ENERJİ DEPOLAMA SİSTEMLERİNİN ÇEVRESEL VE EKONOMİK ETKİLERİ

Giriş 

21. yüzyılın başından itibaren artan enerji talebi, fosil yakıt rezervlerinin sınırlılığı ve iklim değişikliğinin yol açtığı küresel çevresel kriz, dünya genelinde enerji üretim ve tüketim biçimlerini yeniden şekillendirme gerekliliğini ortaya koymuştur. Bu bağlamda, yenilenebilir enerji kaynakları, karbon emisyonlarının azaltılması, enerji arz güvenliğinin sağlanması ve sürdürülebilir kalkınmanın desteklenmesi açısından stratejik bir öneme sahip hale gelmiştir. Ancak, güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının doğası gereği kesintili ve öngörülemez olması, enerji sistemlerinin güvenilirliği ve sürekliliği açısından önemli bir zorluk oluşturmaktadır. 

Günümüzde birçok ülke, enerji depolamayı sadece destekleyici bir unsur olarak değil, aynı zamanda enerji altyapısının temel bir bileşeni olarak değerlendirmektedir. Özellikle elektrikli araçlar, mikro-şebekeler ve akıllı enerji sistemleri gibi teknolojik gelişmelerle birlikte, enerji depolama çözümleri enerji ekonomisinin temel yapı taşlarından biri haline gelmiştir. İşte bu noktada enerji depolama sistemleri (EDS), hem teknik hem de stratejik bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. EDS’ler, enerji üretimi ile tüketimi arasındaki zamanlama farkını dengelemekte, şebeke istikrarını sağlamakta ve yenilenebilir kaynaklarından elde edilen enerjinin etkin kullanımını mümkün kılmaktadır. 

Bu çalışmada, enerji depolama sistemlerinin çevresel ve ekonomik etkileri bütüncül bir yaklaşımla ele alınmakta; farklı depolama teknolojileri (lityum-iyon bataryalar, kurşun-asit bataryalar, akış bataryaları, pompalı hidroelektrik sistemler ve termal enerji depolama çözümleri) karşılaştırmalı olarak değerlendirilmektedir. Ayrıca, yaşam döngüsü analizleri (LCA), maliyet-yarar analizleri ve örnek uygulamalar ışığında EDS’lerin sürdürülebilir enerji sistemleri içindeki yeri ayrıntılı biçimde irdelenmektedir. Böylece, politika yapıcılar, yatırımcılar ve araştırmacılar için kapsamlı bir değerlendirme zemini oluşturulması amaçlanmaktadır. 

Enerji Depolama Teknolojileri ve Özellikleri 

Enerji depolama sistemleri, küresel enerji dönüşümünün ayrılmaz bir bileşeni olarak, hem çevresel hem de ekonomik açıdan giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye entegrasyonunda oynadıkları kritik rol, enerji arz güvenliğini güçlendirmeleri ve enerji sistemlerinde esneklik sağlamaları sayesinde EDS’ler; sadece enerji sektörü değil, aynı zamanda çevre ve ekonomi politikaları açısından da stratejik hale gelmiştir. 

Küresel enerji dönüşümü sürecinde yenilenebilir enerji kaynaklarının artan önemi, beraberinde enerji üretimindeki süreksizlik ve dalgalanmaları da gündeme getirmiştir. Bu sorunun çözümünde enerji depolama sistemleri kilit bir rol oynamaktadır. Özellikle fotovoltaik (PV) güneş enerjisi ve rüzgâr gibi kesintili kaynaklardan elde edilen enerjinin depolanması, arz-talep dengesinin sağlanması açısından büyük önem taşımaktadır. 

Enerji depolama teknolojilerinin kullanımı sadece teknik avantajlar değil, aynı zamanda çevresel ve ekonomik etkiler de doğurmaktadır. Farklı enerji depolama teknolojilerinin çevresel ve ekonomik performansları karşılaştırıldığında, her bir teknolojinin avantaj ve dezavantajları olduğu görülmektedir. Lityum-iyon bataryalar yüksek enerji yoğunluğu ve verimlilikle öne çıkarken; pompalı hidroelektrik sistemler uzun ömürlü ve düşük işletme maliyetli çözümler sunmaktadır. Seçilecek depolama teknolojisi, coğrafi, ekonomik ve politik koşullara göre farklılık göstermelidir. 

