Yük Yönetim Sistemleri

  • Konbuyu başlatan genç arkadaş
  • Başlangıç tarihi

genç arkadaş

Yönetici
Yönetici
Yönetici
Katılım
8 Mar 2007
Mesajlar
3,573
Puanları
106
Kürşat TANRIÖVEN - Kayseri ve Civarı Elk. T.A.Ş.

II. DÜNYA SAVAŞI ESNASINDA YIKILAN SANTRALLERİN YERİNE YENİLERİNİN YAPILMASI UZUNCA BİR SÜREÇ GEREKTİRDİĞİNDEN SANAYİ İÇİN GEREKLİ OLAN ENERJİNİN DİĞER MÜŞTERİLER TARAFINDAN KULLANILMAMASI VEYA KULLANIM ZAMANININ DEĞİŞTİRİLMESİ AMACIYLA YÜK YÖNETİM SİSTEMİ GELİŞTİRİLMİŞTİR. BU ÇALIŞMA İLE YÜK YÖNETİM SİSTEMLERİ ANLATILARAK DAĞITIM ŞİRKETLERİ VE ÜLKEMİZ İÇİN ÖNEMİ VURGULANACAKTIR.


Enerji, hayatın her formunda değişik bir biçimde kendini göstermektedir. Ülkemizde geçmişten bahseden kişilerin elektriğin olmadığı zamanları anlattıkları günler çok uzak değildir. Her köyün enerjilendirilmesi "Köy Elektrifikasyonu Programı" ile başlamış; 1980'li yıllardan bu yana kalkınmaya bağlı olarak elektriğin kullanımı ve tüketiminde önemli artışlar olmuştur. Yapılan tahmin çalışmalarında yakın bir gelecekte arzın talebi karşılayamayacağı görülmüş buna bağlı olarak dışa bağımlılığı daha da artırıcı doğalgaz çevrim santrallerine yönelim olmuştur.

Avrupa Birliği uyum yasaları kapsamında enerjinin özelleşmesi amacıyla yasal mevzuat hazırlanarak özel sektörün enerji yatırımlarına ilgisinin çekilmesine çalışılmıştır. Bütün bu çalışmalar yapılırken enerjinin tüketiminin verimli olmadığı görülerek enerji verimliliği çalışmaları başlamıştır. Dağıtım şirketleri, bölgelerinde enerji dağıtımı ve perakende satış ile iştigal ederken enerjinin son müşteriye, kaliteli, sürekli, ucuz olarak ulaştırılabilmesi için gerekli elektrik ve bilgi işlem altyapısını sağlamakla yükümlüdür. Artan enerji tüketimine bağlı olarak yetersiz kalan hat ve trafo kapasiteleri dağıtım şirketleri tarafından değiştirilmektedir. Müşterinin tüketimine bağlı olarak sürekli hat ve trafo kapasitesini artırmak geçici ve pahalı bir çözüm olmaktadır. Bu nedenle ülke genelinde yük yönetim sistemine önem verilmesi halinde özellikle puant saatlerde tüketimin azatlımı ile ilave kapasite artış yatırımı yapılmayacak, ülke genelinde yeni üretim tesisi yatırımı yapılmayacaktır.

Dünyanın birçok ülkesinde "Yük Yönetim Sistemleri" uygulanmakta olup bu sayede enerjinin etkin olarak kullanılması sağlanmaktadır.

1. GİRİŞ

Elektrik, herhangi bir yerde herhangi bir zamanda herhangi bir amaç için kullanılan ve kamuya mal olmuş bir üründür. Elektrik, doğası gereği büyük miktarlarda depolanamadığı için talep edildiği miktarda anında üretilmeli ve iletim hatları vasıtasıyla anında iletilmelidir. Bu özelliğinden dolayı elektrik santralleri maksimum demandı sağlayacak şekilde tesis edilmektedirler. Ancak gün içerisinde değişen talep, santrallerin özellikle yakıttan elektrik üreten santrallerin verimini etkilemektedir. Elektriğin birçok kaynaktan üretilmesi ve birçok uygulamada kullanılması, zaman içerisinde gelişmekte / gelişmiş ülkelerin elektrik enerjisine bağımlı olarak yaşamaya başlamalarına yol açmıştır. Bazı ülkeler, elektriğe o kadar bağımlı hale gelmiştir ki yaşanacak ufak bir elektrik kesintisi milyonlarca TL değerinde üretim kaybına yol açmaktadır. Yaşam için bu kadar önemi olan elektriğin geleceğinin ne olacağı konusunda birçok çalışma grubu, sempozyum ve çalıştaylarda elektriğin talep tahmini üzerine çalışma yapılmaktadır. Bu tahminlerden Uluslararası Enerji Ajansı tarafından hazırlanan senaryo çalışmasına göre (WEO2010) elektrik üretiminin, 2008'de 20,183 TWh'den ortalama yüzde 2.4'lük artışlarla 2020'de 28,032 TWh'ye, 2030'da 34,716 TWh'ye ve 2035'de de 38,423 TWh'ye yükselmesi beklenmektedir. Bu talep artışının sürdürülebilir koşullarda karşılanabilmesi için ise enerji sektöründe yaklaşık 33 trilyon ABD doları (2009 rakamlarıyla) değerinde yatırım yapılmasına ihtiyaç duyulduğu hesaplanmaktadır [1].

