Hidroelektrik Enerji
1 Giriş
Hemen hemen bütün enerji kaynakları, güneş ışınımının maddeler üzerindeki fiziksel ve kimyasal
tesirinden meydana gelmektedir. Hidrolik enerji de güneş ışınımından dolaylı olarak oluşan bir enerji
kaynağı olup hidrolik çevrimi Şekil 2.1'de verilmiştir. Deniz, göl veya nehirlerdeki sular güneş enerjisi
ile buharlaşmakta, oluşan su buharı rüzgarın etkisiyle de sürüklenerek dağların yamaçlarında yağmur
veya kar halinde yer yüzüne ulaşmakta ve nehirleri beslemektedir. Böylelikle hidrolik enerji kendini
sürekli yenileyen bir enerji kaynağı olmaktadır. Enerji üretimi ise suyun potansiyel enerjisinin kinetik
enerjiye dönüştürülmesi ile sağlanmaktadır.
Hidroelektrik sistemlerde su, bir cebri boru veya kanal yardımıyla yüksek bir yerden alınarak türbine
verilmektedir. Türbinlere bağlı jeneratörlerin dönmesi ile de elektrik enerjisi üretilmektedir (Şekil 2.2).
Üretilen elektrik enerjisi direkt olarak kullanılabildiği gibi bataryalarda da depo edilebilir. Türbinden
elde edilen güç, suyun düşü (üst ve alt kodlar arasındaki düşey mesafe) ve debisine (türbinlere birim
zamanda verilen su miktarı) bağlıdır (Şekil 2.3)
2 Hidroelektrik sistemlerin sınıflandırılması ve tasarımı
Hidroelektrik güç sistemleri şu şekilde sınıflandırılmaktadır:
a) Büyük ölçekli hidroelektrik sistemler: Bu sistemlerinin gücü 50 MWın üzerindedir. 1 MW lık bir
güç yaklaşık 20.000 elektrik lambasının ihtiyacı olan enerjiyi üretir. 1 KW' lık bir güç ise 4 lambalı
(50 watlık) 5 evin aydınlanma için gerekli olan enerjiyi verir. 50 MWlık bir güç 250.000 evin ışık
ihtiyacı olan enerjiyi verir.
b) Küçük ölçekli hidroelektrik sistemler: Güç bölgeleri 10-50 MW arasındadır.
c) Mini ölçekli hidroelektrik sistemler: Bu sistemler ulusal enerji şebekesine daha az katkıda
bulunurlar. Bunlar 101 kW ile 10.000 kW güç bölgesinde çalışırlar.
d) Mikro ölçekli hidroelektrik sistemler: Mikro hidroelektrik sistemler çok daha küçük ölçekte olurlar
ve ulusal enerji şebekesine elektrik enerjisi sağlamazlar. Ana yerleşim bölgelerinden uzaktaki
alanlarda yani ulusal enerji şebekesinin ulaşmadığı bölgelerde kullanılır. Güçleri, genellikle sadece bir
yerleşim yeri veya çiftlik için yeterlidir. Güç bölgeleri, 200 wattan başlayarak bir grup evin veya
çiftliğin yeterli aydınlanma, pişirme ve ısınma enerjisini sağlayacak şekilde 100 kWa kadar çıkabilir.
Küçük fabrikaların veya balık çiftliklerinin enerji ihtiyacını karşılayacak şekilde ve ulusal enerji
sisteminin bir parçası olmaksızın çalışabilir. Mikro hidroelektrik sistemlerde elektrik enerjisi üretimi
de şart değildir. Bir çok uygulamada, mekanik enerjisinden de yararlanılarak değirmen sistemlerinde
kullanılabilir. Her iki kullanım için de sistem özellikleri aynıdır .
