CSP teknolojisi ile PV sistemlerde olduğ\1 gjbi küçük hacımde elektrik üretimi mümkün olsa da, ekonomik anlamda avantajlı değil. 10-15 MW ekonomik en küçüksantralgücü olarakdüşünülürt.en. Avrupa öl~eğinde 50 MVI op mum güç. ABO ölçeğinde ise 250 fıVI önümUzdeki 5 yılda ula~ılması hedeflenen ekonomik güç değeri olarak değer1endiril~or. PV sistemler toplanı yataydaki ışınınıı (GHI: global horizontal irradiance) elektrik akımına dönüştürü rken, CSP sistemleri direkt normal ışınım (DNI: direct normalırradia nce) gereMirir. Diğer bir ifade ile PV sistemler dOşOk performanslada olsa bulutl u -parçalı buluttu günlerde de bir miktar elektri küretebilirken, CSP tesisleri sadece açık veberrak havalarda çalışabiliyor. PV teknolojisinde elektrik doğru akım olarak doğrudan elde ediliyor ve depolanması pahalı. Batarya dizinlerinde elektrik depolama ada tipi uygulamalarda tercih ediliyor ve şebekeye elektrik besleyen santraller depolama kullanmadıklan i~n sadece gündOz saatlerinde kesintili bir üretim gerçekleşt i rebiliyo rlar. CSP eknolojisinin istendiğinde çok önemli iki avantajı var: fosil yak ı sistemleıle hibridlemeve ısı depolama . Hibridleme USCC: lntegrated Solar Combıned Cycle) santralden elektrik üretimini 330 gün 24 saat mertebesine çıkararak sürekliliği sağlıyor. Isı depolamalı sistemler ise %10-15 doğal gaz tüketimi ile gülle§li saatierin bitiminden sonra 5-7 saat daha elektrik üretilebiliyor. Bu sa ntralleri n iyiliği akşam saatlerinin yükselen t ketinıine ceı1ap verebiliyorlar. Azami %15 doğal gaz kullanımına izin verilen ispanya'da kurulu CSP santral kapasitesinin %62'si ısı depolamalı alanı depolamasızdır. Bu durumda, PV santraller yaz aylannda öğlen saa eri nde artan ve mekan soğutmadan kaynaklanan artan yükü n bir kısmına cevap verirt.en, CSPtesisleri akşam saatlerinin arta n yükünü de kesintisiz temiz bir akım sağlayarak çekebil~orlar. CSP te nolojisinin temel problemi daha "temiz" ve "kaliteli" elektrik karşılığında 2010 f~atlarıyla ortalama 0.20-0,21 E/kW-h birim maliyet. CSP teknolojisini ge l işti renler ve savunanlar "çevreciliği yanında "şebeke dostu" yapısı ilebiraz daha pahalı olma i mtiy a zını hak ediyo diyorlar. Oünya çapında devam etmekte olanAr-Ge çalışmaları sonuCil bu değerin 5-10 yıl içinde 0,10-0,13 €./ıW-h mertebesine inebileceği düşünülüyor ama bu hedefe ulaşmak zaman ve emek gerektiriyor. Bunun ustune 2008'den beri süregelen küresel finans krizinin e sıyte büyüyen ekonomik ve yasal belirsizlik ve değişmeler temiz ve kameti elektrik veren bu teknolojinin önündeki en büyük engel. Bundan 82 lesisat Dergisi Sayı 181-Ocak 2011 dolayı, her CSP santral urulumu öncesinde teknik. ekonomik ve finansal fizibilite yanında yasaVhukuki fi zibılite etüdü de ~art CSP sistemlerde ya~anan bir diğer te~nik problem çevrim suyu soğutma. Ticari olarak en yaygın tasarım olan su soğutmalı parabolik oluk sistemlerde 3 m3JMW-h su ihtfjacı doğı.ryor. Bu değer elektrik üretiminde nükleer santrallerden sonra en yüksek su tüketimine karşılık geliyor. Bu nedenle kurak çöl ortamları için bi raz da ha yüksek malıye i yabnnı ve düşük verımle çalışan hava soğutmalı sistemler geliştiriliyor. Bu durumda CSP yatırımlarının ilk etapta 2020'yekadar5GW se iyesine erişnıesi bekleniyor. CSP tesis kurulumunda öncü ülkeler ABO ve ispanya dışında ilk tesis ıscc yapısında Hassi R'nıel ~ayir'de kuruluyor ve 20ll'de hizmete alındığında toplam 150 MV/ gücünde temıik santralin 30 MW'Iık kısmı parabalik oluk güneş tariasından elde edilecek. Bunu Abu Ohabi, Fas, Mısır, Fra nsa italya, Portekiz, Yun anistan. Kıbrıs Rum Kesimi, israil. iran, G. Afrika ve Meksika'da kurulatak ilk santraller ıı leyecek . Asya Ülkeleri arasında Japonya ve G. Kore Jimlerinin uygun olmamas ndan dolayı CSP yatırımıarına sıcak bakınıyorlar. fakat Çin'inGüne'/ Moğolistan, Hindistan'ın Rajastan ve Gjurat ve Avustralya'nın N. S. Wales ülkelerinin ilk yatırımianna ev sahipliği yapması b~leniyor. 