Türkiye için genel elektrik üretim görünüme kaynaklar açısından bakıldığında, 2010 yılı itibariyle toplam elektrik üretiminin yüzde 45.9u doğalgazdan, yüzde 18.4ü yerli kömürden, yüzde 24.5i hidrolik kaynaklardan, yüzde 6.9u ithal kömürden, yüzde 2.5i sıvı yakıtlardan, yüzde 1.35i rüzgardan ve yüzde 0.47si jeotermal ve biyogazdan sağlanmıştır [1]. 2019 yılında Türkiyede enerji talebinin ortalama 370 milyar kW-saat olacağı ön görülmektedir. Artan talebin sürekli olarak karşılanmaya çalışılması, beraberinde enerjide dışa bağımlı olmayı artırmakta ve küresel ısınmanın temel nedeni olan CO2 üretimin artmasına yol açmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından bile enerji üretebilmek için gerekli teçhizatın üretiminde enerji tüketilmekte ve CO2 salınımı gerçekleşmektedir.

II. Dünya Savaşı esnasında yıkılan enerji hatları ve güç santrallerinden dolayı Avrupa genelinde başlayan enerji krizi nedeniyle ülkeler değişik arayışlara girmişlerdir. Yıkılan santrallerin yerine yenilerinin yapılması uzunca bir süreç gerektirdiğinden sanayi için gerekli olan enerjinin diğer müşteriler tarafından kullanılmaması veya kullanım zamanının değiştirilmesi amacıyla yük yönetim sistemi geliştirilmiştir. Bu çalışma ile yük yönetim sistemleri anlatılarak dağıtım şirketleri ve ülkemiz için önemi vurgulanacaktır.

2. YÜK YÖNETİM SİSTEMİ
Yük yönetim sistemi, Dünya Bankası'nın tanımına göre: "Ekonomik teşvikler, doğrudan müdahaleler ve yeni teknolojiler ile yükleri kontrol etme çabalarıdır. Yükleri tepe değerlerden kaydırma ya da sadece yüksek değerlerden kurtulma, yeni kapasite eklemelerini gereksiz hale getirir ve yükü, yüksek maliyetli, verimsiz puant üretim birimlerinden daha ekonomik ve verimli taban yükü birimlerine aktarır." denilmektedir.
Daha basit bir tanım olarak elektrik yük yönetimi; müşteri ve / veya elektrik üreticisi tarafından yapılan üretim, iletim ve dağıtım sisteminin kapasitesini ve yük faktörünü artırmak amacıyla yük profilini değiştirmeye yönelik uygulamalardır [2].

Yük yönetim sisteminden beklenenler [3];

  • Sistem verimliliğinin artması - sistem yük faktörü ve üretim verimliliğinin artması,
  • Yeni üretim santralleri için finansal ihtiyacın düşmesi DMS yoluyla puant talep azaltımından kaynaklanan sermaye harcamalarının ertelenmesi,
  • Olumsuz çevresel etkileri en aza indirmek- verimli enerji üretim ve termal kaynaklardan enerji üretiminin indirilmesi ile sera gazı emisyonları azaltılması,
  • Müşterilere düşük maliyetli enerji dağıtımı- verimli enerji cihazları ve sistemleri sayesinde düşük müşteri faturası ve düşük enerji üretim maliyeti sağlanır.
  • Enerji kısıtlaması ve enerji kesintisi azalır- demandın azalması ile sistem güvenilirliği artması,
  • Güç kaynaklarının güvenilirliği ve kalitesi gelişir-dağıtım sisteminin demandının azalması sayesinde,
  • Yerel ekonomik kalkınmaya katkıda bulunma- sermayenin yeniden tahsisi ile diğer kalkınma projelerinde istihdam artar.