Belli başlı depolama teknolojileri şunlardır: 

Lityum-İyon Bataryalar; hammaddeleri lityum ve kobalttır. Uzun ömürlü olan bu bataryalar, yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir. Elektrikli araçlar ve şebeke uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. 

Kurşun-Asit Bataryalar; düşük maliyetli olan bu batarya grupları, geri dönüştürülebilmektedir. Ömürleri kısadır ve çevreye toksik etkileri bulunmaktadır. 

Akış Bataryaları (Vanadyum Redoks); yüksek ilk yatırım maliyeti ve uzun deşarj süresi bulunmaktadır. Karmaşık sistem yapısına karşın, ölçeklenebilirlik avantajına sahiptir. 

Pompalı Hidroelektrik Depolama (PHS); Bu depolama sistemleri, elektrik enerjisinin büyük ölçekli ve uzun süreli depolanması konusunda en yaygın teknolojilerden biridir. Güneş ve rüzgâr enerjisi gibi değişken kaynakların entegrasyonunda da, hibrit sistem olarak, pompalı hidroelektrik depolama sistemleri kilit bir rol üstlenmektedir. İlk yatırım maliyeti yüksek olmakla birlikte PHS’ler, uzun ömürlü olmaları (50-yıl ve üzeri), düşük işletme maliyetleri ve çok sayıda gelir kalemi ile zaman içinde yüksek ekonomik getiri sağlamaktadır. 

Termal Enerji Depolama (TES); güneş termal sistemlerle entegrasyona girmekte, ısı depolama yoluyla enerji yönetimi gerçekleşmektedir. 

Örnek Uygulamalar ve Ülke Bazlı Değerlendirmeler 

Almanya’da, enerji geçiş stratejisinin bir parçası olarak, lityum-iyon sistemler ile evsel enerji depolama sistemleri yaygınlaştırılmıştır. Çin, dev ölçekli pompalı hidroelektrik ve batarya sistemleriyle grid stabilizasyonu sağlamaktadır. 

Türkiye, YEKA projeleri kapsamında hibrit santral uygulamalarında enerji depolama sistemlerini zorunlu hale getirmiştir. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (EPDK), 2024 yılında EDS yatırımlarını teşvik edecek mevzuat düzenlemeleri yapmıştır. 

EDS’lerin Çevresel Etkileri 

Çevresel açıdan bakıldığında, enerji depolama sistemleri, karbon emisyonlarının azaltılması, fosil yakıt kullanımının sınırlanması ve hava kalitesinin iyileştirilmesi gibi birçok olumlu etkiye sahiptir. Özellikle lityum-iyon bataryaların yaygın kullanımı, elektrikli araçların gelişmesiyle birlikte çevresel sürdürülebilirlik açısından önemli avantajlar sunmaktadır. Bununla birlikte, EDS’lerin üretim, kullanım ve bertaraf süreçlerinde ortaya çıkan çevresel etkiler de göz ardı edilmemelidir. Hammaddelerin çıkarılması sürecinde oluşan ekosistem tahribatı, yüksek enerji tüketimi ve toksik atıklar, dikkatli bir planlama ve sıkı çevresel denetimleri gerektirmektedir. Bu bağlamda, yaşam döngüsü değerlendirmeleri (LCA), sürdürülebilir enerji politikaları için vazgeçilmez analiz araçları arasında yer almaktadır. 

Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA) 

Enerji depolama sistemlerinin çevresel etkileri, üretim, kullanım ve bertaraf aşamalarında farklılık göstermektedir: 

Geri Dönüşüm ve Atık Etkileri 

Kurşun-asit bataryalar yüksek geri dönüşüm oranına sahip olsa da, kurşun sızıntısı çevreye ciddi zarar verebilmektedir. Lityum-iyon bataryalar için geri dönüşüm altyapısı henüz yaygın değildir. Pompalı hidroelektrik sistemler doğa tahribatına neden olabilmektedir (ekosistem etkisi). 