2. CSP Teknolojisinin Özellikleri Yoğunlaştırılmış (VPJJa yoğunlaştıncılı) güneş enerjisi (CSP: concentrated solar power) teknolojileri ise direkt normal gllneş ışımınının yoğunlaştırılarak önce ısıya ve uygun bir termodinamik çevrim ile işe dönüştürülmesi süreçl eri nden oluşur. Açık havada direkt nomıal ışınım ([)NI) toplam güneş enerjisinin %8090' ını temsil ebııekteyken. bulutlu bir günde ONI oranı srfıra yakındır (1). Sürekli açık hava ve bol ONI orta rakımlı yan-lo.ırak ve kurcık platolarda rastlanacak bir durumdur. Bu - sıtıama11a birlikte CSP sistem lerini fo ovoltaik sistemleryanında caıip kılan temelunsur ısının kısa süreler için ekonomik olarak depolana b ilın es i ve böylece bulutlu saatlerde veya akşam saatlerinde elektrik sağlayabilmesidir. Bu özellik d~l gaz takviyesi ile daha da güçlenmekted ir. Böylece rüzga r gibi daha kararsız vePV sistemler gibi güntOk hizmet sOresi kısa yenilenebilir enerji tür1erinin de şebekeye entegrasyonu kolayla~ır. CSP teknolojileri elektrik yanında endOstr~el ısı ve desalinasyon ihtiyaçlarına da cevap verebilir. Yoğunlaştırılmış güneş ene~isi teknolojileri doğnısal ve noktasal olara k ikiye ayrıl ma ktadır. Ooğrosal yoğunla~tıncıla n, parabolik oluk kolektMerve doğrusal Fresnel yansılıcı sistemleri: noktasal yoğunla~ı rıcılan ise. mert.ezi alıcı sistemler ve çanak kolektörler oluşturmaktadır. Türkiye'nin güney bölgelerinin ılıınan iklimi, ortalama s ıcaklığı ve bulutsuz güneşli gOn sayısının ÇX)lllıığu göz önüne alındığında elelttrik üretiminde fotovollaik (PV) sistemlere ~asla CSP sistemleri genel olarak daha ekonomik ve erinıli çıkmaktadır. CSP sıstemlerinde ınıalat e kuru lum teknolojileri Pl/' lere kıyasla daha bü1ük oranda korıva ns ~onel yöntem ler i99rdiği için makine imalatında öne çıkan ülkemizde yerli · ı kanlarta geliş "rilip kullanılabi lir. ilk geliştirildiği yıllardan beri diğer güneş enerjisi teknolojileri gibi CSP sistemlerinin emel i sorunu kurulum maliyetinin yüksekliği ile i§letnıe perfomıansınııı yere. zamana. mevsimlere ıe hava durumuna bağımlı olmasıdı r. Komponent sistem, kurulum ve altyapı mal~e eri üretimin artması ile zaman içinde düşnıeye başlamıştır. O~er yandan başta ABD ve ispanya olmak üzere dünyanın değj§ik yerlerinde kurulup senelerdir iş letilen CSP sistemleri üzerinde kazandan tecrübe ile bakını ve işletme mal~etlerinde anlamlı düşüş elde edilmiştir. Türkiye yı da toplanı 2.7 40 saatlik (7 .5 sa/gün) ve ortalama 1.527 kW-h/m' ı§ınım ile dOnyanın orta derecede güneş alan ülkelerinden biridir [2). Anadohı'n un bulutlu gün sayısı göreceli ola rak daha az gOney illerinde yaz-kış arasında ı§ırna süresi vegücü değişkenlik göstermektedir. Bu durumda CSP sistemler büyük tuz klitleleriyle 5-7 saatlik ısı depolama ileve doğal gaz takviyesi ile (hibrid yapıda) çalı~mak durumunda kalmaktadırlar. Aşağıda yoğuntaşıinı ış güneş enerjisi teknolojilerinin 2010 yılı başında~i gelişme durumu ve çözüm bekleyen teknik problemler hakkında bilgi verildikten sonra yenı ve geli§mekte olan teknolojiler ile dünya ve ürkiye'de uygulama potans~eli özettenerek değerlend irilıni§tir. 2.1. Parabol ik Oluk Kolektörler Parabalik oluk ~.o aktörler. doğ)lısal yoğunlaştııma yapan e parabolik kesilli dizilerden oluşur. Oluğu n iç lusmındalü yansrtıcı yüZB'Jier, güneş ene~isini pa aboliğin odağında yer alan •e boydan boya uzanan s;Jah bir absorban boru üstünde yoğuntaş rır (Şekil 1). ıcı (reoeiver) canı tüp. yüzeyi yaklaşık %97' ik bir absorbtiviteyesahip paslanmaz 99lik boru e cam-metal birleştiricilerden oluşur. Alıcı boru üzerinde meydana gelen yüksel{ sıcaklık nedeniyle oluşan ısı
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=