Enerji literatüründe büyük hidroelektrik enerji, klasik yenilenebilir kaynak grubunda ele alınırken;
mini ve mikro hidroelektrik enerji yeni ve yenilenebilir kaynaklar grubuna sokulmaktadır. 101kW-10
MW arasındaki hidroelektrik olanaklar mini hidroelektrik enerji olarak varsayılmaktadır. Mini
hidroelektrik sistemler çeşitli şekillerde sınıflandırılmaktadır. Düşüye göre yapılan sınıflandırmada; 2-
20 m alçak düşü, 20-150m orta düşü ve 150 m ve yukarısı yüksek düşü olarak kabul edilir. Genellikle
düşük birim maliyeti nedeniyle orta ve yüksek düşülü sistemlerin yapılması tercih edilir.
Düşü, debi ve güç arasındaki bağıntı şu şekilde verilmektedir:
Pe = ρ g Q Ho ηtürbin (1)
Burada Pe türbin milinden alınan gücü (W), ρ suyun yoğunluğunu (1.000 kg/m3), g yerçekimi
ivmesini (9.81 m/s2), Ho net düşüyü (giriş ağzı ile kuyruk suyu arasındaki kot farkından toplam düşü
kayıplarını çıkartarak bulunur, m), Q türbine gelen debiyi (m3/s), ηg genel verimi göstermektedir. Bir
hidroelektrik güç sisteminde toplam güç çıkışı ve kayıpların oluşumu şu şekilde gösterilmiştir (Şekil 2.4):
Güç çıkışı = ηinşaat Xηcebri boru X ηtürbin X ηjeneratör X ηtransformatör X ηnakil hattı X Güç girişi (2)
Şekil 2.4 Bir hidroelektrik santralde toplam güç çıkışı ve kayıplar
Diğer bir sınıflandırma suyun depolanması ile ilgilidir. Mini hidroelektrik sistemler depolamalı veya
depolamasız olarak yapılmaktadır. Şekil 2.5de, depolamasız ve şekil 2.6da ise depolamalı bir sistem
görülmektedir. Depolamasız sistem run of the river olarak adlandırılmaktadır. Burada bir saptırma
savağı ve su alma ağzından kanala verilen su, bir yükleme odasına kadar getirilmektedir. Yükleme
odasındaki fazla su için bir taşkın savağı bulunmaktadır. Su bir cebri borudan geçirilerek türbine
verilmekte ve burada hidrolik enerjisi mekanik enerjiye çevrilmektedir. Depolamalı sistemde ise suyun
önü bir baraj sistemi ile kapatılmaktadır. Bu sistemin avantajı yağışlı sezonda su barajda tutulur.
Böylece yağışsız ve kuru sezonda da gerekli potansiyel enerji sağlanmış olur. Depolamasız sistemde
suyun önü kesilmez, sadece bir kısmı bir kanal içerisine alınır. Mikro hidroelektrik sistemler genellikle
depolamasız sistemlerdir. Bu sistemlerin en büyük dezavantajı kurak sezonda türbin için gerekli
debiyi verememeleridir. En büyük avantajı ise lokal olarak çok düşük bir maliyetle yapılabilmeleridir.
Akarsu yatağına en az zararı verirler. Yükleme odasında günlük bazda yapılan ayarlarla da su debisi
kontrol edilir. Depolamalı sistemler daha karmaşık ve pahalıdırlar. Zaman içerisinde çeşitli
problemlerle karşılaşırlar. Örneğin baraj gölü belirli bir zamandan sonra kum ve kil ile dolmaktadır.
Böyle durumda boşaltılması hem pahalı hem de çok zordur. Bir süre sonra baraj ömrünü tamamlar.
