Mikroşebekeler: Yerel enerji bağımsızlığına giden yol

Almanya’nın yenilenebilir bir enerji ekonomisine geçişi tüm hızıyla yol kat etmeye devam ediyor. Yenilenebilirlerin enerji karışımından aldıkları pay daha şimdiden yüzde 25’leri buldu. Almanya şayet 2050 yılında yenilenebilirlerin yüzde 80 pay aldığı enerji dönüşümü hedefini tutturmak istiyorsa o zaman şebekenin yenilenebilirlerden elde edilen enerjiyle çok daha fazla beslenmesi gerekecek. Gerçekten de Almanya’da azami yükte bugün gerekenden bile çok daha fazla miktarda elektriğin yenilenebilirlerden üretilmesi zorunlu olacak. Oysa bugün bile Almanya’daki kurulu yenilenebilirlerin kapasitesi bu ülkenin şebekesinin sınırlarını zorluyor. Elektrik üretiminin hava koşullarıyla dalgalandığı zamanlar bile dağıtık enerji sistemlerinin tüketicilere kesintisiz elektrik verebilmesini sağlamak için akıllı şebekelere ihtiyaç var. Günümüzdeki şebekelerin aksine bu gibi akıllı ağlar elektriği dağıtırken enerji tüketimiyle üretimini dengeleyebilir hale gelecek ve bunu son tüketici seviyesine kadar inerek yapabilecekler. Bu yaklaşımın verimliliğini onaylamak için 2011 ile 2013 yılları arasında Siemens liderliğinde bir araştırma grubu bu ülkenin IRENE (Yenilenebilir Enerji ve Elektrikli Mobilitenin Birleştirilmesi) projesinin bir parçası olarak güney Almanya’nın Allgäu bölgesindeki Wildpoldsried belediyesine akıllı bir şebeke kurdu ve onu test etti. Siemens’in IRENE araştırma ağındaki etkinliklerinde proje yöneticisi olarak çalışan Dr. Michael Metzger’in ifadelerine göre Wildpoldsried bu projenin başlaması için ideal bir yer: “Wildpoldsried 2010 yılında bile tükettiğinin yaklaşık iki katı kadar elektriği rüzgar, güneş ve biyokütle tesislerinde üretiyordu. Bir başka deyişle orası daha şimdiden bizim gelecekte Almanya genelinde görmeyi ümit ettiğimiz koşullara sahip.” 

Projeleri projeler takip ediyor

IRENE projesi 2013 sonunda büyük bir başarıyla tamamlandı. Akıllı şebeke burada yaşayan topluluğun enerji talebini bir inip bir çıkan elektrik arzıyla başarıyla dengeleyebileceğini ve böylece enerji istikrarını koruyabileceğini ispatladı. Diğer şeylerin yanı sıra bu aslında kontrol edilebilir iki dağıtım trafosu ve bir akü dolum kurulumu yardımıyla başarıldı. Bu topluluğun akıllı şebekesi aynı zamanda karmaşık bir ölçüm sistemi, teknoloji şaheseri bir iletişim altyapısı ve fotovoltaik ile biyogaz üniteleri gibi dağıtık, yenilenebilir enerji üretim sistemleriyle de donatılmıştı. Bu projeden hem araştırma ortakları hem de Wildpoldsried’ın insanları kazançlı çıktı. Özellikle de kurulan akıllı şebeke sayesinde onların bugün ürettiği enerji miktarı kendi tüketimlerinin 5 katından fazla bir hacme ulaştı. Bu miktar yerel azami yükü karşılamak için gerekli olandan bile dikkate değer oranda fazla. IRENE sayesinde proje ortakları Almanya’nın 2050 yılına yönelik enerji dönüşümü hedefini tutturmak için ikinci bir araştırma projesinin ideal teknik koşullarını yaratabildi. Yani 2014 yılında başlatılan ve 3 yıl sürdürülmesi planlanan IREN2 projesinin. RWTH Aachen Üniversitesi’nden Torsten Sowa, IREN2’nin arka planıyla ilgili olarak, “Şayet 2050 yılında enerjimizin 5’te 4’ünü konvansiyonel enerji tesislerinden değil de yenilenebilir kaynaklardan üretmek istiyorsak, teknolojinin mevcut haliyle biz halen çok büyük bir meydan okumayla yüzleşiyoruz” diyor ve ekliyor: “Çünkü yenilenebilirlerden faydalanan enerji sistemleri, birleştirilmiş ağlardaki voltajı korumak için tepki kuvveti yaratabilmek gibi bugünün sistem hizmetlerini sağlayabilecek kapasitede değil. Bir diğer ifadeyle 2050 yılı hedefimizi tutturmak istiyorsak yeni bir çözüme ihtiyacımız var.” 

