Kariyerimin büyük bölümünde Enerji, Kamu Hizmetleri ve Kaynaklar (EUR) sektöründe çalışmış biri olarak, dünyaya güç verme şeklimizde bazı şaşırtıcı değişikliklere tanık olma şansına sahip oldum. Ancak hiçbir şey sektörün bugünkü durumuyla karşılaştırılamaz.
Teknolojik ilerlemelerin yanı sıra, EUR kuruluşları, gezegenin ve üzerinde yaşayan insanların hayatta kalması için gerekli olan ileriye dönük bir yolu destekleme konusunda artan bir baskı altındadır. Karşılaştığımız sürekli kısalan zaman çizelgesi, stresli olsa da, inovasyonun hızını artırdı ve yalnızca birkaç yıl önce duyulmamış fikirleri ve fırsatları ortaya çıkardı.
Son zamanlarda mikro şebekeler ve bunların enerjiyi üretme, dağıtma ve kullanma şeklimizi modernleştirmede oynayacağı rol hakkında çok düşünüyorum. Bu blog yazısında, bu merkezi olmayan enerji modelinin sürdürülebilirlik yarışında bize yardımcı olacağı farklı yolları araştırıyoruz.
Mikro Şebekelerin Yükselişi
Mikro şebekelerin temiz bir enerji geleceği elde etmemize yardımcı olma konusundaki şaşırtıcı potansiyeli daha yeni ilgi görmeye başlarken, gerçekte geleneksel şebekenin bu minyatür versiyonları, güç tedariği ve dağıtımının başladığı yerdir.
Thomas Edison tarafından 1880’lerin başında elektrik üretim/dağıtım sistemi olarak tasarlanan ilk mikro şebeke, kendi kendine yetiyordu ve bir dizi büyük jeneratörü beslemek için kömür yakıtlı buhar motorlarıyla çalıştırılıyordu. Zamanla model genişleyerek günümüzde yaygın olarak kullanılan yekpare, merkezi elektrik şebekesine dönüştü.
1930’larda, 10 evden dokuzunun hizmetsiz olduğu kırsal alanlara hizmet etme ihtiyacının teşvikiyle elektrik kooperatifleri kuruldu. Federal hükümetin sağladığı finansmanla kırsal kesimin elektrifikasyonu hızla ilerleme kaydetti. Bugün ABD’de hizmet verdikleri topluluklara 3,1 gigawatt güvenilir elektrik sağlayan 460’ın üzerinde çalışır durumda mikro şebeke bulunmaktadır.
Enerjiyi yerel olarak üretme ve depolama yeteneği, mikro şebekelerin yeni kullanım durumlarının artmasıyla birlikte gerçekten de yükselişe geçti. Otomobil üreticisi Nissan, 2021 yılında İngiltere’nin Sunderland kentindeki elektronik araç (EV) fabrikasında bir mikro şebeke kurma niyetini duyurdu. Mikro şebeke Nissan ve tedarikçilerine %100 yenilenebilir enerji sağlayacak.
Bergstrom Automotive, Neenah, Wisconsin’de, tesis bünyesindeki doğal gaz jeneratörünün desteğiyle, güneş enerjisiyle çalışan şebekeden bağımsız mikro şebeke üniteleri uyguluyor. Sistem, elektrikli araçları şarj etmek için temiz bir enerji altyapısı çözümü sağlayacak.
Bu erken gelişmeler, mikro şebekelerin tam potansiyelinin yalnızca bir öncüsüdür.
Mikro Şebekeler Neden Önemlidir?
Eğer mikro şebekeler mevcut, yekpare şebeke sistemimizin minyatür versiyonlarıysa, sürdürülebilirlik çabamızda nasıl bu kadar farklılaştırıcı olabilirler? Bu, ademi merkeziyetçiliğe indirgeniyor. Geleneksel bir ızgara, birleştirilmiş tasarımı nedeniyle inanılmaz derecede verimsizdir. İşte bazı örnekler:
İletim sırasında enerji kaybı
Elektriğin iletim hatları üzerinden taşınması verimli bir uygulama değildir. Aslında Wikipedia’ya göre ABD’de üretilen enerjinin %5’i iletim sırasında kayboluyor. 2022’de ABD şebeke ölçeğindeki elektrik tesisleri 4,24 trilyon kilovatsaat (kWh) üretti. Ulusal ortalama elektrik ücretinin kWh başına 23 sent olması nedeniyle her yıl 48 milyar dolardan fazla enerjiyi çöpe atıyoruz.
Buna karşılık, mikro şebekeler enerjiyi yerel olarak üretir ve dağıtır. Uzun mesafelerde iletim yapılmasına gerek olmadığından enerji kaybı azaltılır.
Tek bir arıza noktası = sistem genelinde kesinti
Teknolojide en çevik ve duyarlı sistemler birleştirilebilir; bu, sistemlerin daha küçük, bağımsız bileşenlerden bir araya getirilmesine olanak tanıyan bir tasarım ilkesidir. Bu model esnektir ve kuruluşların daha büyük sistemi etkilemeden verimsiz unsurları kolayca kontrol altına almasına ve kaldırmasına olanak tanır.
