Merkezi Olmayan Dağıtık Enerji Üretimi Nedir?

Dünya hiç olmadığı kadar daha çok elektriğe bağlı durumdadır. Elektrik büyük güç santrallerinde üretilerek iletim hatlarıyla tüketiciye ulaştırılır. Geleneksel yakıt bazlı güç santralleri, kaynağa yakın bölgelere kurulur ve enerji nakil hatlarıyla üretilen elektrik tüketiciye ulaştırılır. Şuan günümüzde sürekli olarak tartışılan bir diğer enerji üretim şekli de dağıtık enerji üretimi veya merkezi olmayan enerji üretimidir. Bu yazımızda sizlere enerji üretiminde ve dağıtımında oldukça önemli olan dağıtım enerji üretimi konusunu derledik.

Yıllardır büyük güçlü geleneksel elektrik santralleri birincil enerji kaynakları olan kömür, fuel oil gibi kaynakların yoğun olduğu bölgelere kuruluyor. Elektrik bu kaynakların diğer bölgelere, yüksek gerilim ile kilometrelerce uzaklıktaki bölgelere enerji nakil hatlarıyla ciddi kayıplarla beraber iletiliyor. Dağıtık enerji üretimi de birçok yönden bu merkezi enerji üretiminden çok daha avantajlıdır.

Dağıtık Enerji Üretimi veya Merkezi Olmayan Enerji Üretimi Nedir?

Dağıtık enerji üretimi, düşük veya orta gerilim düzeyinde yani 0,4- 36 kV seviyesinde, tüketiciye yakın dağıtım hattına bağlı veya bağımsız olarak çalışan bir üretim şeklidir. Güneş ve rüzgar dağıtık enerji üretiminde kullanılan en önemli kaynaklardır. Enerji depolama sistemleri de dağıtık enerji üretimi olarak değerlendirilebilir.

Dağıtık enerji üretimi, en küçük watt güçlerinden 100 MW güce kadar olan santrallerdir. Bunda dolayı da dağıtım enerji üretimi santralleri 1-5 kW arası mikro ölçek, 5 kW – 5 MW arası küçük ölçek, 5 MW-50MW arası orta ölçek ve 50 MW’dan büyük santraller de büyük ölçek olarak değerlendirilir.

Dağıtık enerji üretimi için güneş, rüzgar, doğalgaz veya petrol gibi yakıtlar kullanılır. Evlerde veya işletmelerde kullanılan fotovoltaik güneş enerji santralleri dağıtık enerji üretimine güzel bir örnektir. Ayrıca, okullarda, hastahanelerde, otellerde ve sanayide kullanılan doğalgaz ile çalışan kojenerasyon güç sistemleri de merkezi olmayan dağıtım enerji üretimine örnek olarak verilebilir.

Dağıtık Enerji Üretimi Kaynakları ve Sistemleri

Dağtık enerji üretim teknolojileri 4 farklı başlıkta açıklanabilir. Bunlar,

• Mikrotürbinler
• Yakıt Pilleri
• Yenilenebilir Enerji Kaynakları
• Enerji Depolama Birimleri

Mikrotürbinler

Mikrotürbinler, doğalgaz, fuel-oil veya propan gibi yakıtlar ile çalışan düşük kapasitedeki gaz türbinleridir. Mikrotürbin sistemi ile yüksek sıcaklıktaki basınçlı gaz ile elektrik ve ısı üretimi sağlanır. Bu sistemler %80 ve üstü verimler çalışır ve düşük emisyon oranına sahiptir. İşletmeye alınması kolaydır ve az bakım gerektirir. Genellikle otel, hastahane, okul ve sanayi tesislerinde bu dağıtık enerji üretimi teknolojisi kullanılır. Yerinde elektrik üretimi yapıldığından dolayı tüketici bu elektriği direk kullanabilir.

Yakıt Pilleri

Bir takım kimyasal reaksiyonlar ile kimyasal enerjiden elektrik ve ısı enerjisi üreten teknolojiye yakıt pili denir. Elektrik üretim verimi %60 civarı olup, hemen hemen hiç emisyon açığa çıkarmaz. Yakıt pillerinin birçok çeşidi vardır ama genellikle hidrojen kullanılarak elektrik üretimi sağlanır. Yakıt pilleri direk tüketici tesisine kolay entegre edilebilmesinden dolayı mikrotürbinler gibi önemli bir dağıtık enerji üretim teknolojisidir.