Şekil 2.7'de depolamasız, Şekil 2.8'de ise depolamalı bir hidrolik güç sisteminin ana bileşenleri
görülmektedir. Burada; set savağı suyu akarsu yatağından bir açık kanala yönlendirir; çökeltme
havuzu su içerisindeki kum parçalarının çökmesini sağlar; kanal, suyu yamaç boyunca ve gerekli
yerlerde su kemerlerinden geçirerek yükleme odasına kadar getirir. Burada bir cebri boru içinden
geçen su türbin veya bir çarka ulaşır. Türbin mili mekanik bir aletle birleştirilir. Bu bir jeneratör veya
bir değirmen olabilir.
Mini hidroelektrik sistemlerin diğer bir sınıflandırma şekli de enerjinin kullanım tarzı ile ilgilidir.
Burada üretilen elektrik ya merkezi enerji sistemini besler ya da bağımsız olarak küçük kasabaların ve
yerleşim bölgelerinin enerji ihtiyacını karşılar.
Bir hidroelektrik sistemin tasarımı 4 aşamada gerçekleşir. Bunlar:
a) Kapasite ve talep araştırması: Bir enerjiye talep olduğunda ne kadarlık bir enerji hangi amaç
için isteniyor sorusunun cevabı doğru olarak belirlenmelidir. Bu aşamada ayrıca kullanıcıların
kullanım kapasitelerinin de belirlenmesi önemli olmaktadır. Genelde mikro hidrolik sistemler,
insanların çoğunun karmaşık makinaları kullanmadığı kırsal bölgeler için planlanmaktadır. Bu
sistemin tasarımı ve yapımı için gerekli paranın büyük bir kısmı o yöre insanları tarafından
karşılanacaktır.
b) Hidrolojik çalışma ve mevki araştırması: Bu aşamada sistemin kurulacağı yerin hidrolik
potansiyeli belirlenir. Akarsuyun debisinin yıl boyunca değişimi ortaya konur, su alma ağzının en
verimli ve en ucuz olarak alınacağı yer tespit edilir. Ayrıca, dönem dönem ne kadarlık bir güç
sağlanabileceği de tespit edilir. Çalışma suyun farklı kullanılması (örneğin zirai sulama amaçlı)
durumunu da dikkate alır.
c) Ön fizibilite çalışması: Bu bir hızlı fiyat belirleme çalışmasıdır. Hidrolik sistem tasarımcısı talebi
karşılayacak şekilde genellikle 3 veya dört farklı seçenek ortaya koyar. Bunların ilk ikisi iki farklı
hidrolik sistemin yerleştirilmesi, üçüncüsü merkezi enerji nakil sisteminin geliştirilmesi ve sonuncusu
ise ihtiyacı karşılayacak şekilde bir dizel jeneratör kullanılması olabilir. Ön fizibilite çalışması, bu
seçenekleri karşılaştırır ve bunların önemli özellilerini ortaya koyar. Tüketici, bu seçenekleri ve
bunların karşılaştırmalı fiyatlarını bilmek isteyecektir. Ön fizibilite çalışmasında ayrıca, enerji talep
çalışmalarının hidrolojik çalışma sonuçları ile karşılaştırması da yapılır.
Talep çalışması bize güç değişimleri karşısında talebin nasıl olacağını hidroloji çalışması bize güç değişimlerinin nasıl
sağlanacağı hakkında bilgi verir. Ayrıca bu bölümde farklı sorulara da cevaplar verilir.
d)Tam fizibilite çalışması: Ön fizibilite çalışmasında hidrolik sistemin uygulanabilir olduğu
belirlenirse; mühendislik hesapları, maliyet hesapları detaylı olarak tam fizibilite çalışmasında yapılır.
