Akıllı şebekeler nedir? Tesla’dan bu yana hemen hemen aynı şekilde çalışan 20.yy’ dan kalma şebekelere 21.yy’ ın bilgisayar ve ağ teknolojisi entegre edilerek elde edilen şebeke sistemine “ Akıllı Şebeke ” (SmartGrid) denilmektedir. Bir akıllı şebekenin bileşenleri ve teknolojileri, Amerika Enerji Departmanı’na göre (DOE) şu yapıları içermelidir:
• Akıllı üretim
• Akıllı istasyonlar
• Akıllı dağıtım
• Akıllı sayaçlar
• Bütünleştirilmiş haberleşme
• İleri kontrol metotları
Akıllı şebekeler nedir? Bileşenleri nelerdir? sorularına yanıt vermeye çalışmakla birlikte paylaşılması gereken, tabiki akıllı şebekeler nedir sorusunun tam anlamıyla yanıtlanabilmesi için aşağıdaki bileşenleri de paylaşmak gerkiyor.
Akıllı Üretim
Akıllı Üretim ; Elektrik üretimi, yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynaklarından sağlanmaktadır.
Bu kaynaklar aynı zamanda yenilenebilir-kararsız kaynaklar güneş ve rüzgar enerjisi gibi, yenilenebilir-sabit kaynaklar hidro, biyokütle, jeotermal ve pompa depolama gibi, ya da yenilenemez – sabit kaynaklar nükleer, kömür, ve gaz gibi kaynaklar olarak sınıflandırılabilir.
Akıllı Şebekelerde Akıllı Üretim
Aynı zamanda daha sonra dağıtımı olmak üzere enerji depolanabilir.
Şebekenin birçok noktasından alınan geri beslemeler ile enerji üretiminin optimize edilmesi; gerilimin, frekansın ve güç faktörünün otomatik olarak ayarlanabilmesi özelliklerine sahip güç üretimini sağlamak amacındadır.
• Şebekenin birçok noktasından alınan geri beslemeler ile enerji üretiminin optimize edilmesi; gerilimin, frekansın ve güç faktörünün otomatik olarak ayarlanabilmesi özelliklerine sahip güç üretimini sağlamak amacındadır.
Akıllı İstasyonlar
• Güç faktörü performansı, kesici, trafo ve akü durumunun izlenmesi, kritik ve kritik olmayan işlem kontrolünü sağlar.
Akıllı Dağıtım
Akıllı dağıtım ile elektrik enerjisi son kullanıcıya ve son kullanıcıdan dağıtılabilir.
Dağıtım ağı, akıllı sayaçlara ve zeki saha cihazlarına bağlanarak; onları yönetebilecek ve haberleşme ağını kablolu ya da kablosuz çift yönlü kontrol edebilecektir.
Ayrıca dağıtım esnasında enerji depolama birimlerine ve alternatif enerji kayanaklarına bağlanarak en verimli minumum kayıplı enerji dağıtımını gerçekleştirecektir.
- Kendi kedini iyileştiren, dengeleyici ve optimize edici yapıdadır.
- Otomatik izleme ve analiz etme özelliği ile hava durumu ve enerjisiz kalma geçmişine bağlı olarak; arızaları tahmin edebilecek yapıya sahip sistemlerdir.
- Kendi kedini iyileştiren, dengeleyici ve optimize edici yapıdadır. Otomatik izleme ve analiz etme özelliği ile hava durumu ve enerjisiz kalma geçmişine bağlı olarak arızaları tahmin edebilecek yapıya sahip sistemlerdir.
Bütünleştirilmiş haberleşme
• Veri toplama (SCADA-Supervisory Control and Data Acquisition), koruma ve kontrol sistemleri bütünleştirilmiş bir sistemde kullanıcının akıllı elektronik cihazlar ile etkileşimini sağlar.
Akıllı şebeke yapısının 3 anahtar bileşeni
• Akıllı şebekeler daha fazla, iyi kalitede, gerçek zamanlı veri toplanması temeline oturmaktadır.
Bu verinin bilgisayarlar tarafından çok hızlı kararlar icin analizi ve sonrasında insanlar tarafından hızlı analizi ile sistem olacak olayları önlemekte, kendisini onarmaktadır. Tüm bunlar ise gelişmiş bir sayaç yapısı ile mümkün olmaktadır.
Bu şebekelerin:
1. Talep yönetimi
2. Yenilenebilir kaynakların daha fazla entegrasyonu
3. Kaynakların verimli kullanımı (Hem üretim hem tüketim tarafında)
4. Enerji tasarrufu ve fiyat avantajı
5. Sistem dengesi konularında faydalar sağlaması beklenmektedir.
Akıllı şebeke sisteminin iki temel ayağı vardır:
1. Donanım (Sayaclar, ev aletleri, buyuk sistemler)
2. Yazılım (Veri altyapısı, internet tabanlı sistemler, diğer yazılımlar)
Akıllı şebeke sisteminin ilk adımlarından biri olan, uzaktan sayaç okuma sistemleri Türkiye dahil birçok ülkede bulunmaktadır.
