Bu yazımızda güç elektroniği tabanlı cihazlardaki gelişmelerle birlikte ülkemizde ve dünyada yavaş yavaş popüler hale gelen HVDC sistemlerin ne olduklarını ve kullanımına neden gereksinim duyulduğunu sizin için inceledik.
Yüksek ölçülerde elektriksel gücün kablo ya da iletim hatları ile iki farklı şebeke arasında DC güç olarak taşınmasını ve hedef noktada tekrar alternatif akıma dönüştürülmesini sağlayan teknolojiye HVDC sistemler denir. HVDC(High voltage direct current) Türkçe'de yüksek doğru gerilim anlamına gelmektedir.
Pazarın ihtiyacını karşılamak için son yıllarda mühendisler alternatif çözümler bulmaya odaklanmıştır. Birçok Ar-Ge faaliyetlerinin sonucu olarak HVDC sistemlerinin avantajlı olduğu anlaşılmış ve bu alana yoğunlaşılmıştır. Bilindiği gibi ilk kurulan elektrik şebekeleri DC sistemlerdir, hatta ilk iletim hatları da DC sistemlerdir. Ancak o dönemlerde gerilim seviyesinin arttırılamaması yüzünden verimli bir iletim yapılamamaktaydı. Tarihte “Akım Savaşları” olarak da bilinen AC ve DC sistemlerin yarışında DC sistemler iletim eksiklikleri yüzünden yenik düşmüş ve DC şebekeler deneysel çalışmalar haricinde tamamen ortadan kalkmıştır. Ancak günümüzde güç elektroniği teknolojisindeki büyük gelişmeler sonucunda elektriğin doğru gerilim olarak taşınması tekrardan popüler hale geldi.
HVDC Sistemlerin Konfigürasyonu
Doğru Gerilim İletim Sistemleri İle Alternatif Gerilim İletim Sistemlerinin Karşılaştırılması
HVDC sistemlerde pahalı dönüştürücü sistemlerin kullanılması gerekmektedir ancak bu şekilde enerji daha verimli bir şekilde iletilmektedir. Gerekli ekonomik analizler yapıldığında ise HVDC sistemlerin belirli mesafelerden sonrasında ekonomik olarak daha verimli oldukları görülmüştür.
HVAC Ve HVAC Sistemlerin Ekonomik Olarak Karşılatırılması
HVDC sistemler HVAC sistemlerden daha az yer kaplarlar ve bu da tercih edilmelerinde önemli bir sebeptir. Ayrıca HVDC sistemler daha az korona etkisi ve daha az elektriksel gürültüye neden olmaktadırlar. Alternatif gerilim sistemlerinde skin efekti yüzünden daha fazla izolasyon ihtiyacı duyulurken HVDC sistemlerde bu ihtiyaç daha azdır. Ayrıca gerilim regülasyonu, gerilimi kontrol yeteneği ve sistemin güvenilirliği olarak kıyasladığımız zaman da HVDC sistemlerin daha avantajlı oldukları görülüyor. Ancak bu avantajlarına rağmen HVDC sistemlerin bazı dezavantajları vardır. Bunlar ise; HVDC sistemlerin kesilmesi ve bu sırada oluşacak arkın söndürülmesi daha zordur. Yarı iletken tabanlı güç elektroniği cihazları kullanıldığından dolayı harmonik oluşumuna müsaittir ve bu da güç kalitesi bakımından istenilmeyen bir şeydir. Ayrıca HVDC sistemler sadece iki nokta arasında taşıma yapılabilir,istenilen herhangi bir noktadan ek alınamaz.
HVDC Sistemler İle HVAC Sistemlerin Kapladıkları Alanlar
Şimdi ise ülkemizde HVDC sistemlerin yerini inceleyeceğiz.
Türkiye'de HVDC Sistemler
Türkiye elektrik şebekesine bağlı çalışır halde bir tane HVDC sistemi bulunmaktadır. Gürcistan ile Türkiye arasında kurulu olan Karadeniz HVDC iletim hattı 350MW iletim kapasitesine sahiptir. Gürcistan’dan ülkemize enerji transferi sağlayan bu sistem yazımızda anlattığımız gibi güç elektroniği tabanlı tabanlı cihazlardan faydalanan bir teknolojidir.
ENTSO-E(Avrupa enterkonnekte sistemi) üyesi olan TEİAŞ ülkemizin elektrik şebekesinin kararlığını artırmak için ENTSO-E üyesi olmayan komşu ülkeler ile bağlantılar yaparak şebekenin kararlılığını ve güvenliğini artırmayı planlamaktadır. Uzun süredir üstünde çalışılan bu projeler komşu ülkelerin politik istikrasızlıklarından dolayı bir süreliğine askıya alınmıştır. Bu da TEİAŞ’ı alternatif çözümler üretmeye zorlamıştır.
Gündemde ayrıca 2 tane HVDC projesi bulunmaktadır. Akkuyu Nükleer Santralinde üretilen elektrik enerjisinin transferi ve Kıbrıs’ın elektrik enerjisi problemini çözmek için HVDC iletim hattı planlanmaktadır.
Her bir ünitesi 1200MWe gücünde olacak Akkuyu Nükleer Santrali toplamda 4 üniteden oluşacak olup 4800MWe gücüne sahip olacaktır. Bu gücün tüketimin yoğun olduğu İstanbul bölgesine iletileceği düşünüldüğü zaman en verimli çözümün HVDC sistemleri olduğu düşünülmektedir.
