türkiyede akıllı şebekeler

Neden Dağıtık Üretim? Dağıtık Üretim Nedir?

Günümüzde gelişmiş ülkeler enerji ihtiyaçlarının büyük bir kısmını fosil yakıt kullanan; suyun potansiyel enerjisinden faydalanan veya nükleer enerjiden yararlanan büyük ölçekli ve merkezi enerji üretim tesisleri vasıtasıyla sağlamaktadır. Bu tesisler her ne kadar üretim verimi açısından parlak rakamlar ortaya koysa da; genellikle üretilen enerjinin yerleşim birimlerine ve sanayi tesislerine iletimi için uzun enerji iletim hatlarına ihtiyaç duyarlar ve bu durum da iletim kayıplarına sebep olur.

Ayrıca elektrik enerjisi üretim tesislerinin kurulacakları yerlerin seçilmesinde; ekonomik, tıbbi, coğrafi, politik ve güvenliğe dayalı endişelerden kaynaklanan pek çok faktör göz önünde bulundurulmaktadır.

Örneğin; bir hidroelektrik santralinin yapısı gereği kendisini taşıyabilecek özelliklere sahip bir akarsuyun üzerine kurulması gerekirken bölgenin jeolojip ve ekolojik yapısı ile bölgede yaşayan insanların hayatlarına sosyal boyutta etkileri de göz önünde bulundurulmalıdır. Bu ve benzeri durumlar enerji üretiminin önünde birer doğal sınır olarak geçerliliğini korumaktadır.

Üstelik günümüzde gittikçe artan çevresel duyarlılık nedeniyle; bu santrallerin karbondioksit salınımları ve hava kirliliğine olan etkileri de birer soru işareti olarak akıllarda yer bulmaktadır.

Tam da bu noktada uzun zamandır düşük üretim kapasiteleri nedeniyle görmezden gelinen yerel enerji kaynaklarının efektif bir şekilde kullanılmasına yönelik fikirler canlanmıştır.

Geçmişte rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanmak için geniş alanlarda güneş tarlaları ya da rüzgar çiftlikleri kurmak gerekirken artık bu tesislerin daha düşük kapasiteli ve dağınık bir şekilde kurulmuş bile olsalar etkin bir biçimde şebekeye entegre edilmesi söz konusudur.

Akıllı şebeke alt yapısı ve onun getirdiği çift yönlü enerji aktarımı, etkin ve hızlı hata kontrolü gibi özellikler sayesinde yerel enerji kaynakları (rüzgar, güneş, jeotermal vs) atıl olarak beklemekten kurtulmuştur.

Bu şekilde dağınık halde kurulan ve yoğun çeşitlilik arz eden tesisler vasıtası ile enerj üretimi özelliklerinden de anlaşılabileceği gibi yaygın olarak “dağıtık üretim” şeklinde adlandırılmaktadır.

Neden Dağıtık Üretim?

Fosil yakıtlarda görülen tükenme işaretleri bu yakıtlar geleneksel enerji üretme metodlarıyla yakından ilişkili olduğu için enerji fiyatlarında beklenmedik artış ve dalgalanmalara yol açmaktadır. Öte yandan ise bu fosil yakıtların kullanımından kaynaklanan sera gazı salınımı ciddi bir çevre sorunu olarak tehdit unsuru olma niteliğini korumakta ve her geçen gün daha ciddi bir hâl almakta, “küresel ısınma” ise gezegenimizin geleceğini tehdit etmekte.

Zaman zaman bu sorunlara alternatif çözüm olarak gösterilen ve bir zamanlar kendisine büyük umutlar bağlanan nükleer enerjinin ne kadar tehlikeli olduğu Japonya’nın Fukushima tesislerinde meydana gelen kaza ile bir kez daha ortaya çıkmış oldu.

Günümüzde işletmede bulunan merkezi elektrik güç santralleri oldukça; ileri birer teknolojiye sahiptir ancak arıza olasılıklarının azalmış olması ve üretim veriminin yüksekliği ortaya çıkan enerji dar boğazını gizleyemez.

Daha önce riski minimize etmek için kurulmuş olan bu merkezi sistem bugün kendi başına ciddi riskler taşımaktadır. Nitekim günümüzde elektrik kesintilerinin çoğu, iletim hatları veya trafo merkezleri kökenli arızalardan kaynaklanmaktadır. [8] Ayrıca bu hatlarda yaşanan enerji kayıpları verimi düşürmektedir.

