Akıllı Enerji Teknolojilerinin Geleceği ile Akıllı Şebekeler,Rüzgar Enerjisi ve Elektrikli Araçlar Hakkında Düşünmediklerimiz
Mevcut şebekelerden olan şikayetlerimiz , küresel anlamdaki çevre kirliliğine olan duyarlılığımız ve daha güvenilir daha esnek daha yeşilci bir güç sistemi arayışımız içerisinde tanımı bir çok tanımcı tarafından farklı yapılabilen ve çoğu kişiler için hala soyut bir kavramın ötesine geçemeyen; smart grid (akıllı şebekeler) için bugüne kadar enerji ihtiyacının kurtarıcısı olarak bahsettik ancak bir internet sitesinde okuduğum bir makale aşağıdaki yazıma kaynak olmuştur.
Bir çok ülke ve neredeyse tüm bilim insanları; yeryüzüne zarar vermeyecek artan enerji talebini karşılayacak bir güç sistemi arayışı içinde çalışmalar yapmaktadırlar.
Bu amaçla yenilenebilir güneş,rüzgar, yağmur,gelgit,jeotermal ısı gibi doğal enerji kaynaklarına yönelmişlerdir. Geliştirilen teknolojiler; rüzgar, dalga, kaya gazı, hidroelektrik,solar, biyokütle ve biyoyakıtlar gibi kaynakları kapsayan çeşitliliktedir.
Ancak hemen hepsi doğada var olan ve kendini yenileyebilen enerji kaynakları doğayı doğrudan kirletmemesine rağmen; endüstriyel süreçte kullanılacak malzemeler ve inşaat makinalarının kullanımı sırasında beklenenden fazla israfa, kirliliğe yol açabilir.
Bununla beraber işgal edilecek büyük arazilerden arazinin tarımsal karından düşük miktarlarda enerji elde edilmesi durumunda; ekonomik ve zirai zararlara sebep olabileceği ihtimali göz önüne alınmalıdır.
Yenilenebilir enerji teknolojilerine artan yatırımlar ışığında; bu alanda çoğalan kurgular ile gerçeklik arasındaki ayrımı dikkate almak son derece önem arz etmektedir.
Bu makalemde bugüne kadar kurguladığımız akıllı şebekelere ve mit haline gelmiş en yaygın yanlışlara; çok daha farklı bir gözden bakmaya çalışacağım.
Akıllı Enerji Teknolojilerinin Geleceği Mit: Elektrikli araçlar hava kirliliğini azaltacak.
Örneğin hibrid elektrikli araçlara beklenen yöneliş ABD’de fosil yakıt kullanımını bitirebilir. Ancak bu bazı bölgelerde ölümcül bir hava kirliliğine yol açabilir.
Bunun sebebi; fosil yakıt kullanımına geçmeden sadece 40 mil gidebilen hibrid elektrkli araçların büyük bataryalarının şarj edilebilmesi için sıklıkla kurulacak şarj istasyonlarının karbondioksit emisyonu.
ABD elektrik üretiminin % 49’unu kömür kullanılarak üretir. Bununla beraber bazı bölgelerde hibrid elektrikli araçların batarya şarj istasyonlarının; tüketeceği kömür miktarı ile içten yanmalı dizel araçların tüketeceği fosil yakıt miktarı hemen hemen aynı olacaktır.
Bu takas elbetteki kabul edilebilir ; çünkü şehir içindeki araçlarda hiç fosil yakıt kullanılmaması ABD ekonomisine 50 ila 100 mpg yakıt tasarrufu sağlayacaktır.
Yukarıdaki örneğe paralel olarak kendi ülkemizde bu tür sorunlarla karşılaşmamak adına; artan enerji talebimizi karşılamak adına yenilenebilir enerji kaynaklarına olan desteğin giderek artması ve yasal düzenlemeler ile son kullanıcıya dahi indirgenmesi atılacak en doğru adım olacaktır.
