3 Başlıkta Deniz Üstü (Offshore) Yenilenebilir Enerji Santralleri

Offshore yani deniz üstü yenilenebilir güç santralleri, deniz üstünde kurulan rüzgar ve güneş santralleridir. Yenilenebilir enerji kapasitesinin günümüzde daha da artması kara üzerindeki alan sıkıntılarından ve verim düşüklüğünden dolayı artık santraller deniz veya göl üzerlerine kurulmaya başlandı. Bu içeriğimizde de sizlere offshore yenilenebilir enerji santralleri ile ilgili bilmeniz gerekenleri derledik.

Deniz Üstü (Offshore) Nedir?

İngilizce de offshore olan ve Türkçeye deniz üstü olarak çevrilmiş bu kelime adından da anlaşılacağı gibi karadan bağımzsız şekilde deniz üstü anlamına gelir. Deniz üstünde yapılan her faaliyet için offshore ibaresini kullanırız. Öyle ki offshore yarışları veya offshore rüzgar enerji santralleri gibi ifadeleri de günümüzde sıklıkla duymaktayız. Tabi bizi daha çok ilgilendiren konu ise deniz üzerine kurulan yenilenebilir enerji santralleridir. Daha çok rüzgar ve güneş santrallerini ele alacağız.

Deniz Üstü Yenilenebilir Enerji Santralleri?

Offshore kavramı genellikle güneş ve rüzgar enerji santralleri için kullanılmaktadır. Artık deniz üstü rüzgar ve güneş santrallerini görmemiz mümkündür. Öyle ki hem kara üstünde bu santrallerin kurulum kısıtları hem de deniz üstünde sağlanan daha yüksek kapasite faktörleri deniz üstü yenilenebilir enerji santrallerinin daha da yaygınlaşmasına yol açmaktadır. Denizin üstüne kurulan dalga enerji sistemleri de vardır. Ama dalga enerji sistemleri denizin veya okyanusun içine de kurulabildiği için bu içeriğimizde bu sistemleri dikkate almadık.

Deniz Üstü Rüzgar Enerji Santralleri

Rüzgarın hızı ve frekansı, kara üstünde gerek binalar, gerekse de coğrafi engeller nedeniyle düşüş göstermektedir. Bu da kara üstü (Onshore) rüzgar enerji santrallerinin kapasite faktörünün düşük olmasına sebep olmaktadır. Bu kapasite faktörünün yükseltilebilmesi için santralin yüzey sürtünmesinde, doğal ve yapay engellerden uzak bölgelere kurulması gerekmektedir. Ayrıca kara üstünde rüzgar santralleri, yerleşim yerlerine de yakın kurulamayacağı için kurulum alanları bir hayli azalmaktadır. Bu sebeplerden deniz üstü offshore rüzgar enerji santralleri, denize kıyısı olan ülkelerde yaygınlaşmaya başlamıştır.

Offshore rüzgar enerji santralleri, daha yüksek kurulum maliyetine sahip olmasına rağmen kapasite faktörü de onshore rüzgar santrallerine göre daha yüksektir. Yüzey engellerinin hemen hemen hiç olmadığı denizlerde buna paralel olarak da rüzgar hızı yüksektir. Bunun sonucunda da kapasite faktörü kara üstü rüzgar enerji santrallerine göre daha yüksek olmaktadır.

İlk ticari offshore rüzgar çiftliği Danimarka’da 2002 yılında 160 MW kapasite ile devreye alındı. 2019 yılı sonunda offshore rüzgar enerji santrali kurulu gücü 29 GW seviyesine ulaşmıştır. Offshore rüzgar enerji santral kurulu gücünün %90’nı Kuzey Denizi ile Atlas Okyanusu’nun yakınında bulunmaktadır. Tabi bunun en büyük nedeni bu bölgelerdeki rüzgar potansiyelinin yanı sıra o bölgede kurulum yapan Almanya, İngiltere ve Danimarka gibi ülkelerin temiz enerjiye geçiş için büyük yatırımlar yapmasıdır.

Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA)’nın Paris uyumlu senaryolarına göre küresel olarak offshore rüzgar kapasitesi 2030 yılında 228 GW, 2050 yılında da 1.000 GW seviyesine ulaşacağı ön görülmektedir. 2050 yılından itibaren Asya %60’lık bir pay ile küresel kurulumlara liderlik etmesi ön görülüyor. Asya’yı, %22 ile Avrupa, %16 ile de Kuzey Amerika’nın takip etmesi tahmin edilmektedir.