EDS’lerin Ekonomik Etkileri 

Ekonomik yönden EDS’ler, enerji sistemlerine maliyet açısından esneklik kazandırmaktadır. Depolama sistemleri, enerji fiyatlarındaki dalgalanmalardan faydalanarak arbitraj yapılmasını mümkün kılmakta, talep yanıtı ve yük dengeleme mekanizmaları sayesinde sistem işletim maliyetlerini düşürmektedir. Bununla birlikte, ilk yatırım maliyetlerinin yüksekliği, özellikle gelişmekte olan ülkelerde EDS projelerinin yaygınlaşmasını sınırlayan temel faktörlerden biri olmaya devam etmektedir. Ancak, teknolojik gelişmeler, ölçek ekonomisi ve devlet teşvikleri ile birlikte, bu maliyetlerin hızla düştüğü ve enerji depolama çözümlerinin ekonomik olarak daha erişilebilir hale geldiği gözlemlenmektedir. Ayrıca, karbon vergileri ve enerji depolama pazarındaki fiyat dinamikleri EDS yatırımlarının geri dönüşünü önemli ölçüde etkilemektedir. 

Enerji Erişimi ve Ekonomik Kalkınma 

Kırsal alanlarda mikro şebeke sistemlerine entegre edilen enerji depolama üniteleri, enerji erişimini artırarak yerel kalkınmaya destek vermektedir. EDS, yenilenebilir enerji sistemlerinin rekabetçiliğini artırarak enerji fiyatlarını düşürmektedir. 

Sonuç 

Enerji depolama sistemlerinin yaygınlaşması, çevresel ve ekonomik etkiler açısından önemli sonuçlar doğurmaktadır. Bir yandan karbon emisyonlarının azaltılması, fosil yakıt bağımlılığının azaltılması ve hava kalitesinin iyileştirilmesi gibi olumlu çevresel etkiler sağlanırken, diğer yandan ham madde temini, batarya üretimi ve bertaraf süreçlerinde ortaya çıkan çevresel riskler dikkatle incelenmektedir. Ancak, batarya metallerinin geri kazanımı, çevresel etkileri büyük ölçüde azaltacaktır. Ekonomik açıdan ise EDS’lerin başlangıç yatırım maliyetleri, işletme giderleri, enerji arbitrajı yoluyla gelir oluşturma potansiyeli ve devlet teşviklerinin rolü gibi faktörler, bu teknolojilerin uygulanabilirliğini ve yaygınlığını doğrudan etkilemektedir. 

Türkiye gibi enerji dönüşüm sürecinde olan ülkeler açısından EDS’ler, yenilenebilir enerji potansiyelinin daha etkin kullanımı, şebeke güvenilirliğinin artırılması ve enerji ithalat bağımlılığının azaltılması gibi birçok stratejik hedefe hizmet etmektedir. Özellikle hibrit enerji santrallerine yönelik düzenlemeler, enerji depolamanın mevzuatsal altyapısını güçlendirmekte ve özel sektör yatırımlarını teşvik etmektedir. Bununla birlikte, yerli üretim, Ar-Ge faaliyetleri ve geri dönüşüm teknolojilerine yatırım yapılması, uzun vadede hem çevresel risklerin azaltılmasını hem de ekonomik faydanın artırılmasını mümkün kılacaktır. 

Sonuç olarak, enerji depolama sistemleri; enerji sistemlerinin geleceğinde hem çevreyi koruma hem de ekonomik verimlilik sağlama açısından kilit bir rol üstlenmektedir. Depolama sistemleri, dijital enerji piyasalarının gelişiminde de anahtar rol oynayacaktır. Bu sistemlerin başarılı bir şekilde yaygınlaştırılması için; teknolojik yenilikler, bütüncül politika tasarımları, finansal teşvik mekanizmaları ve sürdürülebilir üretim süreçleri bir arada yürütülmelidir. Önümüzdeki yıllarda EDS’lerin çevresel etkilerinin daha da azaltılması, ekonomik erişilebilirliğinin artırılması ve toplumsal kabulünün güçlendirilmesi, küresel ölçekte temiz ve güvenilir bir enerji geleceğinin inşasında belirleyici olacağı değerlendirilmektedir.

