Elektrik şebekemiz için günden güne yenileme ve teknolojiye ayak uydurma çalışmaları yapılıyor. Sayaçlarımız artık -çoğunlukla- akıllı, ve şebekemiz bu şekilde ilerliyor. Peki, biz bu işte ne durumdayız? ‘Akıllı Şebeke’ dedikleri süreçlere biz ne denli ayak uyduruyoruz?
Bugün hayatımıza normal bir şekilde devam edebilmek için yanımızda en az iki-üç farklı tipte şarj aletiyle dolaşmak zorundayız; ancak elimizin altından hiç eksik olmayan elektronik cihazlar bu kadar gelişirken, onları şarj etmede yararlandığımız elektrik şebekesinin yapısı ilk şebekelere kıyasla çok da fazla gelişmiş değil.
Kuşkusuz enerji santrallerinin ve iletim altyapısının güvenilirliği yıllar içinde arttı, televizyonumuzu açtığımızda çalışacağından herhangi bir şüphe duymuyoruz. Ancak enerji santrallerinin ortalama yaşı 35’leri buldu. Bu santrallerde kaynak olarak hâlâ -en çok- kömür kullanıldığından üretim kirli şekilde ilerliyor ve üretilen elektriğin kullanım etkinliği sadece yüzde 35.
Günlük yaşam koşullarının ve sanayi üretiminin elektrik kesintilerine eskiden olduğu kadar toleransı bulunmuyor. Elektrik kesintilerinin sosyal hayatı etkilemesine ek olarak ekonomik açıdan da ciddi etkileri vardır.
14 Ağustos 2003 yılında, ABD’de gerçekleşen kuzeydoğu elektrik kesintisinin Amerikan ekonomisine etkisi 6,4 milyar dolar olmuştur. Bu gibi durumların yaşanmaması için bazı önlemlerin alınması, mevcut sistemin günümüz gereksinimlerine uyarlanması ya da gereksinimlerin mevcut altyapı göz önünde bulundurularak değiştirilmesi gerekmektedir. Bu noktada ülkemizde de adını daha sık duymaya başladığımız akıllı şebeke (smart grid) uygulamaları gündeme gelmektedir. Artık şebekeleri akıllı kılmak mümkün hale gelmiştir. Bir şebekeyi akıllı hale getiren temel etken, mevcut elektrik şebeke altyapısına dijital haberleşme teknolojisinin entegre edilmesidir. Böylece tüketici, üretici ve dağıtıcı arasında daha hızlı ve kolay bir iletişim sağlanmaktadır. Bu çift yönlü iletişim sayesinde tüm elektrik üretim, iletim ve kullanım süreçleri izlenebilir ve kontrol edilebilir hale gelmektedir. Peki, akıllı şebekeleri akıllı yapan nedir? Esasında akıllı şebeke sayesinde:
- Beklenmedik faturaların sonlanması: Tüketici ile üretici arasında gerçek zamanlı iletişim sayesinde tüketici kendi enerji tüketimini maliyet, çevresel kaygı gibi unsurları göz önünde bulundurarak kontrol edebilmektedir.
- Elektrik kesintisinin minimize edilmesi: Sistemdeki aşırı yüklenmelerin önceden tespit edilerek gücün farklı rotalar üzerinden iletilmesiyle muhtemel güç kesintilerinin önüne geçilebilmektedir.
- Mevcut altyapıyı kullanma esnekliği: Yeni altyapı eklenmesine ihtiyaç kalmadan artan kullanıcı talebine etkin çözümler hızla üretilebilmektedir. (Bazı noktalarda altyapı değişiklikleri de olur.)
- Yenilenebilir enerjiyi etkin hale getirme: Kesintisiz olmadıkları ve önceden tahmin edilmeleri zor olduğu için yenilenebilir enerji kaynaklarının mevcut elektrik şebekelerine entegre edilmesinde zorluklar yaşanmaktadır. Buna karşılık akıllı şebekeler kömür ve doğalgaza ek olarak güneş ve rüzgâr enerjisi gibi yeni enerji kaynaklarının da sisteme dahil edilmesine olanak vermektedir.
- Daha temiz bir dünya: Daha etkin enerji kullanımı ve yenilenebilir kaynakların entegrasyonuyla elektrik üretimindeki sera gazı salımı gibi olumsuz çevresel etkiler azalmaktadır.