YÜK YÖNETİM SİSTEMLERİ UYGULAMALARI
1- Müşterilerin ikna edilmesi;
1a. Ülke genelinde medya, ilan, eğitim ve bilgilendirme toplantıları ile elektrik enerjisinin puant saatlerde kullanılmasının maliyeti, çevreye olan etkilerin belirtilmesi ile kullanıcının puant saatlerde elektrik tüketimini azaltmak,
1b. Özellikle talebin arzı karşılamadığı durumlarda elektrik idaresi tarafından elektrik kesintisinin puant saatlerde aşırı tüketimden kaynaklandığının belirtilmesi ile "enerji tüketimini azalt kesinti yaşama" anlaşması yoluyla ikna edilmesi,
2- Tüketicilerin kullanım alanındaki yüklerin doğrudan kontrol edilmesi,

3- Kullanım zamanına göre çoklu tarifeler ile ekonomik teşvikler üzerinden dolaylı yük kontrolü,
4- Doğrudan yük kontrolü ve zamana bağlı tarifeleri birleştiren paylaşımlı yük kontrolü,
Yük yönetimi, hizmet verilen tüm müşterileri ilgilendiren küresel bir politikadır. Fakat, uygulamada hedeflenen müşteriye uygun olmalıdır. Ayrım, sınıfa (konut, ticari, endüstriyel), büyüklüğe (abone olunan güç ya da tüketilen enerji), tüketim şekline vb göre yapılacaktır. Yük yönetimi nihayetinde tüm müşterileri etkileyecek olan bir kitle uygulama programıdır.

Yük yönetiminde asıl konu, müşterinin kabulüdür. Bu nedenle müşterilerin katılımını sağlamak için bazı mali teşvikler sağlanacaktır. Kullanım zamanı ve azami talep düzeyine göre tarife fiyatlandırma seçenekleri cazip olacak ve yük yönetimlerden elde edilen yararların bir kısmını yansıtacaktır.

3. YÜK YÖNETİM SİSTEMİNİN AŞAMALARI [4]

3.1. Yük Araştırma
Yük yönetim sisteminde bu adım müşteri tabanlı saatlik bazda tarife ve yük profilini şekillendiren sektörleri belirlemektir. Bu, aynı zamanda tarife sınıflarını ve türlerini, mevcut durumda sübvanse edilecek sektörleri belirlemeye imkan verir. Şekil 1'de yük araştırması gösterilmiştir.

3.2. Yük Şeklini Belirlemek
Yük araştırması tamamlandıktan sonra mevcut duruma bağlı olarak yük şekli tanımlanır. Belirli başlı yük şekilleri şunlardır;

3.2.1.Tepe Kırpma

Tepe kırpma, puant talep dönemlerinde hizmet yüklerinin azaltılmasına ifade eder. Bu ek üretim kapasitesi ihtiyacını ertelemek anlamına gelmektedir. .Net etkisi, hem puant talep ve toplam enerji tüketiminin azaltılmasıdır. Genellikle tepe kırpma için kullanılan yöntem, müşteri uygulamalarına doğrudan kontrol ile ya da son kullanım ekipmanı ile yapılır.

3.2.2.Vadi Doldurma


Vadi doldurma, düşük yüklenmelerde kurulan yük yönetim şeklidir. Bu durum genellikle ucuz yakıtın kullanıldığı atıl kapasite olması durumunda kullanılır. Bu durumun net etkisi toplam enerji tüketimini artırmaktır. Ama tepe yükte yükselme olmaz. Vadi doldurmanın en tipi örneği termik ısı depolama sistemleridir.

3.2.3. Yük Kaydırma


Yük kaydırma, tepe yükün diğer zamanlara kaydırılmasıdır. Net etkisi tepe yükün azaltılması esnasında enerji tüketiminin değişmemesidir. Tipik uygulaması çok zamanlı tarife teşvikleri ve depolama cihazlarının kullanımıdır.

3.2.4. Stratejik Tasarruf


Stratejik tasarruf, son kullanıcı tüketimindeki azalmayı göstermektedir. Hem tepe yükte hem de toplam enerji tüketiminde azalmayı gösterir. Örnek olarak bina enerji tasarruf sistemleri ve cihazlardaki verimin artması ile gösterilebilir.

3.2.5. Esnek Yük Şekli


Esnek yük şekli, gerektiğinde müşterinin enerjisini kesmek anlamına gelmektedir. Tepe yükte düşüşün yanında toplam enerji tüketiminde küçük değişiklikleri ifade etmektedir.