Konvansiyonel enerji tesislerinin yerini doldurmak

İşte IREN2 burada devreye giriyor. Alman Ekonomik İlişkiler ve Enerji Bakanlığı tarafından fonlanan bu program 3 yıl boyunca sürdürülecek. Hedefinde ise Allgäu’da kurulan şebekeyi günümüzde konvansiyonel enerji tesislerinin sağladığı sistem hizmetlerini sunabilecek hale getirmek için dağıtık enerji üretimi tesislerinden ve akülü depolama cihazları gibi bileşenlerden, kombine ısı ve enerji tesislerinden, biyogaz ünitelerinden ve dizel jeneratörlerden faydalanmak yatıyor. IREN2 otonom ayrı ağların ve topolojik enerji tesislerinin optimum faaliyetlerini bilimsel olarak araştırma ve pratik olarak test etme şansını sunmuştu. Orada dağıtık elektrik santralleri olan enerji sistemlerinin ve ek bileşenlerin teknik ve ekonomik anlamda nasıl optimize edilebileceğini keşfetmek hedefiyle yeni ağ yapıları türleri ve onların yönetimi araştırılmıştı.

Araştırma sonuçlarından para kazanmak 

Siemens uzmanları şimdi bu sonuçlardan para kazanmak için Allgäuer Überlandwerk ile birlikte çalışmaya karar verdi. Allgäuer Überlandwerk sırf bu amaç için Egrid adında bir şirket kurdu. Siemens 2017 Mayıs ayında bu şirketin yüzde 49 oranında hissesini satın aldı. Bu ortak girişim, dağıtım ağları operatörlerine akıllı şebekelerin yaygınlaşmasının yenilenebilir enerji üretiminin payının artmasına nasıl katkıda bulunacağına dair tavsiyeler veriyor. Metzger bu ağın gereksiz yere büyütülmesinden kaçınılması zorunluluğuna dikkat çekerek, “Biz burada bakır yerine zeka sunarak yardımcı oluyoruz” diyor. Bu aslında Siemens uzmanlarının IRENE projesinden türettikleri optimize edilmiş dağıtım ağı planlama kriteri sayesinde başarılabiliyor. Bu gelişmenin ön planının iki yönü var: Merkezi olmayan üretim tesislerinden gelen büyük miktarlarda enerji bu ağa nasıl entegre edilebilir ve merkezi olmayan bir dağıtım ağı nasıl güvenilir bir şekilde kontrol edilebilir. Egrid’in ilk müşterileri arasında belediye altyapı hizmetleri şirketleri, belediyeler ve endüstri var. Enerji Yönetimi’nde Uluslararası Enerji Teknolojileri İş Segmenti Müdürü Michael Schneider, “Hepsi de gerçek dünyadan pratik birer çözüm olan bizim merkezi olmayan besleme ve depolama çözümlerinden kâr ediyor. Biz bu şekilde Allgäuer Überlandwerk ile birlikte yeni enerji politikasını aktif bir şekilde destekliyoruz” diyor. Egrid bir araştırma projesinden doğan sıradan bir ortak girişimden çok daha fazlası ve şimdi finansal anlamda kendini geri ödüyor, Egrid yeni enerji politikasının hayata geçirilmesine katkıda bulunacak.