Mit: Mevcut şebekelerimiz elektrikli araçların yaygın kullanılmasında herhangi bir sorun teşkil etmez ve talebi karşılayabilir.
ABD hükümeti bilim insanları hibrid elektrikli araçlarının kullanımının artması sonucunda mevcut güç sisteminin bu talebi karşılayamayacağından hem fikirler.
ORNL(Oak Ridge National Laboratory) araştırmaları hibrit elektrikli araç sayısının artmasının günlük ve gecelik enerji talebinin artıracağını göstermektedir.
Yapılan incelemeler sonucunda hibrit elektrikli araçların 2020 ila 2030 seneleri arasında 13 ABD bölgesinde oluşacak muhtemel etkilerinin her bir bölge için; 17:00 ila 22:00 saatleri arasında zaten yüksek olan enerji talebinin daha da yükseleceğini göstermiştir.
En kötü durum senaryosunda ise tüm hibrit elektrikli araç kullanıcılarının araçlarını 17:00 ‘ de 6 kW’lık bir güç çekimi ile şarj ettiği düşünülüyor ki bu incelenen bölgeler için
160 büyük kapasiteli elektrik üretim istasyonunun(power plants) kurulması gerektiğini ve buna rağmen bu talebinin karşılanması esnasında hizmete sunulan enerjide dalgalanmaların olacağı öngörülmektedir.
Kendi şebekelerimiz göz önüne aldığımızda bu doruk(peak) durumlarında kesintisiz kaliteli enerji hizmeti için edaşların üretimlerini artırması ve dengeli tüketim için çözümler aranması gerekmektedir ki; bu da akıllı sayaçların yaygınlaşması ile elektrik ihtiyacı az olan ya da hiç olmayan bölgelere gönderilen gereksiz enerjinin kesilmesi ya da azaltılması ile mümkün olabileceğini düşünmekteyim.
Akıllı Enerji Teknolojilerinin Geleceği Mit: İletim hatlarımız kırsa kesimlerde yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilecek enerjiyi belirli semtlere,evlere ve plazalara gibi metropol tüketicilerine ulaştırabilir.
Amerika’da özellikle Teksas, Midwest ve California ‘nın kırsal kesimlerinde rüzgar enerjisine gösterilen büyük ilgi ve yatırımlar sayesinde elede edilen enerjinin nufüsun dolayısıyla talebin yoğun olduğu kilometrelerce uzaklıktaki Dallas, Chicago ve Los Angeles gibi şehir merkezlerine taşınması şu anki çözüm aranan ve tartışılan en önemli konulardan biridir.
İletim hatlarının taşıma kapasitelerinin düşük oluşu rüzgar enerjisinin bu bölgelere taşınmasında engel ve tehlike teşkil etmektedir.
Rüzgar enerjisinin daha yaygın ve verimli kullanılabilmesi sağlam ve sağlıklı bir iletim şebekesine bağlıdır.
Rüzgar çiftliklerinin merkezden uzak kurulması kötü hava koşullarında enerjinin tüketici ulaşıtırılmasını bir hayli zorlaştırmakla beraber talebi karşılamada rüzgar enerjisine olan güveni de sarsmaktadır.
Şimdiye kadar rüzgar geliştiricileri ve üreticileri mevcut iletim şebekelerini kullandılar ancak rüzgar enerjisi üretimi geçen seneye oranla % 45 arttı ve mevcut iletim şebekelerinin taşıyabilieceği kapasitenin çok üzerinde bir değere ulaştığı anlamına gelmektedir.
Rüzgar enerjisinin gelişmesi ve daha yaygın bir şekilde kullanılabilmesi artık tamamen iletim şebekelerinin geliştirilmesine bağlıdır.
ABD’nin rüzgar enerjisinin yaklaşık % 25’ine sahip olan Teksas, 2008 yılında göz kamaştırıcı büyüme gördük.