Bu sistemlerin en etkileyicilerinden biri Lucid Design tarafından hizmete sunulan sistemdir. Sistem gercek zamanlı elektrik ve gaz tuketimini gostermekle kalmayıp, bunu hava durumu(sıcaklık, rüzgar) ve maliyet gibi diğer unsurlarla da gorsellestirmektedir.
Google, PowerMeter sistemi ile anlık tüketiminizi ve gösterebilmektedir:
Günümüz:
• Manuel hata yeri tesbiti
• Bağımsız gerilim regülasyonu
• Optimize edilmemiş güç akışı
• Kısmi güç yönetimi
Gelecek:
• Gerçek zamanlı hata tesbiti ve uzaktan kumandalı switchler.
• Gerçek zamanlı gerilim,güç yönetimi,
• Kayıpları azaltma amacıyla dinamik simülasyonlar.
Akıllı İletim
Akıllı iletim ile mevcut iletim hattının kapasitesinin üstünde elektrik ve güç çok daha uzak mesafelere taşınabilmesinin yanında üretime bağlanabilen enerji tüketim merkezleri de kurulabilir.
İletimde ve dağıtımda aynı zamanda, güç sistem trafo merkezleri, iletim ve dağıtım trafo merkezleri de kurulu olacaktır. İletim sırasında enerji depolama birimlerine ve alternatif enerji kaynağı dağıtım birimlerine de bağlanabilecek.
• Güç faktörü performansı, kesici, trafo ve akü durumunun izlenmesi, kritik ve kritik olmayan işlem kontrolünü sağlar.
Smart Grid; Enerjide Akıllı İletim
Smar grid iletimde, mevcut iletim hattının kapasitesinin üstünde elektrik ve güç çok daha uzak mesafelere taşınabilmesinin yanında üretime bağlanabilen enerji tüketim merkezleri de kurulabilir.
İletimde ve dağıtımda aynı zamanda, güç sistem trafo merkezleri, iletim ve dağıtım trafo merkezleri de kurulu olacaktır.
İletim sırasında enerji depolama birimlerine ve alternatif enerji kaynağı dağıtım birimlerine de bağlanabilecek.
• Güç faktörü performansı, kesici, trafo ve akü durumunun izlenmesi, kritik ve kritik olmayan işlem kontrolünü sağlar.
Akıllı Kullanıcı
Akıllı Kullanıcı Kavramı Nedir? Kullanıcı ya da abone (bu ev,ticari binalar ve endüstri olabilir); elektriğini akıllı sayaçları sayesinde belli bir elektrik dağıtım şebekesine bağlanarak alabilir.
Akıllı sayaçlar , akan elekrik enerjisini kullanıcıdan ve kullanıcıya kadar kontrol edip yönetebilirler.
Enerji kullanımını ve kalıbını çıkararak enerji bilgisi sağlayabilirler.
Akıllı Kullanıcı Kavramı Nedir?
Her müşteri, çift yönlü haberleşme ve önceden kullanım kalıbını çıkarılarak; önerilen elektrik enerjisinde oluşan kendine ait bir bilgi alanına sahip olacaktır.
Bu aynı zamanda üretmeye , depolamaya ve enerjiyi yönetmeye ve de elektrikle çalışan arabanız varsa; aracınıza daha kolay ve ucuza bağlanmanıza yarayabilir.
Akıllı Şebeke Otomasyonu
Akıllı Şebeke otomasyonu ile tüm kullanıcılara gönderilen elektrik enerjisi kontrol edilip yönetilebilir.
Akıllı Şebeke Otomasyonu;
çift yönlü haberleşme ağı ile trafo merkezlerine, kullanıcı profil ağına ve başka akıllı saha cihazlarına bağlanarak; izleme, raporlama, kontrol, denetim, ve önemli işleyiş bilgileri sağlayabilir.
Smart Grid ile müşteriden ve ağdan alınan bilgi işletmenizde daha doğru kararlar vermenizi destekler.
Akıllı Şebekeler ile İlgili Yanlış Bilinen Kavramlar
Akıllı Şebekelerde Yanlış Bilinen Kavramlar; Sanıldığının aksine akıllı şebekelerin dağıtık elektrik enerjisi üretim merkezlerini tek elden yönetim; izleme ve kontrol yetisi sadece Coğraik Bilgi Sistemi ile değil , tümleşik Varlık Yönetimi ile sağlanabilmektedir.
Akıllı şebekeler sadece bir SCADA uygulaması değil, tümleşik Şebeke Yönetiminin bir bütünüdür.
Veri Alışverişi
Akıllı şebeke birbirleriyle veri alışverişinde bulunan farklı bilişim teknolojileri uygulamalarının bir bütünü değil; Akıllı şebeke BT dünyasının araçlarını kullanarak elektrik şebekesini bir üretimden tüketime her nokta kontrol ve koordine eder.
Akıllı şebekeler ile evrim sürecinde risklerin azaltılabilmesi ve sürecin hızlandıralabilmesi için; disiplinler arası ve disiplinler içinde belli standartların kabul edilipi şart koşulması gerekmektedir.
Bu standartlar ile farklı disiplinlerin ayrı çalışmaları ortak bir nokta da bütünleşebilecek ve çalışmalar hız kazancaktır.
Mehmet Tan TURAN
Elektrik Müh.