 

Kaynakça 

1. Electrical energy storage systems: A comparative life cycle cost analysis, Behnam Zakeri, Sanna SyriZakeri, Renewable and Sustainable Energy Reviews Volume 42, February 2015, Pages 569-596 (2015), 

2. Grid flexibility and storage required to achieve very high penetration of variable renewable electricity, Paul Denholm, Maureen Hand, Energy Policy, Volume 39, Issue 3, March 2011, Pages 1817-1830, 

3. Comparative life cycle assessment of battery storage systems for stationary applications, Mitavachan Hiremath, Karen Derendorf, Thomas Vogt,March 2015Environmental Science and Technology 49(8). 

Hazırlayanlar: Mücahit SAV, Harun ŞAHİN

NOT: Bu yazı, 2025 yılı Ağustos ayında Tenva web sitesi için hazırlanmıştır.

YEŞİL ENERJİ VE ÇEVRE DOSTU ÜRETİM TEKNOLOJİLERİ

Giriş

Dünya genelinde yaşanan hızlı nüfus artışı, sanayileşme ve şehirleşme süreci, enerji talebinde büyük bir artışa neden olmuştur. Ancak bu artan enerji ihtiyacının büyük bir kısmı, fosil yakıtlar gibi yenilenemez ve çevreye zarar veren kaynaklardan karşılanmaktadır. Bu durum; küresel ısınma, iklim değişikliği, hava kirliliği, su kaynaklarının kirlenmesi ve biyolojik çeşitliliğin azalması gibi ciddi çevresel problemleri beraberinde getirmiştir. İnsanlığın karşı karşıya olduğu bu kritik sorunlar, enerji üretimi ve sanayi süreçlerinin doğa ile uyumlu hale getirilmesini zorunlu kılmaktadır. İşte tam bu noktada “yeşil enerji” ve “çevre dostu üretim teknolojileri” kavramları ön plana çıkmakta, sürdürülebilir bir gelecek için umut ışığı olmaktadır.

Yenilenebilir kaynaklar sayesinde enerji arzı çeşitlenmekte ve dışa bağımlılık azaltılmaktadır. Yeşil enerji sektörü yeni iş alanları ve yatırımlar oluşturmaktadır. Sürdürülebilir üretim ve doğal yaşamın devamlılığını desteklemektedir.

Çevre dostu üretim teknolojileri; kaynakların daha etkin ve verimli kullanılmasını sağlamakta, atık oluşumunu minimize etmekte ve endüstriyel faaliyetlerin çevresel etkilerini azaltmaktadır. Enerji verimliliği, geri dönüşüm, yeşil kimya uygulamaları ve karbon yakalama teknolojileri gibi yenilikçi yaklaşımlar, sanayi sektörünün daha sürdürülebilir hale gelmesini mümkün kılmaktadır. Bu teknolojiler sadece çevresel sürdürülebilirliği desteklemekle kalmaz, aynı zamanda işletmelerin maliyetlerini düşürerek rekabet güçlerini artırmaktadır.

Bu bağlamda, makalemizde; yeşil enerji kaynakları, bunların teknolojik uygulamaları ve çevre dostu üretim tekniklerinin günümüzdeki uygulama alanları, avantajları ve karşılaşılan zorluklar detaylı şekilde incelenecektir.

Yeşil Enerji

Günümüz dünyasında, çevresel sorunların derinleşmesi ve iklim değişikliğinin etkilerinin daha belirgin hale gelmesi, enerji ve üretim alanlarında radikal dönüşümlere ihtiyaç olduğunu açıkça göstermektedir. Fosil yakıtlara dayalı geleneksel enerji üretimi ve sürdürülemez üretim yöntemleri, doğal kaynakların hızla tükenmesine, ekosistemlerin bozulmasına ve küresel ısınmanın hızlanmasına neden olmaktadır. Bu kritik durum karşısında, yeşil enerji kaynakları ve çevre dostu üretim teknolojileri, sürdürülebilir kalkınmanın temel yapı taşları olarak önem kazanmıştır. 