3.3. Program Uygulama Stratejileri Belirlenir
Bu adım, özellikle yüksek teşvikli sektörlerde, pik talep azaltmak için potansiyel hedef olabilir nihai kullanım uygulamaları belirleyecektir. Bu adım, aynı zamanda toplumsal olarak hem de çevresel faydalar analizi de dahil olmak üzere son kullanıcılar ve programlar için detaylı bir fayda-maliyet analizi gerçekleştirecektir.

3.4. Uygulama
Uygulama aşaması, belirli bir nihai kullanım uygulamaları için program tasarımı, programın reklam, faturaları ve ekler ve sanayi sektörü durumunda odaklı grup toplantıları gibi pazarlama yaklaşımları yoluyla hedef kitleye teşvik edecektir.

3.5. İzleme ve Değerlendirme

Bu adım, program tasarımı ve uygulanmasını takip edecek ve aynı programı tarafından önerilen yük yönetim sistemi amacı ile karşılaştırmak gerekecektir. Bu durumda detaylı bir fayda-maliyet analizi yapılacaktır.

4. YÜK YÖNETİM SİSTEMİ ÇÖZÜMLERİ
4.1 İletişimsiz Yerel Sistemler
Bu sistemler, genellikle belirlenen müşteri gruplarına ayrılmış düşük hacimli uygulamalar için kullanılmaktadır.

  • Zaman saatleri uzun yıllardır piyasada bulunmaktadır. Elektronik teknolojisinden yararlanan bu şalterler konutsal, ticari ve endüstriyel kullanımlar için doğrudan yük kontrolü ya da tarife değiştirme amaçlı günlük ya da haftalık tipte olabilir.
  • Enerji kontrolörleri ticari ve endüstriyel alanda daha özel uygulamalar için tasarlanmış daha karmaşık yapılardır.
  • Çok işlevli elektronik sayaçlar da piyasada bulunmaktadır, bunlar çeşitli uygulamalara (yük kontrolü, tarife değiştirme, maksimum güç kontrolü) ve her tipte kullanıcı için kapsamlı özelliklere (yük profili belirleme, kaçak kullanımı önleme otomatik cihaz okuma) olanak sağlamaktadır.

4.2 Tek Yönlü İletişim Sistemleri
Ölçüm aygıtları ile kombine ya da entegre olarak, tarife değiştirme ve yük kontrolü uygulamaları için iletişim araçları üzerinden merkezi ve esnek bir işletim şekli sağlarlar. Tek yönlü iletişim araçları PLC (Power Line Carrier-Kranportör), radyo frekansı olabilir ve sayısız müşteriye komutları ileten bir yayın sistemi olarak çalışır.

  • Radyo (LW ya da VHF) teknolojisi genelde iletim altyapısı olduğunda ve radyo frekansları yetkili mercilerce gönderildiğinde kullanılır.
  • Kranportör (PLC - "Ripple Control") teknolojisi çok güvenilir bir iletişim aracıdır. Bu yük yönetim sistemi çözümü son 50 yıldır çeşitli ülkelerde denenmiş ve kanıtlanmıştır. Sistem yapısı şekil 8'de gösterildiği üzere bir merkezi kontrolör, sinyal verici (OG ve YG trafo merkezleri düzeyinde) ve alıcılardan (tekli ya da ölçüm cihazlarına entegre) oluşmaktadır.
Çeşitli uygulamalar arasında doğrudan yük kontrolü ve tarife değiştirme çok yaygındır. Aşağıda değişik uygulamalar verilmektedir.


  • Elle ve / veya programlı doğrudan yük kontrollü klima cihazlarında,
  • Yük döngüsü (Örneğin yüzde 33'lük klima yükünün ortadan kaldırılması için 5 dk açık + 10 dk kapalı + 5 dk açık + .),
  • Acil durumlarda yük atma (örneğin düşük frekans rölesi),
  • Şebekedeki gerçek zamanlı enerji ölçümlerine göre dinamik yük talep kontrolü,
  • Her türden tarife değişimi (saatlik, günlük, hafta içi günleri/hafta sonları vs),
  • Müşterilerle sözleşme yapılması durumunda geçerli olan rastgele puant tarifesi,
  • Arızalarda bütün yüklerin otomatik olarak atılması ve arıza giderildiğinde yüklerin adım adım yeniden bağlanması,
  • Astronomik ve / veya alacakaranlık kontrollü cadde aydınlatması,
  • Sulama pompalarının kontrolü,
  • Müşteri hizmetleri (Örneğin, dükkan aydınlatma, güvenlik ışığı kontrolü),
  • Su ısıtıcılarının ve / veya ev ısıtma sistemlerinin döngüsel olarak kontrolü,

