Dalga Enerjisi: Yenilenebilir Bir Enerji Kaynağı

Philip Thurston/iStockphoto.com

Dalga Nedir? Nasıl Oluşur?

Deniz dalgaları, suyun ileri-geri hareketiyle oluşan salınım hareketleridir. Bu hareketin başlıca sebebi rüzgârın deniz yüzeyine uyguladığı kuvvettir. Rüzgâr su yüzeyine temas ettiğinde sürtünme etkisiyle su moleküllerini harekete geçirir ve enerjiyi yüzey boyunca aktararak dalgaların oluşmasına neden olur. Dalgalar su kütlesini ileri doğru taşımaz, suyun yukarı-aşağı hareket etmesini sağlar. Ancak kıyıya yaklaştıkça sığlaşan deniz tabanı nedeniyle dalgalar yavaşlar, yükselir ve kırılarak kıyıya ulaşır. Dalgaların büyüklüğü, rüzgârın hızı, esme süresi ve rüzgârın estiği mesafeye bağlıdır. Güçlü ve uzun süreli rüzgârlar daha büyük dalgalar oluşmasına yol açar.

Dalga Enerjisi Nedir?

Denizlerin ve okyanusların sürekli hareket hâlinde olması devasa bir enerji potansiyelidir. Dünya yüzeyinin yaklaşık %71’ini kaplayan deniz ve okyanuslarda oluşan dalgalar, büyük miktarda kinetik ve potansiyel enerji barındırır. Dalga enerjisi, bu doğal hareketin gücünden yararlanarak temiz, sürdürülebilir ve çevre dostu enerji üretme olanağı sağlar. Yenilenebilir bir enerji türü olan dalga enerjisi, çevreye zarar vermeden elektrik üretimi için kullanılabilmektedir.

Dalga Enerjisi Nasıl Elde Edilir?

Suyun hareketiyle oluşan dalga enerjisi, çeşitli teknikler kullanılarak mekanik enerjiye veya elektrik enerjisine dönüştürülür. Bunun için en yaygın kullanılan tekniklerden biri, suyun dikey hareketinden yararlanılan şamandıralardır. Dalgaların dikey hareketi, şamandırayı yukarı ve aşağı yönlendirerek ona bağlı mekanizmayı çalıştırır. Bu hareketle üretilen güç ise bir jeneratör yardımıyla elektrik enerjisine dönüştürülür. Basit bir yapıya sahip olsa da bu sistem yüksek verimlilikte bir enerji üretimi sağlar.

Dudits/iStockphoto.com

Çizim: Derin Aslan

Deniz şamandırası

Bir diğer yaygın teknik ise salınımlı su kolonlarıdır. Bu sistem, kısmen su altında bulunan ve deniz tabanına inşa edilen haznelerden oluşur. Dalgaların hareketiyle hazne içindeki su seviyesi değişir, bu da haznedeki havayı sıkıştırarak bir türbini döndürür ve elektrik üretimini sağlar. Bu yöntem sayesinde dalgaların kinetik enerjisi ve suyun potansiyel enerjisinden yararlanılarak verimli bir enerji dönüşümü sağlanır.

Çizer: Derin Aslan

Salınımlı su kolonunun çalışma prensibi

Dalga enerjisi teknolojilerinde dalganın yana ve ileri doğru hareketinden yararlanıla sistemler de bulunuyor. Bu sistemlerle suyun itici gücü ve basıncı mekanik enerjinin dönüşümü için kullanılır. Farklı tasarıma sahip cihazlar, bulundukları ortamın coğrafi koşullarına ve dalga hareketinin şiddetine uygun şekilde optimize edilir. Bu sayede dalga enerjisinden verimli bir şekilde elektrik üretimi sağlanır.

Türkiye’de ve Dünya’da Dalga Enerjisi Kullanımı Ne Durumda?

Dalga enerjisi teknolojileri, deniz kıyısında bulunan ve dalga hareketlerinin yoğun olduğu ülkelerde yaygın olarak kullanılıyor. Dalga enerjisinde öncü ülkelerden biri olan İskoçya’daki Pelamis dalga enerjisi cihazı, bu alandaki başarılı çalışmalara önemli bir örnek. Bu sistem, dalga hareketlerini elektrik enerjisine dönüştürmek için suyun yüzeyinde hareket eden yani suya salınımlı bir dizi yapıdan oluşuyor. Dalgalara paralel yerleştirilen bu modüller, dalgaların hareketiyle esnek bağlantı noktalarından bükülerek hidrolik pompaları çalıştırıyor. Hidrolik pompalar vasıtasıyla üretilen elektrik kablolarla kıyıya iletiliyor. Böylece dalgaların doğal hareketi kullanılarak yenilenebilir enerji üretimi yapılıyor.