Ayrıca, ekonomik kriterleri kullanarak yapılan parasal çalışmalar, işletme ve bakım masraflarının
hesaplanması da önemlidir. Fizibilite çalışmasında altın kural şu şekildedir: çalıştırma ve bakım (O +
M) birinci, ekonomi ve tesis faktörü ikinci, mühendislik tasarımı ise üçüncü önceliktedir. Fizibilite
çalışmasında ayrıca kontratlarla detaylı olarak kullanma tarifesi de belirtilmelidir. Yani kurulacak
sistemden üretilecek elektrik enerjisi hem ev elektriğinde ve hem de güç kaynağı olarak sanayide
kullanılacaksa bu koşullar kontratta ayrıntılı olarak belirtilmelidir. Aynı yolla, farklı amaçlı
kullanıcılar için öncelik hakları (sulama ve hidrolik güç) ortaya net bir şekilde konmalıdır. Bu durum
daha sonra ortaya çıkabilecek zorlukları çözmeye yardım edecektir.
3. Hidroelektrik sistemlerde kullanılan türbinler ve regülasyon
Türbinler, akışkanın hidrolik enerjisini mekanik enerjiye çeviren makinalardır. Herhangi bir yer için
en uygun türbin tipinin seçimi, yerin karakteristik özelliklerine bağlıdır. Ayrıca, düşü ve debi değerine
bağlı olarak hesaplanan özgül hız değerlerine bakılarak da türbin tipi belirlenir. Bir türbinin ns özgül
hızı, o türbine benzer olan ve aynı cins akışkanla 1 m net düşü altında çalışıp en iyi verimle milinden 1
BG güç veren türbinin dakikadaki devir sayısı olarak tanımlanır. Tablo 2.1'de özgül hıza bağlı olarak
türbin tipleri görülmektedir.
(Özgül hız bağıntısı şu şekilde verilmektedir ns = n Pe 0..5 / Ho 1.25 )
Tablo 2.1 Özgül hıza göre türbinlerin sınıflandırılması
Türbin tipi Özgül hız (ns)
Pelton 12-30
Turgo 20-70
Cross-flow 20-80
Francis 80-400
Uskur veya Kaplan 340-1000
Türbin tipi seçiminde türbin veya jeneratörün hızı da önemlidir. Diğer bir kriter ise türbinin kısmi
debi koşullarında çalıştırılıp çalıştırılmayacağıdır. Tüm türbinler, bir güç-hız ve verim-hız
karakteristiğine sahiptir. Türbin tarafından döndürülen jeneratörler, tipik bir türbinin optimum
hızından daha yüksek bir devirde dönerler. Bu bağlantı kayış kasnak, dişli mekanizması veya bir
kavrama yardımıyla sağlanır. Burada hız oranının minimum olması tercih edilir. Bu durumda bağlantı
daha kolay ve maliyet daha düşüktür. Kural olarak 3:1 oranından kaçınmak gerekir en azından 2.5:1
oranı veya altı tercih edilmelidir. Şayet 1500 d/d ile dönen bir jeneratör varsa seçilecek türbinin hızı en
az 500 d/d veya üzeri olmalıdır. Türbin hızının jeneratör hızında olması durumunda jeneratör direkt
olarak türbin miline bir kavrama ile bağlanır. Üreticiler bunu tavsiye ederler. Genellikle, mikro türbin
yerleştirmelerinde üniteleri ayrı olarak satın almak daha ucuzdur ve daha sonra bağlantı sistemiyle
onlar yerlerine monte edilirler. Hidroelektrik sistemlerde kullanılan türbin tipleri yüksek, orta ve alçak
düşü makineleri olarak sınıflandırılır. Şekil 2.9'da 50kW-2000MW güç bölgesi için, Şekil 2.10'da ise
1kW-1000kW güç bölgesi için farklı düşü ve debi bölgelerinde hidroelektrik santrallerde kullanılan
türbinler gösterilmiştir.
Türbinler çalışma prensibine göre de sınıflandırılırlar. Aksiyon türbinlerinde türbin giriş ve çıkışında
basınçlar atmosfer basıncına eşittir. Burada suyun kinetik enerjisinden faydalanılır. Reaksiyon
türbinlerinde ise çark giriş ve çıkışı arasında basınç farkı vardır. Tablo 2.2'de aksiyon ve reaksiyon
türbinleri düşü bölgelerine göre verilmiştir.
