docGelecek Trendler
download 
Şikayet Transkript
Gelecek Trendler
179_CP_01 12/27/13 6:51 PM Page 1 & Gelecek Trendler Yenilikçilik ve gelecek araşt›rmalar› dergisi l Ocak 2014 www.siemens.com.tr Bitişikteki şehir Viyana, binalar ile enerji arzının birbirine ortaya sinerjik etkiler çıkaracak şekilde entegre edildiği bir şehir kurmayı planlıyor. Tümleşik şebekeler neler vaad ediyor? Erlangen’deki Siemens araştırmacıları, geleceğin akıllı şebekelerini geliştirmekle meşgul. Arz ile talebi dengelemek Siemens mühendisleri, AB’nin Akıllı Enerji için Geleceğin İnterneti projesinde, enerji dönüşümünü destekleyecek ve akıllı bir şebeke kurulumunu kolaylaştıracak bir veri ağı tasarlıyor. 180_CP_01 12/27/13 10:26 PM Page 2 2 GELECEK&TRENDLER Yeni yerel yönetim liderleri Editör - İçindekiler ürkiye’deki yerel yönetimler için yeni bir döneme doğru gidiyoruz. 30 T Mart 2014’te yerel seçimler var. Büyük şehirlerden ilçelere kadar onlarca yerleşim bölgesi yeni dönem için kendilerini yönetecek liderleri seçecek. Yeni dönemde yerel yöneticilerin yol, su ve kaldırım yapmaktan daha önemli görevleri va. Dünya almış başını giderken, bütün işini kaldırım yenileme olarak gören belediye başkanları tarih olmak zorunda. Bu bölümde yer alan yazılara, özellikle de Viyana ile ilgili olana bir bakın. İnovasyon endeksinde üst sıralarda yer alan, karbon ayak izini sıfırlama yolculuğuna çıkan bir şehirden söz ediyoruz. Birleşmiş Milletler Yaşanabilir Şehirler Endeksi’nde zaten 1 numara olan ve Gezegendeki Top 10 Akıllı Şehir sıralamasında zirvede bulunan Viyana, geleceğini yeniden şekillendirmenin yollarını arıyor. Viyana’nın enerji, araştırma, teknoloji ve inovasyondan sorumlu belediye hizmetleri kuruluşu olan Wiener Stadtwerke Holding AG’nin Yönetim Kurulu Üyesi Marc H. Hall, “Gelecekte enerji gereksinimlerimizin neler olabileceğine dair bir bakış açımız olsun istiyoruz. Bu aslında tamamıyla akıllı enerji yönetimi ve akıllı ev çözümleriyle ilgili ve merkezi ısıtma gibi konvansiyonel çözümlerin yeni ve merkezi olmayan çözümlerle nasıl harmanlanabileceğine ilişkin bir konu” diyerek kendi ajandalarının ne kadar farklı olduğunu ortaya koyuyor. Bence yerel yöneticilerin, özellikle yeni seçileceklerin bu tür örnekleri incelemeleri, iyi örnekleri kendilerine uyarlamaları gerekir diye düşünüyorum. M. Rauf Ateş Saygılarımla... İÇİNDEKİLER Bitişikteki şehir ..................................................................................................3 Arz ile talebi dengelemek ..................................................................6 Tümleşik şebekeler neler vaad ediyor? ..............................8 Yay›nc› Do+an Burda Dergi Yay›nc›l›k ve Pazarlama A.( *cra Kurulu Ba)kanı Mehmet Y. Y›lmaz Yay›n Direktörü (Sorumlu) M. Rauf AteE Yayın Yönetmeni Sedef Seçkin Büyük Yaz›i)leri Müdürü Haber Müdürü Ebru F›rat Deyma Öncel BayAksel Görsel Yönetmen A. BertuB Pat›r Yayın Kurulu (Alfabetik sArayla) M. Rauf AteE, Özlem AydAn AyvacA, Hüseyin Gelis, Sedef Seçkin Marka Müdürü Gökçe Aykaç Mutlu Ankara Temsilcisi Erdal CpekeEen Tel: 0 312 207 00 95 Yönetim Genel Yayn Koordinatörü YeEim Denizel Projeler Direktörü (Tüzel Kii Temsilcisi) Ferit ÖzkaEAkçA Sat Direktörü Orhan TaEkAn Finans Direktörü Didem Kurucu Üretim Direktörü Servet KavasoBlu Yönetim Yeri Trump Towers, Kule 