Barajlardan elektrik nasıl üretilir?

İnsanoğlu elektrik enerjisini keşfettiğinden bu yana birçok farklı yöntem kullanarak günümüzde insanların bağımlı olduğu bu enerjini türünü üretmiştir. Akarsuların elektrik enerjisi üretimi için kullanılmasına dair ilk fikirler 20. yüzyılın başlarından ortaya çıkmış ve kısa süre zarfında dünya genelinde uygulanmaya başlamıştır. Hidroelektrik santrallerinin en önemli ve en yaygın kullanılanlarından olan barajlar, akarsular yardımıyla taşınan suyun biriktirilmesi ve bu şekilde de elektrik enerjisi üretilmesini sağlayan tesislerdir. Farklı uygulamalar bulunsa da genel olarak barajlar temel 4 bölümden oluşmaktadır: baraj yapısı, jeneratör, türbin ve elektrik hattı. Akarsuyun önüne bir set çekilmesini sağlayan barajlar, bu şekilde taşınan suyun akarsu yatağı boyunca ilerleyememesini ve baraj alanında birikerek yükselmesini sağlar.

Barajlar akarsu yatakları üzerine kurulduğundan ve su geçişini keserek taşınan suyun birikmesini sağladığından bu bölgede bir baraj gölünün de oluşmasına neden olur. Baraj duvarının baraj gölüne bakan tarafında, alt kısımdan başlayarak yukarı doğru devam eden delikler bulunur ki, arzu edildiğinde bu delikler kullanarak suyun diğer tarafa geçmesi sağlanır. Baraj duvarının üzerindeki deliklerin açılması ile birlikte su karşı tarafa geçerek, baraj gölü seviyesinin de azalmasını sağlar. Ancak baraj duvarının üzerinde yer alan bu açılıp kapanabilen deliklerin yapılış amacı göl seviyesini azaltmaktan ziyade, suyun karşı tarafa akarken türbin pervaneleri döndürmesi ve bu şekilde elektrik üretilmesidir. Lakin elektrik üretimine ihtiyaç duyulmasa dahi baraj gölünün tehlike yaratacak seviyede yükselmesi halinde de bu kapaklar açılarak su seviyesinin azalması sağlanmaktadır.

Onlarca ton ağırlığında olan baraj türbinleri, baraj duvarı üzerinde aşağı doğru eğimli olan su kanallarının açılması ile hareket eden su sayesinde döner. Yüksek seviyeden yerçekiminin etkisi ile barajın diğer tarafına yani aşağı doğru akan suyun muazzam kuvveti, bu tonlarca ağırlığa sahip olan baraj türbinlerinin dönmesini ve bu şekilde de elektrik enerjisi üretilmesini sağlar. Aslında barajların bir nevi yel değirmeni olduğu da söylenebilir. Aradaki tek fark, yel değirmenlerinin bu iş için rüzgarı kullanmasıdır. Barajlardan elektrik üretmenin mantığından bahsetmek gerekirse; baraj duvarı sayesinde biriken su giderek artan bir potansiyel enerjiye sahiptir ki, baraj duvarındaki deliklerin açılması ile suyun karşı tarafa akışı esnasında bu potansiyel enerji kinetik enerjiye ve suyun da türbinleri döndürmesi ile kinetik enerji de mekanik enerjiye dönüştürülür. Mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi ise; şaft ile jeneratöre bağlı olan türbinin, jeneratörün içinde yer alan elektromıknatısları döndürmesiyle sağlanır.