Aksiyon türbinleri reaksiyon türbinlerinden daha ucuzdur. Micro hidrolik sistemler için tasarlanan
türbinler değişken debiler için uyum sağlayacak sistemlere sahip değildir. Büyük makinelerde bu ayar
mekanizmaları mevcuttur. Örneğin çok püskürtücülü Pelton türbinlerinde bazı püskürtücü girişleri
kapatılarak debi ayarı yapılır. Cross flow veya Francis türbinlerinde ayar kanatları vardır. Tek
püskürtücülü Pelton türbininde ise iğne hareketiyle püskürtücünün kesiti değiştirilerek debi ve güç
ayarı yapılır. Şekil 2.11de kısmi yüklerde türbinlerin verim eğrilerinin değişimi verilmiştir. Pelton
ve Cross flow türbinleri dizayn değerlerinin dışında farklı değerlerde de çalışmaları durumunda
oldukça yüksek verim vermektedirler. Francis türbinlerinde kısmi yükler karşısında verim
düşmektedir. Hatta Uskur türbinlerinde, tasarım debisinin %80 ve üstü haricindeki debi bölgesinde
çok düşük verim elde edilir. Francis türbinleri büyük hidrolik sistemlerde oldukça popüler bir türbin
olmasına karşılık karmaşık bir yapıya sahip olmaları ve kısmi yüklerdeki davranışı nedeniyle mikro
hidrolik sistemlerde fazla kullanılmazlar.
Büyük hidroelektrik sistemlerde 150 m brüt düşünün üzerinde Pelton türbini uygulaması
yapılmaktadır. Mikro hidrolik sistemlerde daha alçak düşülerde de bu türbin kullanılabilir. Örneğin
yüksek hızda dönmekte olan küçük çaplı bir Pelton türbini, 1 kW güç üretmek için 20mnin altında
düşülerde kullanılabilir. Yüksek güç ve düşük debide hız çok azalır bu da türbin boyutunu artırır. Şekil
2.12de bir Pelton türbini görülmektedir. Güç artıkça bu tip türbinlerin çarkının çapı büyür ve türbin
yavaş döner. Eğer çarkın çapı ve düşük hızı bir problem olarak kabul edilmezse Pelton türbini
rahatlıkla alçak düşülerde kullanılabilir. Alçak düşü ve küçük güç ünitelerinde kullanılacak olan
türbinlerin, merkezi sistemden bağımsız yerel kuruluşlarca işletilmesi nedeniyle bakım ve
onarımlarının kolaylıkla yapılabilir olması çok önem taşımaktadır. Ayrıca, tesis aksamının da
piyasadan kolay temin edilebilen parçalardan oluşması gereklidir. Bu açıdan Cross-flow türbinleri bu
çalışma bölgelerinde çok avantajlıdır. Konstruksiyonları diğer bütün türbin tiplerine göre son derece
basittir. Bu nedenle türbin, ucuz olarak küçük atölyelerde kısıtlı olanaklarla imal edilebilir. Türbin
başlıca; giriş ağzı , çark ve gövdeden oluşmaktadır. Şekil 2.13'de bir cross-flow türbini görülmektedir.