Yeşil enerji; doğal kaynaklardan elde edilen, çevreye minimum zarar veren ve sürdürülebilir şekilde yenilenebilen enerji türleridir. Fosil yakıtlardan farklı olarak karbon emisyonunu azaltmakta ve iklim değişikliğine karşı mücadelede kritik bir rol oynamaktadır. Temel yeşil enerji kaynakları arasında güneş, rüzgâr, hidroelektrik, biyokütle ve jeotermal enerji bulunmaktadır. Söz konusu enerji türlerinin kullanımı, sadece çevresel etkileri azaltmakla kalmayıp, aynı zamanda ekonomik büyüme ve istihdam oluşturma potansiyeliyle de dikkat çekmektedir.

                  

Ülkemizde son senelerdeki sera gazı salımlarındaki durağanlık veya kısmi azalmaların nedeni; yenilenebilir enerji ve enerji verimliliği gibi iklim dostu kaynakların çok fazla ilgi görmesi, bunun sonucu olarak düşük karbon ekonomisinin hayata geçirilmesinin sağlanmasıdır. Bu sonuçlara bakarak, fosil yakıtlı enerji kaynaklarının, geçmişte olduğu gibi ağırlığını tam olarak koruyamadığı görülmüştür. Her sene yapılan elektrik enerjisi üretim kapasite artışları içerisindeki yüksek oranlı yenilenebilir enerji payları, Türkiye’nin düşük karbon ekonomisine geçiş sürecini hızlandırmaktadır. 

Ayrıca, yukarıda sıralanan yenilenebilir enerji kaynaklarının yanı sıra yeşil enerji üretimine destek olabilecek çalışmaların başında nükleer tesislerin kurulması gelmektedir. Fosil yakıtların yanması sonucu açığa çıkan sera gazlarının, Mersin ve ülkemizin diğer bölgelerinde kurulması düşünülen nükleer santraller sayesinde atmosfere salınmayacağı gerçeği, Türkiye’nin Yeşil Ekonomiye geçiş basamaklarından biri olduğu için çok önemlidir. 

Çevre Dostu Üretim Teknolojileri 

Çevre dostu üretim teknolojileri, kaynakların verimli kullanıldığı, atık ve zararlı emisyonların minimize edildiği üretim süreçleridir. Bu teknolojiler, doğal kaynakların daha verimli kullanılmasını sağlamakta ve endüstriyel faaliyetlerin ekosistem üzerindeki olumsuz etkilerini minimize etmektedir. Akıllı üretim sistemleri, geri dönüşüm uygulamaları, yeşil kimya ve karbon yakalama gibi yenilikçi yaklaşımlar, sürdürülebilir üretimin temel taşlarını oluşturmaktadır. 

Yeşil Kimya; kimya endüstrisinde zararlı kimyasalların yerine daha çevreci, toksik olmayan ve biyobozunur maddelerin kullanılmasıdır. Hem çevresel hem de insan sağlığı açısından riskleri azaltmaktadır. 

Karbon yakalama ve depolama (Carbon Capture and Storage – CCS) sistemleri; sanayi tesislerinden çıkan karbondioksitin atmosfer yerine yeraltında depolanmasıdır. CCS teknolojisi, özellikle ağır sanayide çevresel etkiyi azaltmada kritik rol oynamaktadır. 

Güneş Enerjisi Teknolojileri; güneş enerjisi, en temiz ve en bol bulunan enerji kaynağıdır. Fotovoltaik paneller (güneş panelleri) yardımıyla güneş ışığı doğrudan elektriğe dönüştürülmektedir. Son yıllarda güneş panellerinin verimliliği artmış, maliyetleri ise azalmıştır. İnnovatif malzemeler (örneğin perovskit güneş hücreleri –magnezyum, silikon ve oksijenden oluşan bir mineral-) güneş enerjisinin daha geniş kitlelere ulaşmasını sağlamaktadır. 