Aynı şekilde Minnesota’nın güneybatısındaki onlarca rüzgar enerjisi projeleri şehirlere hizmet için başlamıştır.
Bu projelerin sadece %30 ‘unun 7.500 MW kurulu güce sahip olması durumunda planan iletim kapasitesini 2.000 MW aşmış olacaktır.
Alternatif Çözüm; Rüzgar Çiftlikleri
Bu durum Midwest güneybatı ve California ‘daki rüzgar çiftliklerinin kurulmasını durdurmaktadır.
Ülkemizde rüzgar enerjisine yapılan yatırımların her geçen gün artması haklı olarak akla bizimde aynı sorunlarla karşılaşıp karşılaşmayacağımızı getiriyor.
Bu sebeple yatırımcıların işin başında iken bu durumu göz önüne almalı ve kurulan her yeni rüzgar çiftliği için şehir merkezlerine enerji taşımak adına ya yeni bir iletim şebekesi de kurulmalı ya da mevcut iletim şebekesi geliştirilerek taşıma kapasitesi doğru, kesin öngörüler ile artırılmalıdır.
Yenilenebilir enerji kaynaklarının yerel olmaktan kurtulduğu zaman ülke ekonomisine ve enerji talebine fayda sağlayacağı kanısındayım.
Rüzgar çiftliği 18 ay gibi bir süreçte kurulabilirken iletim hatlarının kurulması 5 ila 10 yıl arasında kurulum süresine ihtiyaç duyar.
Bu akıllı iletim hatlarının öncelik kazanması gerektiği anlamına geliyor ki bu şekilde kesintilerin, dalgalanmaların ve ileride yaşanabiliecek sorunların önüne geçilebilir.
Mit: Rüzgar enerjisi, elektrik enerjisi arz güvenliği sağlar.
Teksas güç sistemi işletmecileri 2008 ilkbaharında Batı Teksas rüzgar çiftliklerinde yaşadıkları ani düşüş sebebi ile şehrin şebekesinde dalgalanmalar ve bayılmalar meydana geldi ki ışıkları dahi açık tutuabilmek için büyük çaba sarfettiler.
Elektrik enerjisi tüketimindeki ani artış ve diğer faktörlerinde bir biraraya gelmesi durumunda rüzgar enerijisinde beklenmedik bir çöküşe sebep oldu. Sonuç olarak, şebeke işletme yetkilileri derhal acil kesinti önleme planının, ikinci aşamasına geçti.
Rüzgar enerjisi ile beslenen şehrin batı ve kuzey bölgesi arasındaki sistem üzerinde kısıtlamalara yol açtı.
Temiz bir enerji kaynağı olmasına rağmen rüzgar beraberinde çeşitli gizli maliyetler ve teknik zorluklar getirir.
Pahalı iletim hatlarının kurulmasının yanı sıra rüzgar enerjisinin kararsızlığı sadece bu enerji ile tüketicilere enerji sağlanmaması anlamına gelir ki çözüm ya ayrı ayrı jeneratörlerde ya da enterkonnekte sistemlerdedir.
Yenilenebilir enerji kaynakları artan enerji talebi için tek çözüm olmamalı, tüm enerji ihtiyaçları için stabil çalışan enerji santrallerine de olan ihtiyacımız elbette var olacaktır.
Sonuç
Her geçen gün yenilenebilir enerji kaynaklarına, elektrikli araçlara artan yatırımların ekonomik ve kaliteli hizmet faydaları sağlayabilmesi için bir zincir halkası gibi elektrik güç sistemimizin her halkası güçlendirilmesi ve yedekli çalışmaya müsait hale getirilmelidir.
Bu durumda şebekenin her bölümü tümevarım yönetimi ile güçlendirilmelidir.
Sertaç Şamioğlu
Kaynaklar
1) Smart Grid: Myths and Realities of Renewable Energy – Smart Grid News – Grid Modernization and the Smart Grid