Giriş ağzı kaynak tasarımı, beton veya çok düşük debilerde tahtadan imal edilebilir. Döküm veya özel
malzemeye gerek yoktur. Burada en önemli husus, giriş ağzının iyi bir yönlendirici olarak
yapılmasıdır. Bunun için giriş ağzının her iki yan cidarı çark çevresel hızıyla 16 derece açı yapacak
şekilde dizayn edilir. Ayar mekanizması olarak bir kolla kumanda edilebilen klape, kanat veya sürgü
kullanılır. Bu türbinlerinde giriş ağzı içerisine yerleştirilmiş uygun kesitli bir ayar kanadı yardımıyla
debinin tamamen de kesilmesi sağlanır (Şekil 2.13). Böylece, ayrıca bir giriş vanasına da gerek
kalmaz. Ekonomik ve emniyetli bir otomatik kontrol küçük tesislerde türbin tipinden ayrı, başlı başına
bir sorundur. Debinin otomatik kontrolü pahalı bir çözüm olduğu için küçük santrallerde gittikçe daha
az kullanılmaktadır. Çark, kaynak konstruksiyonu olarak yapılmaktadır. Çark içerisinden boydan boya
mil geçirilebildiği gibi milli flanşlara da çarkı bağlamak mümkündür. Kanatlar, diğer türbin tiplerinde
olduğu gibi dönük değil, silindirik borulardan kesilerek veya presle şekillendirilerek yapılır.
Reaksiyon türbinleri aynı düşü ve debi değerinde aksiyon türbinlerinden daha hızlı döner. Burada
kullanılan türbinler Francis, Uskur ya da Kaplan türbinleridir. Şekil 2.14de bir Kaplan türbini Şekil
2.15de ise bir Francis türbini görülmektedir. Kaplan türbinleri Francis türbinlerine nazaran daha hızlı
dönerler. Bu büyük avantaj nedeniyle Jeneratöre arada kayış kasnak veya dişli olmadan da direkt
bağlanabilir, Francis türbinleri orta düşüşler için Kaplan türbinleri ise alçak düşüler için daha
ekonomiktir. Yapımları aksiyon türbinlerine göre daha zordur, Bu nedenle mikro hidrolik sistemlerde
daha az kullanılmaktadır. Ayrıca bu türbinlerde kavitasyon tehlikesi de vardır. Değişken debilerde de
düşük verim verirler.
Regülatörler türbin hızını kontrol etmek için kullanılırlar. Son yıllara kadar hidrolik sistemlerde
kullanılan bütün regülatörler, türbine giden suyu ayarlayarak güç değişimi sağlamaktaydı. Regülatörün
görevi ister mekanik ister elektriksel olsun türbin milindeki hızı ayarlamaktır. Daha fazla güce ihtiyaç
duyulduğunda türbin girişine daha fazla su verilir, benzer olarak daha az güce ihtiyaç duyulduğunda
ise türbin girişi kısılarak daha az miktarda suyun türbine girişi sağlanır. Kırsal bir bölgede elektrik
üretiliyorsa senkronize jeneratör kullanılır. Jeneratörün frekansı ise jeneratörün hızına ve kutup
sayısına bağlıdır. Örneğin 4 kutuplu bir jeneratör 50 Hz için 1500 d/d ile dönmelidir. Bu hızın artma
veya azalması durumunda üretilen frekans da artar veya azalır. Hidrolik sistemde kullanılan
regülatörler İki grupta incelenir. Bunlar geleneksel ve geleneksel olmayan regülatörlerdir. Geleneksel
olanlar, yüksek standartta olup tüm sistem boyutlarında kullanılırlar. Karmaşık ve pahalıdırlar. Son
zamanlarda küçük sistemler için daha fazla yük kontrol regülatörleri kullanılmaya başlanmıştır.
Bunların yapısı çok daha basittir. Maliyetin düşük olması istenen bütün mikro hidrolik sistemlerde
yük kontrol regülatörleri tercih edilir. Yük kontrolü bir elektronik cihaz olup kullanıcı yükünün
değişmesinde dahi jeneratörde sabit bir elektrik yükü sağlar. Türbinde debi akış kontrol cihazına ve
regülatör sistemine ihtiyaç duymaz. Türbin debisi sürekli aynı sabit değerinde tutulur. Yük kontrolü
jeneratörde daima sabit bir elektrik yükünü garanti eder. Türbin çıkış gücü sabittir dolayısıyla hız da
sabit olacaktır. Yük kontrolü, ana yük tarafından istenmeyen ikinci bir safra yükü sağlayarak sabit bir
jeneratör çıkışı sağlar. Çalışma prensibi ise kısaca şu şekildedir: Daha az yüke ihtiyaç olduğu anda
türbin hızı ve frekans düşmeye başlayacaktır, bu durum yük kontrolü tarafından algılanacak ve ilave
safra yükünü sağlamak üzere dirençler devreye girecektir, böylece kullanıcı yükünün değişmesi
durumunda da jeneratördeki toplam yük sabit kalacaktır. Yük kontrolü normalde frekansı veya voltajı
sürekli ölçerek türbin hızını kontrol edecektir. Bu sistemin en büyük avantajı ucuzluğu ve basitliğidir.