Dağıtık elektrik üretimi, sistem genelinde bakıldığına şu başlıklar altında sıralayabileceğimiz kimi avantajları sağlamaktadır;

Enerji verimliliği,

• Yakıt çeşitliliği,
• Etkin risk koruması,
• Esneklik,
• Arz sürekliliği ve güvenliği,

• Yöresel kalkınma,
• İlave yatırıma ihtiyaç duymaması.

Enerji Marketinin Liberalleşmesi

“Liberal” market kavramında en önemli unsur değişen ekonomik gelişmelere en esnek biçimde uyum sağlayabilmektir. Dağıtık üretim teknolojileri nispeten küçük boyutları ve kısa kurulum süreleri sayesinde bu avantajı ellerinde tutmaktadır. Bu nedenle mevcut marketteki açıkları kapatmak için üreticiler gittikçe artan bir ivmeyle dağıtık üretime yoğunlaşmakta ve bu alana ilgilerini yöneltmektedir. Bu aynı zamanda bir tüketicinin kendisine en “uygun” enerji kaynağını seçebilmesi anlamına da gelmektedir.

Mevcut tüketici alışkanlıkları nedeniyle rüzgar ve güneş gibi nispeten; yenilikçi enerji kaynaklarına yönelmekte bir toplumsal direnç söz konusu olsa da dağıtık üretimin artan ekonomik avantajı bu direncin gittikçe zayıflamasına sebep olmakta, yakın gelecekte büyük oranda ortadan kalkacağının işaretlerini vermektedir.

Dağıtık üretim acil enerji ihtiyaçlarına hızlı ve esnek bir çözüm sunduğu için; bu tarz “peak” anlarında oluşabilecek potansiyel fiyat dalgalanmalarının da önüne geçerek doğal bir filitre görevi de görmektedir.

Güvenilirlik ve Güç Kalitesi

Elektrik şebekelerinde güvenilebilirlik problemleri denince genellikle akla ani voltaj düşümleri gelmektedir. Bu düşüşler kimi zaman uzun vadeli sorunlara yol açmakta ve bazı örneklerde kısmi veya genel “çökme” durumlarına neden olabilmektedir. 

Pek çok gelişmiş Avrupa ülkesinde güvenilebilirlik seviyeleri; yüksek mühendislik standartları nedeniyle oldukça yüksektir ve tüketiciler bu gerilim düşümlerinden pek etkilenmez ve onu bir sorun olarak görmelerine gerek kalmaz.

Ancak enerji marketinin yapısındaki değişiklikler ve artan “liberalleşme” kaliteyi ön plana çıkaran bu yaklaşımı değiştirerek fiyat bazlı bir yaklaşıma kaymaya neden olduğu için gelecekte düşecek standartlar tüketicilerin bu sorunları daha ciddi biçimde hissetmesine neden olabilir.

[9] Öte yandan endüstri için güvenilir ve sürekli enerjinin önemi oldukça açıktır, haberleşmeden kimya endüstrisine kadar pek çok alanda aksi durumda ortaya çıkacak hasarların maddi karşılığı oldukça yüksek olabilir. Bu endüstrilerde yer alan firmaların şebeke kaynaklı enerjide yaşanabilecek güvenilirlik sorunlarını ortadan kaldırmak için; kendi yüksek standartlarını oluşturma yoluna gitmeleri ve bunun için kendi dağıtık üretim tesislerini kurup bu alana yatırım yapmaları oldukça olasıdır.

Bahsi geçen yüksek dereceli voltaj düşümlerinin yanı sıra şebeke yapısındaki sorunlar ve açma kapama hataları kaynaklı daha düşük etkili voltaj düzensizlikleri ve ideal dalga formundan sapmalar yaşanabilir, şebeke üzerinde harmonikler ve faz dengesizlikleri oluşabilir. Bu durum ise mevcut güç kalitesinin düşmesine sebep olmaktadır.

Güç kalitesi üzerinde dağıtık üretimin etkilerine dair çelişkili görüşler kendi savlarını ortaya koymaktadır. Bir yandan güç iletiminin zor olduğu ve güç ihtiyacının yüksek bulunduğu yerlerde; mevcut şebeke ile senkronize çalışabilecek ek tesisler ihtiyacın karşılanmasını sağlayabileceği gibi öte yandan dağıtık üretimin doğasında yer alan iki yönlü enerji iletimi şebeke dengesini bozucu rol de oynayabilir.

Mehmet Tan TURAN