Wiki Commons/Drnoble

Demirlemiş Pelamis P2-001 (solda) ve P2-002 (sağda) dalga enerjisi dönüştürücüleri.

Portekiz de özellikle Aguçadoura dalga enerjisi santraliyle dikkat çekiyor. Bu tesis, ticari olarak faaliyete geçen ilk dalga enerjisi santrallerinden biri. Avustralya ise çok sayıda dalga enerjisi projesiyle bu alanda önemli ilerlemeler kaydediyor. Bu ülkeler, enerji arzının çeşitlendirilmesi ve yenilenebilir enerji kaynaklarının etkin kullanımı gibi nedenlerle dalga enerjisine yatırım yapıyor.

Türkiye’de dalga enerjisi kullanımı ise henüz gelişme aşamasında. Karadeniz, Ege ve Akdeniz kıyıları, dalga enerjisi potansiyeline sahip önemli bölgeler olarak öne çıkıyor. Özellikle Karadeniz’in rüzgârlı ve dalgalı yapısı, bu tür projeler için son derece elverişli bir ortam sunuyor. Öte yandan Ege Denizi’nin kıyı yapısı ve dalga rejimi de enerji üretimi için fırsatlar barındırıyor. Dalga enerjisi üretiminde özellikle İzmir ve Çanakkale gibi kıyı şehirleri dikkat çekiyor.

Dalga Enerjisinin Avantajları ve Dezavantajları Nedir?

Dalga enerjisinin pek çok avantajı bulunuyor. Yenilenebilir ve tükenmez bir enerji kaynağı sunan dalga enerjisi teknolojisi, fosil yakıtlara kıyasla çevre dostu bir alternatif sunuyor ve sera gazı salınımına neden olmuyor. Özellikle deniz ve okyanus kıyısındaki ülkeler için enerji bağımsızlığı sağlaması, önemli bir avantaj olarak öne çıkıyor. Ancak dalga enerjisinin bazı dezavantajları da var. Dalga enerjisi sistemlerinin kurulumu ve bakımı çok maliyetli oluyor. Ayrıca bu sistemlerin deniz ekosistemine zarar verme riski de bulunuyor. Özellikle deniz tabanında yaşayan canlıların yaşam alanlarının bozulması, balıkların göç yollarının etkilenmesi gibi muhtemel olumsuz etkiler söz konusu. Bunun yanı sıra hava ve deniz koşullarına bağlı olarak enerji üretiminde dalgalanmalar yaşanabilir.

Tüm bu özelliklerine rağmen dalga enerjisi, gelecekteki enerji dönüşümünün önemli bir parçası olmaya aday. Teknolojideki gelişmelerle birlikte bu kaynağın daha yaygın hâle gelmesi ve enerji üretiminde daha büyük bir rol oynaması bekleniyor.

Kaynaklar:

• García, D. & Suárez Hernández, R., Abreu Del Sol, M., Loaces Tamayo, I., Carracedo Hidalgo, D., Calzada, A., Hernández, J., Varona Gonzalez, H., Reyes Perdomo, D. & Rodriguez, A. (2022). Wave energy: State of the art and current development. Instituto de Ecologia y Ciencias Ambientales. 17. 10.54451/PanamJAS.17.2.176. 
• https://www-sciencedirect-com.translate.goog/topics/engineering/wave-energy?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=tr&_x_tr_hl=tr&_x_tr_pto=tc
• https://marine.unh.edu/center-ocean-renewable-energy/projects/wave-energy
• https://engineering.oregonstate.edu/all-stories/wave-power-other-sustainable-energy
• https://www.popsci.com/environment/wave-power-searay/
• https://www.usgs.gov/media/images/distribution-water-and-above-earth#:~:text=The%20Earth%20is%20a%20watery,percent%20of%20all%20Earth's%20water.
• Bray, James & Fair, Ruben & Haran, K.. (2014). Wind and Ocean Power Generators. Applied Superconductivity, IEEE Transactions on. 24. 1-7. 10.1109/TASC.2013.2282698.