Yenilenebilir Enerji Kaynakları

Dağıtık enerji üretimi denilince akla ilk gelen yenilenebilir enerji kaynakları ile güç üretimidir. Biyokütle, su, güneş, rüzgar ve jeotermal yenilenebilir enerji kaynaklarının başlıcalarıdır. Bu kaynaklardan biyokütle, jeotermal ve su ile merkezi olarak güç üretimi yapılırken, rüzgar ve güneş ile dağıtık enerji üretimi yapılır.

Güneş panelleri ile evimizin elektrik ihtiyacını karşılayabiliriz. Şebekeye bağlı on grid ve şebekeden bağımsız off grid fotovoltaik güneş enerji sistemleri ile dağıtık enerji üretimine en güzel örnektir. Evlerde veya ticari tesislerde kurulan güneş panelleriyle yerinde enerji üretimi yapılarak merkezi santrallere olan yük azalmaktadır.

Rüzgar enerji santralleri de kuruldukları bölgenin elektrik ihtiyacının karşılanmasını sağlayan önemli bir teknolojidir. Rüzgar çiftlikleri yerinde yüksek güç üretimi sağlayarak enerji üretiminin dağıtık olarak yapılmasını sağlayan teknolojilerden bir tanesidir. Rüzgar türbinlerinin elektrik üretimi rüzgarın hızlı, yüzey engellerinin ve sürtünmenin az olduğu yerlerde daha verimlidir.

Enerji Depolama Birimleri

Elektrik enerjisi, birçok enerji formuna dönüştürülerek depolanır. En yaygın ve portatif olarak kullanılabilen depolama teknolojisi bataryalardır. Bataryalar ile elektriğin kesildiği zamanlarda, güç ihtiyacı karşılanabilir. Batarya, inverter (DC-AC dönüştürücü) ve konverter (AC-DC dönüştürücü) ile depolama birimleri oluşturulup bir nevi jeneratör olarak kullanılmaktadır.

Depolama birimlerinin yenilenebilir enerji kaynakları ile entegrasyonu ile de daha sabit ve sürekli bir şekilde elektrik üretimi sağlanır. Örneğin şebekeden bağımsız akülü fotovoltaik sistemler ile yerinde elektrik üretilip depolandığından dolayı merkezi bir santralden üretilen elektriğe gerek kalmadan bir evin yaz kış elektrik ihtiyacı karşılanabilir.

Dağıtık Enerji Üretimi Sisteminin Avantajları

Dağıtık enerji üretiminin hem şebeke hem de tüketici konforu açısından birçok avantajı bulunmaktadır. Başlıca dağıtık enerji üretimi avantajları şunlardır:

• Yerinde elektrik üretimi yapıldığından enerji nakil hattında oluşan sorunlardan kullanıcı etkilenmez
• Merkezi güç santralinde, bakım ve onarım gibi nedenler ile oluşan kesintiler, dağıtım enerji üretim sistemine sahip kullanıcıları çok fazla etkilemez.
• Enerji güvenliğini sağlar. Herkesin kendi elektriğini ürettiğini düşünürseniz savaş durumunda elektrik hatlarına veya merkezi santrallere yapılacak saldırılar tüm ülkenin elektrik hattını çok fazla etkilemez.
• Elektrik üretim ve tüketim maliyetlerini düşürür.
• Çevreye daha az karbon salınımına sebep olur.
• Şebekenin yükü azalacağından, enerji iletimi ve dağıtımında yaşanabilecek aksaklıklar minimuma indirilir.

Dağıtık Enerji Üretim Sisteminin Dezavantajları

Dağıtık enerji üretiminin birçok avantajının yanında pektabi dez avantajları da bulunmaktadır. Dağıtık enerji üretimi dezavantajları şunlardır:

• Dağıtık enerji üretimi çoğunlukla güneş ve rüzgar santrallerine bağlıdır. Yani güneş ve rüzgar değişken olduğundan elektrik üretimi de bu kaynakların durumuna göre değişir.
• Merkezi santrallerin kapasite faktörü, merkezi olmayan dağıtık sistemlere göre daha fazladır.
• Merkezi santrallerde güç üretimi ve güç üretim sürekliliği fazladır.

Sonuç

Tüm enerji üretim sisteminin dağıtık enerjiye dönüşmesi tüm dünyada yakın zamanda imkansız gibi duruyor. Çünkü merkezi santrallerin ülkenin baz yükünü sürekli olarak karşıladığından, güneş ve rüzgar gibi değişken dağıtık sistemler olumsuz yanlarını merkezi santraller kapatıyor. Aslında merkezi ve merkezi olmayan dağıtık santrallerin beraber koordineli bir şekilde kullanılması gerekiyor.