Deniz Üstü Güneş Enerji Santralleri

Deniz üstü yüzen güneş enerji santralleri de temiz enerjiye geçiş sürecinde yaygınlaşmaya başlayan diğer bir offshore enerji santralidir. Bilindiği gibi güneş enerji santralleri her bölgeye kurulamaz. Tarım arazisi veya sulak arazi üzerine güneş enerji santrali kurmak yasaktır. Tabi bunun için de bazı “agrivoltaics” gibi inovatif çalışmalar hale devam etmektedir. Arazi kurulumlarının bu kadar daraltılması neticesince güneş enerji santralleri günümüzde büyük oranda çatı uygulamalarına kaymaya başladı. Tabi bir diğer alternatif olan yüzen güneş enerji santrallerini göz ardı etmemek gerekiyor.

Yüzen güneş enerji santralleri göl veya deniz üzerine kurulabilen santrallerdir. Suyun dip noktasından sabitlenen ve su üzerinde yüzen bir platform üzerine güneş panelleri yerleştirilir. Hatta yine yüzen bir platform üzerine invertör merkezi de yerleştirilerek kurulum yapılır.

Yukarıda gösterilen örnek yüzen güneş enerji santralleri için genel bir görünümdür. Daha farklı kurulum platformları ve zemin sabitleme yöntemleri de bulunmaktadır. Bu santrallerde paneller su üstünde olduğundan kara üstündeki santrallere göre daha az ısınır. Yani sıcaklık ile verim kaybı daha düşük olmaktadır. Ayrıca güneş ışını sudan yansıma yaparak da panellere ulaşabilir ve bu şekilde de elektrik üretim miktarı artar. Tüm bu ve benzeri durumlar santralin kapasite faktörünü yükseltmektedir.

Neden Deniz Üstü Offshore Yenilenebilir Enerji Önemli?

Deniz üstüne kurulabilecek yenilenebilir enerji güç santralleri ile kara üstündeki alan sıkıntısının büyük ölçüde önüne geçilmiş olacak. Özellikle rüzgar ve güneş enerji santrallerinin her bölgeye ve araziye kurulamama problemi de bu şekilde ortadan kalkmış veya büyük ölçüde azalmış olacak.

Rüzgar santralleri açısından bakıldığında deniz üzerinde, kara üstünde olduğu gibi doğal ve yapay engeller olmadığından, rüzgar hızı daha yüksektir. Dolayısıyla deniz üstü rüzgar enerji santrallerinin kapasite faktörleri kara üstü rüzgar çiftliklerine göre daha yüksektir. Bu sebepten deniz üstünde birçok yere rüzgar çiftlikleri kurulabilir. Ama aynı şey kara üstünde geçerli değildir. Ayrıca çevresel faktörler de düşünüldüğü zaman deniz üstü rüzgar enerji santralleri daha avantajlıdır. Bilindiği gibi rüzgar enerji santralleri insanların yaşadığı yerleşim yerlerine “infrasound” sebebiyle yakın kurulamamaktadır. Bu da rüzgar santrallerinin kara üstündeki kurulum alanlarını kısıtlamaktadır. Deniz üstünde böyle bir sorun olmadığından insanların sağlığı açısından da off shore rüzgar enerji santralleri daha avantajlıdır.

Güneş enerji santrallerinde ise durum benzerdir. Güneş santralleri kara üstünde birçok alana gerek yasal düzenlemeler gerekse de teknik açıdan kurulamamaktadır. Tarımsal ve sulak araziye kurulması da yasal mevzuatlar ile yasaklanmıştır. Ayrıca teknik açıdan bakıldığında da kara üstünde güneş santrallerinin toz, ışınım, sıcaklık gibi faktörlerden dolayı verimi düşmektedir. Öte yandan deniz veya göller üstüne kurulan güneş enerji santrallerinde güneş ışınları sudan yansıdığı için sistemin yansıma katsayısı ve dolayısıyla enerji üretim kapasitesi artar. Ayrıca su güneş panelleri için doğal bir soğutma akışkanı olarak görev yapar. Çevresel açıdan bakıldığında ise güneş ışınlarından zarar görebilen deniz veya göl habitatını da bir nevi korumuş olur. Tabi güneş ışınlarını kullanan canlılar da düşünüldüğünde deniz üstü güneş enerji santrallerinin kurulum alanları iyi bir şekilde tasarlanmalıdır.