2, Kat: 21-24, 34387, DiEli-CSTANBUL Tel: 0 212 410 32 28 Faks: 0 212 410 32 27 [email protected] Reklam Grup Ba)kan› Viki Habif Grup Ba)kan Yard›mc›s› Nil Ertan Teknik Müdür Nusret K›r›ml›oBlu Tel: 0 212 336 53 60 (3 hat) Faks: 0 212 336 53 90 Rezervasyon Tel: 0 212 336 53 00-57-59 Faks: 0 212 336 53 92-93 Ankara Reklam Tel: 0 312 207 00 72-73 DB Okur Hizmetleri hatt› Tel: 0212 478 03 00 [email protected] DB Abone Hizmetleri hatt› Tel: 0212 478 03 00 Faks: 0212 410 35 12-13 [email protected] 181_182_183_184_185_186_187_188_CP_01 Tümleşik sistemler l 12/27/13 10:27 PM Page 3 Kentsel enerji verimliliği Aspen projesi, geleceğin şehirlerini olağanüstü enerji tasarruflu kılabilecek teknolojileri denemek için tasarlanıyor. Bitişikteki şehir Viyana, binalar ile enerji arzının birbirine ortaya sinerjik etkiler çıkaracak şekilde entegre edildiği bir şehir kurmayı planlıyor. Vizyonu ise yarının şehri için gerekli enerji tasarrufu teknolojilerinin optimumlaştırılabileceği dünya klasmanında canlı bir laboratuvar. Şehirler için eyleme geçirilebilir enerji bilgileri Gerçek dünya araştırmaları Kaynak: Wien Energie / Siemens Aspern’in elektrik altyapısı yoğun araştırmalara konu oluyor. Gerçekzamanlı, gerçek dünya laboratuvarlarının içinde çoklukullanımlı bir bina, bir apartman binası, ve bir eğitim yerleşkesi bulunuyor. Binalar ve merkezi olmayan yenilenebilir enerji üretimi Akıllı sayaçlar, akıllı şebekeler Belediye veri merkezi Kullanıcı PC/Diz üstü Tablet PC Bu şehrin kontrol merkezinde bu karmaşık sistemin bütün bileşenleri birbirine bağlanıyor: enerji üretimi, dağıtımı, depolanması ve kullanımı. Akıllı telefon Kullanıcılarla optimum ağlar kurulması sayesinde sistemin tamamı çok daha akıllı çalışıyor. Çıktı Düşük-voltajlı Şebekeler Bu araştırmanın sonuçları yeni akıllı pazar modellerinin temelini oluşturuyor. Bu analizin kilit öğeleri enerji verimliliği, CO2 seviyelerinin azaltılması ve kullanıcı-dostluğu. Aspern dünyanın dört bir yanındaki şehirler açısından çok önemli olabilir, çünkü içinde iklim değişikliğinin de olduğu savaş kazanılacaksa, burada mücadeleye dünyadaki toplam enerjinin yüzde 75’inin tüketildiği ve sera gazlarının yüzde 85’inin üretildiği şehirlerde başlanılacak demektir. “Aspern yani Viyana’nın Kentsel Göl Kenarı” olarak bilinen bu 240 hektarlık laboratuvar sahası günümüzde Avrupa’nın en büyük geliştirme projelerinden biridir. Her ne kadar şimdilik orada bir metro istasyonu ile İş modelleri Ürünler Uygulamalar tamamlanmış bir binadan fazla pek bir şey yoksa da 2015 yılı başı itibariyle 3,420 tane apartman dairesinin, bir okul yerleşkesinin ve yatakhanelerinin bir kısmının bitirilmiş olması bekleniyor. Ve, 2028 yılı itibariyle ise Aspern’in 8,500 adet apartman dairesi, 20,000 kişiye iş imkanı, ticari bir yerleşke ve bir araştırma merkezine sahip olması planlanıyor ve bunların tümü Viyana şehir merkezine 25 dakikalık metro yolculuğu mesafesinde olacak. Aspern sıradan devasa konut geliştirme projelerinden biri değil. Onu dünyanın dört bir yanındaki düzinelerce büyük diğer projelerden ayrıştıran, Viyana Şehri, bu şehrin altyapı hizmetleri şirketi (Wien Energie) ve bu projede yer alan tek endüstriyel ortak olan Siemens arasında imzaları atılmış beş yıllık ve yaklaşık 40 milyon € değerindeki ortak girişim (JV). Aslında