Geleneksel ızgaralar monolitiktir. Her şey birbirine bağlı. Ve Teksas halkının 2021 kışında keşfettiği gibi, bireysel bileşenler arızalandığında şebeke de arızalanır.
Mikro şebekeler daha büyük bir sistemden bağımsızdır. Bir mikro şebeke arızalanırsa, daha büyük bir modeli besleyen birçok mikro şebekeden biri olsa bile etkisi yerel hizmet alanıyla sınırlıdır.
İşçi ve çevresel riskler
Geleneksel şebekeler yüzlerce, hatta binlerce kilometreyi kapsayan iletim hatlarıyla çok geniştir. Altyapının bakımını ve onarımını yapmak zorunda olan çalışanlar, tehlikeli işler yapmak için genellikle uzak konumlarda olmak üzere uzun mesafeler kat ederler. İzole alanlarda yüksekte çalışma nedeniyle yaralanmalar yaygındır.
Çevre, özellikle hatların düştüğü sert hava koşullarında da risklidir. Yerdeki bitki örtüsü ile yere düşen bir yüksek gerilim iletkeni arasındaki temas, mesafe nedeniyle tepki sürelerinin gecikmesine neden olacak şekilde sıklıkla bir yangına yol açacaktır. Son yıllarda Kaliforniya’daki trajik orman yangınlarından öğrenilen ölümcül bir ders.
Mikro şebekeler enerjiyi uzun mesafelere dağıtmaz. Bakım ve onarımlar yerel olarak yapılırken, çevre koşulları da anlık olarak yönetiliyor.
Herkes için bir gelecek
Sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak hizmet vermenin yanı sıra mikro şebekeler, herkesin elektriğe erişimini demokratikleştiriyor. Geleneksel altyapının genişletilmesinin maliyetin yüksek olduğu kırsal alanlar, enerjiyi yerel olarak ve uygun maliyetli bir şekilde üretebilecek.
Genellikle uzak ve göz ardı edilen yerli ve yerli topluluklar, elektrik üretimini ve tedarikini kendileri kontrol edebilecek. Dizel jeneratörlere (ve hiç bitmeyen dizel arzına) olan bağımlılık azalacak.
Mikro şebekelerin desteklediği bir gelecek için dikkate alınması gereken bazı ek bilgiler şunlardır:
Esnek: Mikro şebekeler tüm enerji kaynaklarıyla çalışır. Güneş ve rüzgar gibi daha yaygın seçeneklerin yanı sıra hidrojen ve gelgit gibi diğer kaynaklar da modeli destekliyor.
Güvenli: Arıza güvenliği ve yedeklilik önlemleri, enerjiye sürekli erişim sağlamak için birden fazla mikro şebekenin oluşturulmasıyla kolayca uygulanabilir.
Yedekleme stratejisi: Enerji beslemesi kesintili ise (örneğin bulutlu veya rüzgarsız koşullar), pillerde depolanan fazla enerji bağımsız bir yedekleme görevi görür.
Yardımcı hizmetlerin rolü
Merkezi olmayan bir şebekeyle kamu hizmetleri, enerji sağlayıcı rollerinden hizmet sağlayıcılara dönüşecek. Alan uzmanları olarak bu kuruluşların, enerji üretimi, depolaması ve dağıtımı konusundaki uzmanlıklarını kullanarak daha esnek bir iş modeli uygulamaları gerekmektedir.
Bazıları için bu değişiklikler halihazırda devam ediyor. Örneğin, IFS müşterisi Colorado Springs Utilities kısa süre önce Duke Energy ile El Paso County’de yeni bir güneş enerjisi tesisi inşa etmek için bir anlaşma imzaladı; böylece enerji maliyetlerini düşürürken aynı zamanda müşterilerine çeşitli ve daha temiz enerji çözümleri sağladı.
Mikro şebekelerin hızlı gelişimi sürdürülebilirliğe yönelik olumlu ve heyecan verici bir adım olsa da Colorado Springs’in kullanım durumu, geleneksel ve çağdaş şebeke modellerinin uyum içinde nasıl çalışması gerektiğinin mükemmel bir örneğidir. Değişim kesinlikle devam ediyor, ancak bir gecede gerçekleşmeyecek.
Bir sonraki büyük fikir
Mikro şebekeler, gezegenimize ve nihayetinde yaşamlarımıza nasıl güç vereceğimiz konusunda ileriye doğru atılmış muhteşem bir adımın habercisi olup, EUR endüstrisinin geleceğini doğrudan etkilemektedir. Bu büyüleyici bir konu.
KAYNAK: Johnston, C. (2023). Energy, Utilities, Resources: Fast Forward to the Future with Microgrids. IFS Blog. https://blog.ifs.com/2023/07/energy-utilities-resources-fast-forward-to-the-future-with-microgrids/