Rüzgâr Enerjisi; rüzgâr türbinleri, kinetik enerjiyi mekanik enerjiye, ardından elektrik enerjisine çevirmektedir. Deniz üstü (offshore) rüzgâr çiftlikleri, güçlü ve sürekli rüzgâr sayesinde yüksek enerji üretimi sağlamaktadır. Sıfır karbon emisyonuyla temiz enerji üretiminde öncü konumdadır. Gelişen teknolojiyle birlikte türbinlerin boyutları büyümekte ve enerji üretim kapasitesi artmaktadır. 

Hidroelektrik Enerji; akan suyun kinetik enerjisinden elektrik üretmektedir. Barajlı veya nehir tipi hidroelektrik santraller, enerji ihtiyacının önemli bir kısmını karşılamaktadır. Ancak büyük baraj projeleri ekosistemler üzerinde olumsuz etkiler oluşturabilmekte; bu nedenle küçük ölçekli ve ekosisteme duyarlı hidroelektrik projeleri daha çok tercih edilmektedir. 

Biyokütle Enerjisi; organik atıkların ve tarımsal ürünlerin enerjiye dönüştürülmesidir. Atıklardan biyogaz üretimi, biyoyakıtlar (biyodizel, bioetanol) yeşil enerji kapsamında önemli yer tutmaktadır. Üretimde atık oluşumunun minimize edilmesi, geri dönüşüm teknolojilerinin entegrasyonu çevre dostu üretimin önemli bileşenleridir. Bu yöntemler, atık yönetimini kolaylaştırırken fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmaktadır. 

Jeotermal Enerji; yeraltındaki sıcak su ve buharın enerjisini kullanarak elektrik üretimi veya ısıtma sağlanmasıdır. Sürekli ve güvenilir enerji kaynağıdır. Özellikle volkanik bölgelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. 

Sonuç 

Yeşil enerji ve çevre dostu üretim teknolojilerinin birlikte değerlendirilmesi, çevresel sorunların çözümünde bütüncül ve etkili stratejiler geliştirilmesine olanak tanımaktadır. Hem enerji sektöründe hem de endüstride gerçekleştirilecek dönüşümler, küresel ölçekte iklim hedeflerine ulaşmanın yanı sıra, yaşam kalitesinin artırılması ve gelecek nesillere yaşanabilir bir dünya bırakılması açısından hayati önem taşımaktadır. 

Yeşil enerji ve çevre dostu üretim teknolojilerinin entegrasyonu, küresel çapta karbon ayak izinin azaltılması ve doğal yaşamın korunması açısından kritik bir rol üstlenmektedir. Devletlerin, özel sektörün ve bireylerin bu dönüşümü desteklemesi, politika yapıcıların uygun mevzuat ve teşvik mekanizmaları geliştirmesi, inovasyonun ve bilinçlenmenin artırılması gerekmektedir. Ancak bu şekilde, çevresel krizlerin önüne geçmek ve gelecek nesillere yaşanabilir bir dünya bırakmak mümkün olacaktır. 

Yüksek ilk yatırım maliyetleri, mevzuat ve teşvik eksiklikleri, toplumsal bilinç düzeyi, enerji depolama teknolojilerinin yetersizliği ve sanayi altyapısının dönüşüme hazır olmaması gibi zorluklarına rağmen, yeşil enerji ve çevreci üretim teknolojilerine yapılan yatırımlar her geçen gün artmaktadır. Söz konusu teknolojiler sayesinde, üretim süreçlerinde enerji verimliliği artırılarak maliyetler düşürülmektedir. Akıllı otomasyon sistemleri, IoT tabanlı enerji yönetimi çözümleri fabrikalarda enerji tasarrufu sağlamaktadır. 

Sonuç olarak, yeşil enerji ve çevre dostu üretim teknolojileri, sürdürülebilir bir geleceğin anahtarıdır. Teknolojik gelişmelerin ve küresel iş birliğinin hız kazandığı bu dönemde, çevresel duyarlılık ve yenilikçi çözümlerle desteklenen enerji ve üretim modelleri, hem çevreyi koruyacak hem de ekonomik ve sosyal faydalar sağlayacaktır. Dünya genelinde bu alanlarda atılacak her adım, gezegenimizin sağlığı ve insanlığın refahı için büyük önem taşımaktadır.