Akıllı şebeke uygulamalarına geçiş dünyada 2000 yılında başlamış ve günümüzde de devam etmektedir. Bugün ABD, Çin, Japonya, Hindistan, Brezilya, Güney Kore, Rusya ve Avrupa Birliği ülkelerinde milyonlarca eve akıllı sayaç kurulumu yapılmış durumda. Avrupa’da akıllı şebeke uygulamalarına yönelik uygulama koşullarının belirlenmesi amacıyla Avrupa Komisyonu tarafından The European Technology and Innovation Platform nSmart Networks for Energy Transition (ETIP SNET) adlı platform kurulmuştur. 2025 yılına kadar Avrupalı tüketicilerin yüzde 95’inin akıllı sayaçlara sahip olması hedeflenmektedir. Yalnızca Fransa’da, bugüne kadar mevcut 35 milyon elektronik sayacın yerine akıllı sayaçlar takılması için yaklaşık olarak 4,5 milyar euro harcandı.
Türkiye’de de akıllı şebekeye geçilmesine yönelik ilk adımlar birkaç sene önce atıldı. İlk aşamada akıllı sayaç ve uzaktan okuma sistemlerinin kurulumu tamamlandı ve çoğu dağıtım şirketi bu yapıya geçmiş durumda. Ancak şebeke izleme ve yönetim sistemleriyle ilgili henüz belirgin -ortak- bir çalışma bulunmamakta.
Akıllı şebekeler birçok avantaj sağlayacak olmakla birlikte kurulum ve kullanım sırasında birçok zorluk da söz konusu olacaktır. Örneğin SCADA sistemleri kurulumu için altyapının bu sisteme hazır olması gerekiyor.
Aslında en büyük sorun yeni şebeke altyapısı oluşturmanın zaman ve maliyet yüküdür. 2014 yılında Amerikan hükümetinin bir çalışmasında yepyeni bir şebeke kurmanın maliyetinin 13 ila 50 milyar dolar arasında olacağı öngörülüyordu. Bir diğer sorun günümüzün en kritik konularından biri olan siber güvenliğin nasıl sağlanacağıdır. İnternete devamlı bağlı olacak şebekelerde kişisel verilerin gizliliği nasıl korunacak? Yapılan simülasyonlarda bir bilgisayar korsanının bağlandığı akıllı sayaç üzerinden bir virüsü 15 km uzağa yayabildiği ve tek bir düğmeye basarak tüm gücü kapatabildiği tespit edildi. Ayrıca ABD Ulusal Güvenlik Ajansı tarafından Çin’in ve en az bir ülkenin daha ABD’nin su ve elektrik altyapısına sızıp kritik sistemlerin bozulmasına yol açabileceği belirtilmektedir. Akıllı şebeke altyapısına tam geçmeden önce bu ve benzeri konuların iyi değerlendirilmesi gerekmektedir.
Türkiye, son yılların haricinde dünya ortalamısının üstünde hızlı bir şekilde büyüme ile 21. yüzyılın ilk çeyreğinin sonlarına doğru gidiyordu. Bu büyüme, yaşanan nüfus artışıyla birlikte iç enerji talebini tetiklemektedir. Ülkemizde elektrik talebinin 20 yıl içinde bugünkü düzeyinin iki kat üzerine çıkacağı öngörülmektedir. Bu talebi karşılamak amacıyla ülkemiz önümüzdeki yıllar için iddialı hedefler belirlemekte, yenilenebilir enerji kaynaklarına ek olarak nükleer enerji santrali projelerine de hız vermektedir.
Enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesi, elektriğin yeterli miktarda ve kesintisiz sağlanmasına destek olacaktır. Ancak bunun yanı sıra enerjinin üretilmesi, iletilmesi ve kullanılması süreçlerinde akıllı yöntemlere topyekün geçiş de hızlandırılmalıdır.
Bu amaçla akıllı sistemler sadece birkaç bölgede değil de ülkenin her noktasında pilot projelerle denenmeye başlanabilir. Pilot projelerde kullanılacak sistemlerin maksimum yerli katkı olacak şekilde geliştirilmesi özellikle önemlidir. Böylece hem ithal ürünlerin getirdiği yüksek maliyet sorununun üstesinden gelinebilir hem de teknolojik bilgi birikiminin gelişmesiyle ileride daha kapsamlı AR-GE çalışmaları gerçekleştirilebilir.
Kaynak Listesi:
[1] S. Carl, «Milestones: Pearl Street Station, 1882,» Engineering and Technology History Wiki, 27 Ocak 2016. [Çevrimiçi]. Available: http://ethw.org/ Milestones:Pearl_Street_Station,_1882.
[2] J. E. A. J. V. R. JOY Jeanna, «Challenges of Smart Grid,» International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering
[3] G. İ. K. ANDERSON Patrick L., «Northeast Blackout Likely to Reduce US Earnings by $6.4 Billion,» 19 Ağustos 2003.
[4] LERNER Eric, «What’s wrong with the electric grid?,» Physics Today, 14 Ağustos 2014