CT’nin Araştırma ve Teknoloji Merkezi Başkanı Dr. Wofgang Heuring’e göre Siemens Kurumsal Teknolojiler (CT) ve bu şirketin Siemens’in Altyapılar ve Şehirler Sektörü’ndeki Akıllı Şebekeler ve Bina Teknolojileri Bölümü ile birlikte hazırladığı koordine bir araştırma planıyla bu şehrin “canlı bir laboratuvar”a dönüştürülmesi tasarlanıyor. Heuring, “Aspern enerji verimliliğini ve sürdürülebilir kentsel gelişmeyi destekleyen teknolojilerin entegrasyonu için bir sınama ortamı işlevi görüyor. Bu teknolojilerin birbirlerine nasıl entegre edilebileceklerini bizzat sahada görmek Siemens ve bizim dört araştırma ve geliştirme faaliyetimiz için olağanüstü önemli” diyor. Viyana şehri için bir yandan çevresel ayakizini azaltmaya ve diğer yandan da yaşam kalitesi arttırmaya odaklanmış olmak da başta gelen önceliklerden biri. Viyana’nın enerji, araştırma, teknoloji ve inovasyondan sorumlu belediye hizmetleri kuruluşu olan Wiener Stadtwerke Holding AG’nin Yönetim Kurulu Üyesi Marc H. Hall, “Gelecekte enerji gereksinimlerimizin neler olabileceğine dair bir bakış açımız olsun istiyoruz. Bu aslında tamamiyle akıllı enerji yönetimi ve akıllı ev çözümleriyle ilgili ve merkezi ısıtma gibi konvansiyonel çözümlerin yeni ve merkezi olmayan çözümlerle nasıl harmanlanabileceğine ilişkin bir konu” diyor. BM’in Yaşanabilir Şehirler Endeksi’nde zaten 1 Numara olan ve “Gezegendeki Top 10 Akıllı Şehir” sıralamasında da zirvede yer alan Viyana kendi çevresel ayakizini nasıl daha fazla azaltabileceğini öğrenmek istiyor. Ancak bu hedefin anlamlı bir şekilde tutturulabilmesi için iyileştirmelerin zaman içinde ölçülmesine giden yolda ilk adım olan, kendi enerji verimliliğinin mevcut seviyesini tarafsız olarak tespit etmesi gerekiyor. CT’nin Sürdürülebilir Şehirler Teknoloji İnovasyon Proje’sinin başındaki Dr. Bernd Wachmann, “Bunu yapabilmek için silolar arasında dağıtılmış veriler sorununa bir çözüm bulmak zorundasınız. Bina otomasyon sistemlerinden gelen farklı türden verileri toplamalı, onları mevcut ve tahmini hava durumu bilgileriyle harmanlamalı ve ardından hepsini entegre Gelecek&Trendler l Ocak 2014 3 181_182_183_184_185_186_187_188_CP_01 Tümleşik sistemler l 12/27/13 10:27 PM Page 4 Kentsel enerji verimliliği etmelisiniz. Ardından bu veri kümesine dayalı anında öngörüsel kavramlar, optimizasyon ve karar destek süreçleri yaratmak mümkün olabilir” diyor. Kentler ve kentliler: Sistemlerin entegrasyonundan kârlı çıkanlar Ayrık hizmetlerden gelen veriler birleştirildikçe şehirler ve içinde yaşayan sakinlerinin yaşamları nasıl değişecek? Cevap: yavaş yavaş ama çok ciddi bir şekilde. Viyana’nın Aspern topluluğundan 100 daireli hipotetik bir apartman binasını ele alalım. Burada her bir dairenin enerji maliyetini ve CO2 salımını en aza indirgemek için çeşitli kaynaklardan gelen veriler bir araya getirilecekler. Örneğin güneş batmadan ve karlı bir kış öğleden sonrası gelmeden çok önce yeraltı suyunda depolanmış sıcaklık, bir aküler kümesinde saklanan elektrik ile çalışan bir ısı pompası aracılığıyla bina içinde dolaştırılabilir. Ve bu aküler, günün erken saatlerinde binanın çatısındaki fotovoltaj sistemiyle şarj edilebilir. Üstelik bü süreç baştan aşağıya ısı tahminlerine, doluluk sensörlerine ve tarihi verilere dayanan bir bina otomasyon sistemi tarafından