her sene yıllık olarak %113,9 oranında büyümeye devam edecek. Bu büyümenin hangi hızla ve ne zamana kadar devam edeceği ise geleceğin politikaları, teknolojik ilerleme hızımız ve fosil yakıtlardan kurtulma arzumuzla doğru orantılı olarak değişecektir. Darısı memleketimizin ve tüm ülkelerin başına.  

Bizim memlekette yakın dönemde hibrit yönetmeliğin düzenlenmesi bekleniyor. Sektör yönetmeliğin bu sene çıkmasını bekliyor. Eğer gerçekleşirse ardından HES+GES hibrit santrallerinde ciddi bir artış gözlemlemek mümkün. Hadi hayırlısı…

Yüzer santral ve daha birçok farklı yenilenebilir enerji modellerinin uygulamalarının artması, yeni nesillere iklim değişikliği endişesi olmayan bir dünya bırakabilmemiz açısından kritik öneme sahip.

Yüzer GES’lerle ilgili bir sonraki teknik yazımda görüşmek üzere, sağlıcakla kalın.

Referanslar
 

1. https://www.pv-tech.org/news/worlds-largest-floating-solar-plant-connected-in-china
    
2. https://www.worldbank.org/en/news/press-release/2018/10/30/floating-solar-opens-new-horizons-for-renewable-energy
    
3. https://www.researchgate.net/publication/321461989_The_global_evolution_of_floating_solar_PV

 

Etiket: enerji