4.3 İki Yönlü İletişim Sistemleri


İki yönlü iletişim sistemleri farklı iletişim teknolojilerine dayalıdır ve hizmetlerin yukarıda belirtildiği gibi yük yönetim uygulamaları ile aynı şekilde merkezi ve esnek olarak yapılmasını sağlar. Buna ek olarak, iki yönlü iletişim becerisi tüm otomatik ölçüm cihazı okumalarının aktarılmasını ve kombinasyonunu sağlar. İki yönlü iletişim sistemleri smart grid uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

5. YÜK YÖNETİM SİSTEMİ UYGULAMALARI VE KAZANIMLAR

Fransa, ülke geneli yük faktörü düzeltimi

Fransa, II. Dünya Savaşı'ndan sonra zarar gören elektrik altyapısının ve üretim santrallerinin ayağa kaldırılması çalışmalarında sadece üretime değil aynı zamanda güç talebini geliştirecek uygulamalara yönelmiştir. 40 yıllık bir süreç içerisinde günlük yük faktörü, yüzde 60'tan yüzde 95'e çıkarılmıştır (Şekil 10) [4].
Nabibya'nın başkenti Windhoek şehrinde yapılan yük yönetim sistemi çalışmalarında; hükümet sadece su ısıtıcıları üzerinde kontrolün yapılmasını istemiştir. Yapılan çalışmada, 66 kV TM'den 22 bin müşteriye sinyal gönderen sistem ile 22 bin müşterinin su ısıtıcıları kontrol altına alınmıştır. Sistemin kurulması için 2.200.000 $ harcanmış, kazanım olarak 20 MVA'lık puant gücün azaltılması ile yıllık 2.000.000 $'luk santral kurulum maliyeti ve elektrik dağıtım sistemine 2.000.000 $'luk kapasite artış yatırımı yapılması engellenmiştir [5].
Güney Afrika Cumhuriyeti'nde yapılan yük yönetimi çalışmasında 132 kV TM'den 90 bin müşterinin cihazları üzerinde yük kontrolü yapılmış. Sistemin kurulması için 9.000.000 $ harcanmış, kazanım olarak 70 MVA'lık puant gücün azaltılması ile yıllık 20.000.000 $'luk santral kurulum maliyeti ve elektrik dağıtım sisteminin 10.000.000 $'luk kapasite artış yatırımının yapılması engellenmiştir.

6. SONUÇ
Türkiye'de artan enerji talebinin sadece ilave santral kurulumu, dağıtım, iletim hatlarının tesis edilmesi ile karşılanması mümkün değildir. Yük yönetimi konusunda vatandaşların bilinçlendirilmesi, tarife yapısının değiştirilerek çok zamanlı tarifenin desteklenmesi gerekmektedir.
Ayrıca, yük atmaya müsaade eden müşterilerin elektrik faturalarında indirim uygulanması gerekmektedir. Yük yönetim sistemi, akıllı Şebeke uygulamasının bir adımı olup diğer uygulamaların hayata geçirilmesinde altyapıyı sağlayacaktır.

KAYNAKLAR
[1] https://i.kontrolkalemi.com/10/Sektor_Raporu_EUAS.pdf EÜAŞ sektör raporu 2010, p:3
[2] Türk Fransız Semineri "Elektrik İletim ve Dağıtım Şebekelerinin Performanslarının İyileştirilmesi" 16-17 Eylül 1998 Ankara
[3] Leonardo ENERGY | The Global Community for Sustainable Energy Professionals
[4] https://i.kontrolkalemi.com/10/20070110DSMBestpractices.pdf
[5] https://i.kontrolkalemi.com/10/20070110DSMBestpractices.pdf
[6] "Elektrik Dağıtım ve Üretim Sistemlerinin AB Ülkelerindeki Uygulamalarının İncelenmesi ve Karşılaştırılması Projesi" dokümanları.

Alıntıdır: 3e Electrotech - Şubat 2012
 
Otomatik sigorta bulunduğu devreyi yüksek akım ve kısa devre akımlarından koruyan bir anahtarlama elamanıdır.
Elektrik tesisatlarında seçilecek kablo kesiti genellikle kullanılacak güce göre çekilecek akımın hesaplanması ile belirlenmelidir.

Benzer Konular

Forum istatistikleri

Konular
118,021
Mesajlar
831,929
Kullanıcılar
429,301
Son üye
ezgi3

Yeni konular

Üst