koordine ediliyor olabilir. Bu binadaki konut birimleri, binanın kollektif talebi bağlamında bireysel enerji talebini en aza indirgemek için tasarlanmış ve Siemens’de araştırma konusu olan teşvik programlarına katılıyor olabilirler. Zaman içinde hipotetik binamız tıpkı diğer düzinelerce tesis gibi kendi kollektif enerji talebini nasıl düşürebileceğini öğrenir ve düşük voltajlı şebekeyle bilgi paylaşır hale gelebilir. Siemens’den Aspern ortak girişiminin başkanı Gerald Murauer, “Elde edilen bilgilerden, dünyanın dört bir yanındaki şehirlerin kârlı çıkmasını sağlayacak çevreci enerji ve ilgili teknolojik bilgi birikimi bazında temettüler üretmesi bekleniyor” diyor. Aslında bu yeni şehrin kilit kısmı ve en önce yapılan binası, genç şirketlere ev sahipliği yapmak üzere tasarlanmış bir Enerji Artı tesisi olan “AspernIQ Teknoloji Merkezi’dir. Murauer, “Biz Aspern’de üretilen bilginin geniş bir yelpazede yer alan akıllı şehir şirketleri için bir füze rampası işlevi görmesini ümit ediyoruz” diye ekliyor. 4 Gelecek&Trendler l Ocak 2014 Binalar konuşmaya başladığında. İşte Siemens’in Aspern içinde kelimenin tam anlamıyla hedeflediği de bundan ibaret. Bu şirket, içinde akıllı binalarda enerji yönetimi teknolojileri, düşük voltajlı şebeke çözümleri yani trafolardan tek tek binalara ve dairelere doğru elektrik dağıtım sistemleri ve Belediye Veri Merkezi’nin kurulumunu da kapsayan “büyük veriler” yönetimi çözümlerinin olduğu üç ayaklı bir paketi birleştiriyor. Diğer büyük kentsel geliştirme projelerinin aksine Aspern’de bu sistemlerin bütün bileşenleri, üreticileri kim olursa olsun, veri paylaşma özelliğine sahip olmak zorunda. Aspern’in kendisi kadar özgün bir satınalma sürecine işte bu özellik damgasını vuruyor. Siemens Bina Teknolojileri’nin Avrupa’daki pilot projelerinin stratejik koordinasyonundan sorumlu Vesna Mikulovic, “Eğer modası geçmiş ihale sistemleriyle akıllı bir şehir kurmaya kalkarsanız hizmetleri entegre etmeyi asla başaramazsınız. O zaman birbirleriyle konuşamayan ucuz bileşenler satın almak zorunda kalırsınız. Bizim Aspern’de yapmaya çalıştığımız ise silolaştırılmış bir yaklaşım yerine hizmetlerin entegrasyonuna dayalı yeni iş kuralları yaratmak. Kısacası, bizim büyük kentsel projelerde karşılaştığımız en önemli meydan okuma entegrasyon” diyor. Ancak bu meydan okumanın üstesinden gelmenin de, en azından başlangıç sermayesi harcamaları bazında, bir maliyeti var. Zaten Aspern JV’nin konvansiyonel ve çok sayıda yenilenebilir enerji sistemlerinin kurulumunu da kapsayan akıllı bileşenler arasındaki fiyat farkının ve bu gibi sistemlerin Aspern binalarının sadece örnek bir bölümünde kurulmasının nedeni de işte bu. Enerji kullanımının optimizasyonu hakkında öğrenilebileceklerin maksimumlaştırılması için JV, fotovoltaj panellerden ve ısı pompalarından çeşitli enerji depolama çözümlerine kadar değişen geniş ve farklı teknolojiler “karışımları”nın kurulumunu destekleyecek. Yerel enerji üretimi, kullanımı ve depolanmasının entegrasyonu ve koordineli kontrolü, enerji kullanımını minimumlaştırmak ve maliyet etkinliğini maksimumlaştırmak üzere tasarlanmış bir enerji yönetim sistemi tarafından yapılacak. Isıtma sistemleri ile bu gibi binalarda, otomasyon sistemlerinde ve hatta bazı du- 181_182_183_184_185_186_187_188_CP_01 12/27/13 10:27 