Tamir ve hareketli parça gerektirmez.
4 Türkiye'nin hidroelektrik potansiyeli
Türkiye'nin yağış rejimi zaman ve yer bakımından oldukça düzensiz ve dengesizdir. Meteorolojik
koşullara bağlı olarak her yıl önemli ölçüde değişim gösterme niteliğine sahiptir. Bu durumda
hidroelektrik üretimin de yıllara göre farklılıklar göstermesi kaçınılmazdır. Uzun yılları kapsayan
meteorolojik gözlemlere göre yılda ortalama 643 mm olan yağışlar 501 milyar m3 suya karşılık
gelmektedir. Bu ortalama değerin ancak 186 m3 'nün çeşitli büyüklükteki akarsular aracılığı ile
denizlere ve kapalı havzalardaki göllere doğru akışa geçtiği kabul edilmektedir. Akarsularımızın
düzenlenmesi ve maksimum faydanın sağlanabilmesi için bugünkü etütlere göre 702 adet barajın inşa
edilmesi gerekmektedir [TÜBİTAK-TTGV]. Topoğrafyası ve morfolojik yapısı göz önüne alındığında
ülkemiz hem düşü hem de debi açısından şanslı sayılabilecek ülkeler arasında yer almaktadır.
Türkiye'nin kaynak varlığı ve mevcut durumuna göz atmadan önce teknik yapılabilirlilik ve ekonomik
yapılabilirlilik kavramlarının açıklamasını yapmak gerekecektir.
Teknik yapılabilirlilik: Teknik açıdan söz konusu projenin gerçekleşmesine engel oluşturacak
düzeyde herhangi bir mühendislik sorununun olmaması halidir.
Ekonomik yapılabilirlilik: Bir projenin toplam yıllık gelirinin toplam yıllık giderinden fazla olması
halidir. Türkiye'deki hidroelektrik kaynak varlığını üç kısımda incelemek gerekir.
Brüt potansiyel: Ülkemizde mevcut hidroelektrik kaynakların üretim potansiyelinin teknik ve
ekonomik yapılabilirlilik koşulları göz önüne alınmadan teorik olarak mevcut tüm düşü ve ortalama
debi kullanılarak hesaplanmasıdır. Türkiye'nin brüt hidroelektrik enerji potansiyeli 430 milyar kWh
civarındadır.
Teknik potansiyel: Ekonomik yapılır olması koşulu göz önüne alınmadan, ülkenin hidroelektrik
kaynaklarından ''Teknik yapılabilir'' olanlarının tümünün değerlendirilmesi durumunda ulaşılacak
üretim miktarıdır. Ülkemizin teknik hidroelektrik potansiyeli 215 milyar kWh mertebesindedir.
Teknik ve ekonomik potansiyel : Ülkenin brüt hidroelektrik potansiyelinin hem ''teknik'' hem de
''ekonomik'' olarak değerlendirilebilir bölümüdür. Yıldan yıla farklılıklar göstermekle birlikte bugün
için Türkiye'nin teknik ve ekonomik hidroelektrik potansiyeli 124.5 milyar kWh ' dır.