 

 

 Hazırlayanlar: Harun ŞAHİN, Mücahit SAV

 Not: Bu yazı 2025 yılı Temmuz ayında Enerji ve Çevre Dergisi için hazırlanmıştır.

 

 

 

 

 

 Yüzer Güneş Enerji Santrallerinde Kurulum Zorlukları ve Yeni Yaklaşımlar                                                              

Giriş 

Yüzer Güneş Enerji Santralleri (YGES), karasal alanın sınırlı olduğu bölgelerde, çevre dostu ve sürdürülebilir enerji üretimi için alternatif bir çözüm sunmaktadır. Ancak bu sistemlerin su içerisinde kurulması; yapısal dayanıklılık, elektriksel güvenlik, bakım zorluğu ve çevresel etkiler gibi birçok teknik ve lojistik zorlukları beraberinde getirmektedir. 

Bu makalede; YGES sistemlerinin kurulumu sırasında karşılaşılan başlıca sorunlar aktarılmış, aynı zamanda modüler yüzdürme sistemleri, yapay zekâ destekli izleme teknolojileri ve hibrit enerji entegrasyonları gibi yeni mühendislik yaklaşımları ele alınmıştır. Ayrıca, YGES’lerin kurulum süreçlerinde karşılaşılan teknik, çevresel ve ekonomik zorluklar detaylı biçimde ele alınmaktadır. Bu alandaki güncel gelişmeleri ve çözüm önerilerini kapsamlı bir şekilde ortaya koyarak, sektördeki paydaşlara yol göstermek amaçlanmıştır. 

YGES’lerin Kurulum Zorlukları 

Küresel enerji ihtiyacının artması ve fosil yakıtların çevreye olan olumsuz etkileri, yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi artırmıştır. Bu bağlamda, yüzer güneş enerji santralleri, özellikle göller, barajlar ve kullanılmayan su yüzeyleri gibi alanlarda kurulabilme avantajı sayesinde giderek önem kazanmaktadır. Ancak, bu sistemlerin kurulumu, geleneksel kara tipi güneş enerjisi sistemlerine kıyasla çok daha karmaşık mühendislik ve çevresel zorlukları da beraberinde getirmektedir. 

YGES platformları; dalga, rüzgar ve akıntı gibi dinamik çevresel koşullara karşı dayanıklı olmalıdır. Uygun malzeme seçimi ve mühendislik hesaplamaları kritik önemdedir.

Su üzerinde yapılan çalışmalar, karaya kıyasla daha fazla ekipman ve uzmanlık gerektirmektedir. Ayrıca güvenlik önlemleri daha sıkı tutulmalıdır. Su içerisinde elektrik iletimi yüksek risk taşımaktadır. İzolasyon, kablo yönetimi ve nem kontrolü özel tasarımlar gerektirmektedir. Platformun su yüzeyinde sabit kalması için kullanılan halat, şamandıra ve demirleme sistemlerinin iyi planlanması gerekmektedir. Aksi halde sistem savrulabilirmekte veya devrilebilmektedir. 

Su yüzeyinin büyük kısmının panellerle kaplanması, su sıcaklığı, oksijen düzeyi ve sucul yaşamı etkileyebilmektedir. Yetersiz ışık girişi, alg oluşumunu ve biyolojik dengenin bozulmasına yol açabilmektedir. 

YGES’ler, karasal sistemlere göre yüzde 15-25 oranında daha yüksek başlangıç maliyetine sahiptir. Su kütlesine ulaşım ve inşaat ekipmanlarının taşınması, özellikle dağlık veya uzak bölgelerde sorun oluşturabilmektedir. 

Resim 1. Yüzer Güneş Enerji Santrali 

Yeni Yaklaşımlar 

YGES’lerin hidroelektrik barajlarla entegre edilmesi (hibrit santraller) ile hem alan kullanımı optimize edilmekte hem de enerji üretim sürekliliği sağlanmaktadır. 