PM Page 5 Tümleşik sistemler rumlarda elektrikli ev aletlerindeki diğer büyük enerji kullanıcılarına, enerji kullanımlarını ve verimliliklerini takip etmek için sensörler takılacak. Kira ve satın alma sözleşmelerinde bina sakinlerinin izinleri alınarak, binanın yük tahmini gibi bazı seçilmiş bilgiler enerji altyapı şirketleriyle standart çift-yönlü iletişim bazında paylaşılacak. Bunun dışında Aspern’in düşük voltaj şebekesi baştan aşağıya yepyeni olacağından JV’ye onu gerçek zamanlı ölçümlerle sürekli takip etmek için sensörlerle donatmak gibi eşsiz bir imkan sunacak. Son olarak da elde edilen bütün veriler Belediye Veri Merkezi’ne akacak. CT’nin Aspern projelerini koordine edecek Akıllı Şehirler’de Üst Düzey Yönetici olan Dr. Monika Sturm, “Neticede, en verimli teknoloji karışımlarını ve onların son-kullanıcının davranışları üzerindeki etkilerini analiz ederek, biz bu gelişmiş BT altyapıları kombinasyonunun bizim altta yatan sistemler ile kendi optimizasyon hedeflerimiz arasındaki korelasyonu anlamamıza yardımcı olacağını ümit ediyoruz” diyor. Ancak aradaki bu ilişkileri anlamış olmak ise yorumlamak anlamında çok ciddi meydan okumaları gündeme getirecek. Düşük voltajlı şebekenin izlenmesinin aslında yeni bir araştırma alanı olduğuna dikkat çeken Sturm, “Bilginin ne anlama geldiğini öğrenmek zorunda kalacağız. İlk binalar apartman sakinleriyle dolduğunda ve sistemleri çalışmaya başladığında, biz derhal hem şebekeyi hem de binaları etkileyen değişkenler ve faktörler arasındaki ilişkileri anlamak için onların ürettikleri verileri değerlendirmeye başlayacağız” diyor. Bunun için de bu yeni verileri anlamlandırma kapasitesine sahip özel algoritmaların geliştirilmesi gerekecek. Sturm, “Biz bütün bu kaynakların farklı karışımlarda nasıl çalışacaklarını ve değişen hava koşullarının şebekeyi ve binaları nasıl etkileyeceğini bilmek zorundayız. Bu araştırma patikası bizi tahmin optimizasyonu istikametine ve hatta enerji verimliliğinde daha üst seviyelere doğru götürecek” diyor. Yerel enerji üretimi. Aspern’in “canlı laboratuvar” konseptinin sayısız eşsiz özelliklerinden biri de onun elektrik şebekesinin maliyet etkinliğinin klasik bir talep-tepki sistemine dayanmaması. Akıllı bina teknolojilerinde uzman olan Mikulovic, “Biz burada üretilen yerel enerjinin depolanmasıyla mümkün olduğunca fazla yerel enerji üretimi ile kullanımını hedefliyoruz. Nitekim, gö- rüldüğü üzere, bir sonraki aşama akıllı düşük voltajlı şebeke ile etkileşime girmek. O aşamada ise binalar ile şebeke arasındaki koordinasyon çok daha kolaylaşacak” diyor. Mikulovic binaların içinde Aspern’in ortak girişimi tarafından sağlanan enerji tasarruflu teknolojilerle donatılmış bir bina yönetim sisteminin, fotovoltaj veya güneş-termal sistemlerden elde edilen enerjinin binadaki ısı pompalarına akışını koordine edeceğini söylüyor. “Bunu başarabilmek için tahmin, üretim ve depolama yönetimine ihtiyacınız olur. Bunların hepsi alt alta toplandığında, bina seviyesinde ortaya devasa bir veri entegrasyonu meydan okuması çıkar çün- l Kentsel enerji verimliliği kü burada farklı enerji üretimi karışımları seçenekleri analiz edilir” diye ekliyor. CT’nin Akıllı Şebekeler Çekirdek Teknoloji Girişimi proje yöneticisi Robert Simon, “Aspern, Akıllı Şebekeler için çok önemli bir mihenk taşı