1997 yılı başı itibarıyla mevcut duruma bir göz atıldığında Türkiye'de 124.5 milyar kWh olarak
bulunmuş olan teknik ve ekonomik potansiyelin şimdiye kadar sadece 36.341 milyar kWh'lık
bölümünün kullanıldığı görülmektedir. Gelişmiş olan ülkelerin bir çoğunda bu potansiyelin büyük bir
bölümünün değerlendirilmiş olmasına rağmen Türkiye'de işletmeye açılmış tesislerle söz konusu
potansiyelin ancak % 29'luk bölümü hizmete sunulmuş durumdadır. Ülkemizde gerçekleşme oranının
istenen düzeyde olmamasının başlıca nedeni olarak, hidroelektrik santral projelerinin ilk yatırım
maliyetlerinin diğer kaynaklarla kıyaslandığında yüksek olmasıdır. Dünyada hidroelektrik üretim 1925
yılında 78.7 TWh iken, 2000 yılında 4000 TWh'e ulaşacaktır. 2000 yılında hidroelektrik üretimin
toplam enerji üretimi ve birincil enerji üretimindeki payının sırasıyla %14 ve %5.5 olacağı tahmin
edilmektedir.
Hidroelektrik enerji için ilk yatırım maliyetinin yüksek oluşu ve inşa süresinin uzunluğu olumsuz
faktörler olarak ileri sürülmektedir. 1995 yılı sonu itibarıyla tesislerin birim yatırım maliyetleri şu
şekildedir :
Doğal gaz santralleri 680 $/kW
Linyit santralleri 1600 $/kW
İthal kömür santralleri 1450 $/kW
Hidrolik santraller 1200 $/kW
Nükleer santraller 1800-2700 $/kW
Görüldüğü gibi sadece doğal gaz santralleri hidroelektrik santral maliyetinden daha ucuzdur.
Hidroelektrik santrallerin inşa süreleri uzun olmasına karşılık ekonomik ömürleri termik santrallerden
daha uzundur. Kömür yakıtlı santraller ile kombine çevrimli santrallerin ömürleri 25 yıl iken baraj ve
hidroelektrik santrallerin ekonomik hizmet süresi 40-50 yıldır. Bu değerler fizibilite çalışması
değerleridir. Bazı rehabilitasyon çalışmaları ile hidrolik santrallerin ömürleri 75-100 yıla
çıkartılabilmektedir. Ayrıca termik santraller doğal kaynakları tüketir. Buna karşılık hidrolik
potansiyelin gelişmesi ile barajlarda meydana getirilen yapay göller vasıtasıyla ortamda oluşan
buharlaşma havzanın daha fazla yağış almasına yol açmakta diğer bir deyişle kaynak artırıcı olarak
işlev görmektedir. Hidroelektrik santrallerin teknik bazda en büyük avantajı diğer santraller kıyasla
(özellikle pik saatlerde) çok çabuk devreye girme özelliğidir. Gerçekten bir hidroelektrik santralin ani
talep durumunda devreye girmesi için sadece birkaç saniyeye gereksinim varken bu süre termik
santraller için birkaç saati almaktadır. Türkiye'nin en fazla kullanılan alternatif enerji kaynağı
olmasına rağmen potansiyelin %29 'luk kısmı kullanılmaktadır. Türkiye'nin geliştirilen projelere göre
öngörülen ekonomik hidroelektrik potansiyeli 125 milyar kWh/yıl dır. Bu potansiyelin 1997 yılına
kadar ancak % 29'u (36 milyar kWh/yıl) üretilebilmiştir. İnşa halindeki 33 adet santralin devreye
alınması ile ekonomik potansiyelin %38'i değerlendirilmiş olacaktır. Potansiyelin değerlendirilmemiş
%62 lik bölümü en az ön inceleme aşamasında etüdü tamamlanmış 363 hidroelektrik santralin
yapımını kapsamaktadır [TÜBİTAK-TTGV].