Türkiye’de on binlerce kilometre sulama kanalı, suyu çoğunlukla cazibeyle bir noktadan diğerine taşır. Bu akışın geçtiği her düşü, regülatör ve şüt yapısında, değerlendirilmediğinde türbülans ve ısı olarak kaybolan bir hidrolik enerji vardır. Uygun noktalarda küçük veya mikro ölçekli bir hidroelektrik türbin, bu enerjinin bir kısmını elektriğe çevirebilir. Buradaki asıl fikir yeni bir baraj ya da büyük bir yapısal müdahale değil; mevcut altyapıya eklemlenen bir geri kazanımdır.
Bu yaklaşımı, basınçlı içme suyu şebekelerinde basınç kırıcı vananın yerine pompanın türbin olarak çalıştırılmasından (PAT) ayırmak gerekir. Burada konu, açık kanallar ve iletim hatlarındaki serbest yüzeyli düşülerden yararlanan, kendine özgü bir uygulamadır.
Potansiyeli belirleyen tepe debi değil, debinin süresidir
Konunun teknik özünü, 2024’te Energy Reports dergisinde yayımlanan bir çalışma iyi gösteriyor. Brazzini ve arkadaşları, İspanya’nın Valensiya bölgesindeki geleneksel bir sulama ağının tek bir kolunu inceledi; bu kol üzerinde tarihî değirmenlere ait sekiz düşü noktası değerlendirildi. 30 yıllık yerinde debi verisiyle yapılan hesapta, en yüksek düşülü noktanın tek başına en yüksek akışlı yılda (2010) 750 MWh/yıl’a kadar üretim yapabileceği; aynı yıl sekiz noktanın toplamının yaklaşık 5 GWh/yıl’a ulaştığı bulundu.
Bu sayıların altındaki asıl ders rakamların kendisinden önemli: üretim yıldan yıla ve nokta nokta büyük ölçüde değişiyor. Çünkü bir sulama kanalında üretimi belirleyen tek bir andaki tepe debi değil, debinin yıl boyunca hangi seviyede ne kadar süreyle aktığıdır. Sulama rejimi, kanalın sezonluk çalışma takvimi ve kuru dönemler kapasite faktörünü doğrudan belirler. Dolayısıyla bir noktanın fizibil olup olmadığı, ancak debi-süre eğrisi üzerinden değerlendirildiğinde anlam kazanır.
Vaka: Oregon’da bir sulama kanalı üzerine kurulu 45-Mile Santrali
Konunun gerçek ölçekte nasıl çalıştığını, ABD’nin Oregon eyaletindeki 45-Mile Hidroelektrik Santrali (FERC lisans no. P-13817) gösteriyor. Santral, North Unit Irrigation District’e ait North Unit Main Canal adlı mevcut sulama kanalı üzerine kurulmuştur ve zaten sulama için saptırılmış suyun kanaldaki kot farkından yararlanır.
- Kurulu güç: 3,0 MW (üç ünite).
- Ortalama yıllık net üretim: yaklaşık 6.790 MWh/yıl.
- Altyapı: Yeni baraj değil; mevcut kanal ve düşüler kullanıldı.
- Mülkiyet: Santral, Apple Inc.’in yenilenebilir enerji portföyü kapsamında yer alır; Apple projeyi 2014’te devralmış (ABD Federal Register, EBD Hydro Apple Inc. muafiyet devri), tesis 2016’da tamamlanmıştır.
Vakanın öğretici yanı yalnızca kurulu güç değil, sınırıdır: üretim sulama sezonuna bağlıdır. Kanaldaki akış kesildiğinde türbin de durur. Bu da projenin yıllık üretimini ve dolayısıyla gelirini mevsimsellikle sınırlar. Yani böyle bir yatırımın anlamı “kaç MW kurulur” sorusuyla değil, “yılın kaç saatinde ve hangi debiyle su akar” sorusuyla ortaya çıkar.
Saha perspektifi
Sahadaki deneyimimden çıkardığım en pratik çıkarım şudur: sulama ve iletim altyapısındaki enerji geri kazanımı projelerin çoğunda cazip görünür ama azınlığında ekonomiktir. Ayıraç, tek bir noktadaki görkemli düşü değeri değil; o noktadaki debinin süreklilik profilidir. Bu yüzden değerlendirmeye her zaman mevcut düşü envanteri ve debi-süre verisiyle başlıyorum; eşiği geçemeyen noktaları baştan eliyorum. Ayrıca kurulu türbinin kanalın işletme rejimine (su dağıtım önceliği, bakım pencereleri) müdahale etmemesi, idareler için çoğu zaman üretimden daha belirleyici bir kısıttır.
Üretici ve EPC firmasından bağımsız çalıştığım için bu değerlendirmede önce ölçüm ve fizibilite geliyor; ekipman ve türbin seçimi ancak bu adımdan sonra gündeme giriyor.
Kapanış
Sulama kanalları yalnızca su taşımaz; değerlendirilmediğinde kaybolan bir enerjiyi de taşır. Bu enerjinin geri kazanımı, doğru noktada ve doğru ölçekte yapıldığında mevcut altyapıya ek bir çevresel yük bindirmeden üretim sağlayabilir. Ancak her düşü bir fırsat değildir; kararı veren, kanaldaki suyun yıl boyunca nasıl aktığıdır.
Kaynaklar
- Brazzini, T., Lorenzo-Sáez, E., Sales Martínez, V. ve ark. (2024). “Is small-scale hydropower energy recovery a viable alternative for climate change mitigation and adaptation? The case of the traditional irrigation system in Valencia (Spain).” Energy Reports, 12, 736–749. DOI: 10.1016/j.egyr.2024.06.045 (açık erişim).
- 45-Mile Hydroelectric Project (FERC No. P-13817) — North Unit Main Canal, Central Oregon, ABD. Kurulu güç ve üretim verileri: Hydropower Reform Coalition proje kaydı ve U.S. Department of Energy proje belgesi.
- U.S. Federal Register (4 Nisan 2014), “EBD Hydro Apple Inc.; Notice of Transfer of Exemption” — 45-Mile projesinin Apple Inc. iştirakine devri.
Kanallarınızdaki potansiyeli nokta bazında değerlendirelim
Ölçüm ve debi-süre verisiyle başlayan, üreticiden bağımsız bir ön fizibilite.