Gelişmiş modüler yüzdürme sistemleri sayesinde hızlı montaj ve bakım kolaylığı sağlanmaktadır. Polietilen ve UV dayanımlı malzemeler kullanılarak ömrü 20-30 yıla çıkarılmış sistemler mevcuttur. 

IoT ve yapay zekâ tabanlı kontrol sistemleri sayesinde sistem sıcaklığı, panel verimliliği, nem, rüzgar gibi parametreler anlık izlenebilmekte ve bakım önceden planlanabilmektedir.

Yeni nesil yüzer paneller, güneşin konumuna göre yön değiştirebilen ya da fırtına durumunda otomatik olarak kapanabilen sistemlerle donatılmıştır. Bu da sistem ömrünü uzatmaktadır. 

Uygulama Örnekleri 

Singapur - Tengeh Reservoir; 60 MW gücündeki bu sistem, Asya’nın en büyük yüzer güneş santrallerinden biri olup, su kalitesi ve ekosistem etkileri düzenli olarak izlenmektedir. 

Türkiye - Seyhan Barajı; Türkiye’deki ilk büyük ölçekli YGES projelerinden biri olarak, baraj alanlarının enerji üretimine katkısı örnek teşkil etmektedir. 

Resim 2. Göl üzerine yapılmış YGES tesisleri 

Sonuç ve Öneriler 

Yüzer güneş enerji santralleri, çevreye duyarlı ve alan tasarrufu sağlayan bir çözüm olarak geleceğin enerji sistemlerinde önemli yer tutacaktır. Ancak bu potansiyelin tam anlamıyla değerlendirilebilmesi için bir takım öneriler önem arz etmektedir: Mühendislik tasarımlarının bölgesel çevresel koşullara göre özelleştirilmesi, su ekosistemlerine yönelik uzun vadeli etki analizlerinin yapılması, ulusal standartların ve sertifikasyon sistemlerinin geliştirilmesi ve Ar-Ge yatırımlarıyla modüler ve düşük maliyetli teknolojilerin desteklenmesi gerekmektedir. 

Yukarıda belirtilen açıklamalar çerçevesinde, yüzer güneş enerji santralleri, artan enerji ihtiyacına çevreci ve yenilikçi bir çözüm sunarak, enerji sektöründe önemli bir yer edinmektedir. Özellikle kara alanı kısıtlı ülkelerde ve mevcut su yüzeylerinin değerlendirilmesinde önemli bir alternatif oluşturmaktadır. Ancak bu teknolojinin yaygınlaşmasının önünde, başta yapısal dayanıklılık, elektriksel güvenlik, çevresel etkiler ve yüksek kurulum maliyetleri olmak üzere çeşitli zorluklar bulunmaktadır. 

Son yıllarda geliştirilen modüler yüzdürme sistemleri, akıllı izleme teknolojileri ve hibrit santral entegrasyonları gibi yeni yaklaşımlar, bu zorlukların aşılmasına önemli katkılar sağlamaktadır. Yine de, YGES projelerinin uzun vadeli başarısı için; yerel iklim ve su özelliklerine uygun mühendislik çözümleri geliştirilmesi, çevresel etkilerin dikkatle analiz edilmesi ve yasal düzenlemelerin netleştirilmesi gerekmektedir. 

Bu bağlamda, kamu kurumları, özel sektör ve akademik çevreler arasında iş birliği artırılarak, daha verimli, güvenli ve sürdürülebilir yüzer güneş enerji sistemlerinin hayata geçirilmesi mümkündür. YGES teknolojisi, doğru planlama ve yenilikçi uygulamalarla geleceğin enerji çözümlerinden biri olmaya adaydır.

 

Kaynakça 

      1.     IEA Floating Solar PV Report (2023),

      2.     Fraunhofer Institute, “Floating PV: Developments and Trends,” (2022), 

      3.     Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Türkiye Yenilenebilir Enerji Raporu (2024), 

      4.     Solar Energy Journal – Special Issue on Floating PV (2023).

      Hazırlayanlar: Mücahit SAV, Harun AHİN

      NOT: Bu yazı 2025 yılı Temmuz ayında Tenva web sitesi için hazırlanmıştır.