Şebeke (Grid) Nedir?
Şebeke ya da grid, belirli bir bölge veya ülke çapında üretilen enerjinin tüketicilere ulaştırılmasını sağlayan bütünleşik bir ağdır.
Elektrik Şebekesi
Elektrik şebekesi, elektrik üretilen hidroelektrik, jeotermik, nükleer ya da güneş enerjisi santralleri gibi kaynaklardan enerji nakil hatlarının ve konut, sanayi tesisi gibi kullanıcılara elektriğin ulaştırılmasını sağlayan bütün bir üretim, iletim ve dağıtım hattının tamamıdır. Enerji santralleri, genellikle barajlar, santralde kullanılan yakıt merkezleri, güneş panelleri ya da rüzgâr türbinleri gibi üretim kaynaklarına yakın bölgelerde kurulur. Santrallerde üretilen elektrik enerjisinin gerilimi yükseltilir ve elektrik iletim şebekesine aktarılır.
İletim Şebekesi
Santrallerde üretilen elektriğin gerilimi, güç transformatörleri aracılığıyla yükseltilir ve iletim şebekesi vasıtasıyla yerleşim ve sanayi bölgelerinin yakınlarındaki dağıtım merkezlerine iletilir. İletim şebekesi; elektrik direkleri, iletkenler, trafolar ve benzeri ekipman ve tesislerin tamamından oluşur.
Dağıtım Şebekesi
İletim şebekesi tarafından kullanım bölgelerine ulaştırılan elektrik enerjisinin kullanıcılara dağıtılmasını sağlayan tüm sistemler, "dağıtım şebekesi" olarak adlandırılır. Konut ve sanayi bölgelerinde sokaklara döşenen elektrik hatları birleşerek kolları oluşturur, kolların bir araya gelmesiyle de bütün bir dağıtım şebekesi ortaya çıkar. Dağıtım şebekesi, elektrik hattına yakın veya uzaktaki tüm kullanıcılara aynı gerilimde elektrik enerjisi sağlamalıdır. Yüksek gerilim, elektrikle çalışan cihazların ömrünü kısaltır; düşük gerilim ise yine elektrikli aygıtların verimini düşürür. Bu sebeple, dağıtım şebekelerinde gerilimi ve frekansı sabit tutan üniteler mevcuttur.
Elektrikli aletlerde enerjiyi verimli kullanma konusunda bilgi almak için Enerji Verimliliği yazımızı okuyun.
Elektrik dağıtım şebekeleri, teknik altyapı ve dağıtım şekillerine göre açık şebekeler ve kapalı şebekeler olmak üzere iki gruba ayrılır. Açık ve kapalı şebekeler de dört farklı sistem ile elektriğin iletimi ve dağıtımını sağlar. Bunlar:
- Dallı şebeke,
- Halka (Ring) şebeke,
- Ağ (gözlü) şebeke,
- Enterkonnekte şebekedir.
Microgrid
Türkçede "mikro şebeke" veya "mikrogrid" olarak adlandırılan microgrid, sınırlı bir alanda üretim santralleri ile tüketim alanlarının birbirine entegre edilmesi ile oluşturulan küçük ölçekli şebeke sistemidir. Mikro şebeke, ana elektrik şebekesine bağlı olabileceği gibi, ada şeklinde bağımsız da olabilir. Güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimindeki payının artması ile yaygınlaşan microgrid sistemler, ana kara ile bağlantısı olmayan adalar ve yine yerleşim yerlerine uzak bölgelerdeki sanayi tesisleri ve askeri bölgelerde uzun yıllardır kullanılır. Güneş enerjisi hakkında detaylı bilgi için sayfamızı ziyaret edin.
Mikrogrid Kullanım Alanları
Mikro şebeke kullanım alanları aşağıdaki gibi sıralanabilir:
- Güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretimi yapılan ve şebekeye entegre edilen yerleşim alanları
- Ana elektrik şebekesinden uzak yerleşim yerleri, kırsal bölgeler ve ana karadan uzak adalar
- Askeri alanlar, kışla ve karakollar
- Büyük kampüs ve hastaneler
- Tarımsal üretim alanları
- Hibrit elektrik santralleri
Hibrit elektrik santralleri hakkında bilgilenmek için yazımızı okuyun.
Microgrid Nelerden Oluşur?
Mikro şebekeleri oluşturan dört temel unsur vardır;
Enerji üretimi: Microgrid sistemlerde genellikle güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından üretim sağlanır. Yaygın olmamakla birlikte; biyogaz, hidroelektrik ve jeotermal santrallerine entegre mikro şebekeler de vardır.
Depolama: Yenilenebilir enerji kaynaklarından günün her saatinde ya da yılın her döneminde aynı verim alınamaz. Örneğin; gece saatlerinde ya da kış mevsiminde güneş enerjisinden faydalanılamaz. Bu sebeple, üretimin yapıldığı saatlerde ya da dönemlerde depolama da gereklidir. Günümüzde, akülerin yanı sıra lityum-iyon ve lityum demir fosfat benzeri yüksek çevrimli depolama teknolojileri kullanılmaktadır.
Tüketim: Konutlar, sanayi kuruluşları, askeri tesisler ya da büyük hastane/kampüslerde enerji ihtiyacı farklıdır. Mikro şebekelerde tüketim ihtiyaçlarının belirlenmesi bu sebeple önemlidir. Yaklaşık enerji ihtiyacının bilinmesi, üretim ve depolama kapasitesinin doğru hesaplanmasını sağlar.
Elektrik tüketiminde tasarruf uygulamaları için Enerji Tasarrufu sayfamıza göz atın.
Genel şebekeye bağlantı: Mikro şebekeler, ana şebekeden bağımsız, ada şeklinde olabileceği gibi ana şebekeye bağlı olarak da tasarlanabilir. Mikrogridin ana şebekeye bağlı olması, anlık talep artışlarında ya da şebeke kesintilerinde de enerji ihtiyacının karşılanabilmesini sağlar.
Mikrogrid Türleri
Kullanım alanına göre mikro şebeke çeşitleri şu şekildedir:
- Kampüslerdeki ve kurumsal mikro şebekeler
- Topluluk mikro şebekeleri
- Uzak şebekeden bağımsız mikro şebekeler
- Askeri üs mikro şebekeleri
- Ticari ve endüstriyel mikro şebekeler
Microgrid Avantajları
Mikro şebekelerin beraberinde getirdiği avantajlar şöyle sıralanabilir:
- Yenilenebilir, temiz enerji kaynaklardan üretilen elektriği kullanır.
- Verimi yüksek, maliyeti düşüktür.
- Ana şebekedeki kesintilerden etkilenmez.
- Merkezi şebekenin anlık olarak değişen taleplerini karşılar.
- İletim ve dağıtım hatlarındaki kayıpların önüne geçer.
- Doğal afet gibi yıkıcı durumlarda enerjide kesilme olmaz.
Mikrogrid Dezavantajları
Mikrogrid'in aşağıdaki gibi özetlenebilecek bazı dezavantajları da vardır:
- Üretilen enerjinin depolanma ihtiyacı, yatırım ve bakım maliyeti doğurur.
- Yenilenebilir enerji kaynakları, mevsim şartları ve hava koşullarından etkilenir.
- Ana şebekeden bağımsız, bir modelleme ve kontrol mekanizması kurulması gerekir.
- Akımın iki yönlü olması, yüksek maliyetli bir koruma devresi gerektirir.
- Şebeke içindeki AC dağıtım hatlarında anlık dalgalanmaların kontrolü zordur.