olacak. Bizim Akıllı Şebeke yaklaşımımız işe enerji şebekeleriyle başlar yani binalar ile üretim tesislerini şebeke içinde entegre eder ve nihayetinde bu resimde çokmodüllü enerji sistemlerinin rolünü arttırmayı hedefler. Bu yüzden Aspern, bizim yeni geliştirmelerimizi gerçek dünyaya taşımak ve yeni pazaryeri gereksinimlerini öngörmemiz için en ideal yer” diyor. Arthur F. Pease Hava Harp Okulu enerji maliyetlerini kısıyor Birleşik Devletler Enerji Bilgileri Yönetimi’nin en son yaptığı araştırmalara göre, global enerji kullanımının 2035 yılına kadar yüzde 50’nin üzerinde artması bekleniyor. Bu eğilime karşı proaktif bir çözüm bulmak için Siemens Kurumsal Teknolojiler, Boeing Enerji ile stratejik bir ittifak çerçevesinde Siemens’in gelişmiş bina kontrol ve enerji yönetimi teknolojilerini kullanarak binalarda yüzde 40 oranında enerji tasarrufu ve azami yükte de yüzde 25 oranında azalma sağlaması beklenen bir çözüm sunuyor. Siemens ve Boeing, Berkeley’deki California Üniversitesi ve KEMA Services Inc. ile birlikte Colorado’daki ABD Hava Harp Okulu’nda Siemens’in Akıllı Bina Yönetim Sistemi’nin kurulumunu koordine etmeye çalışıyorlar. Bu sistem maksimum toplam enerji tasarrufu sağlamak için tek tek kontrol edilen binaların ve bina alt-sistemlerinin pürüzsüz bir şekilde entegre edilmeleri için tasarlanmış. New Jersey, Princeton’daki Kurumsal Teknolojiler’in Otomasyon Kontrol Teknolojileri Alanı’nda bir araştırma grubunun başkanı olan Dr. Yan Lu, “Siemens’in Akıllı Bina Yönetim Sistemi enerji tüketicilerine ve tedarikçilerine pazardaki mevcut sistemlere kıyasla çok daha entegre bir çözüm sunuyor. Eskiden farklı satıcılar tarafından sunulan hizmetler artık bir yerleşkenin tamamı için optimum ve dinamik enerji tasarrufu çözümleri sunabilen tek bir modern sistemde konsolide edilebiliyor” diyor. Bu Akıllı Bina Yönetim Sistemi, çeşitli alt-sistemleri ve binaları tek bir kapsayıcı enerji izleme ve kontrol sistemi içinde entegre ederek ve gerek harici gerek dahili ortamlardaki değişikliklere tepki vererek bir bina veya binalar kümesi adına enerji yönetimiyle ilgili kararlar verebiliyor. Orkestra şefi Enerji fiyatı Her ne kadar çoğu sistem statik Hava durumu programlanmaya ve kurulumlara bel Çizelge Mikroşebeke bağlıyor olsa da, Akıllı Bina Yönetim DRAS** Sistemi hava koşullarındaki ve doluluk seviyelerindeki değişikliklere uyum Bütüncül, sağlayarak çok daha fazla enerji tasarrufu pazar-odaklı sağlayan inovasyoncu ve dinamik karar optimizasyon verme süreçlerinden faydalanıyor. Ayrıca dinamik enerji fiyatlandırmasına tepki Üretim vererek de ekstra tasarruflar sağlanması Yükler mümkün. Şu anda hem derin enerji HVA* verimliliği hem de mikroşebeke-seviyesinde Aydınlatma talep-tepki demoları test edilme * Isıtma, havalandırma, iklimlendirme ** Talep tepki otomasyon sistemi aşamasındalar. Arthur F. Pease Etkin bina yönetim sistemleri Gelecek&Trendler l Ocak 2014 5 181_182_183_184_185_186_187_188_CP_01 Tümleşik sistemler l 12/27/13 Elektrik şebekeleri 10:27 PM Page 6 Siemens ve ortakları akıllı şebekelerin Internet teknolojileri ile nasıl kaynaştırılabileceklerini araştırıyor. Arz ile talebi dengelemek Siemens mühendisleri, AB’nin Akıllı Enerji için Geleceğin İnterneti projesinde, enerji dönüşümünü destekleyecek ve akıllı bir şebeke kurulumunu kolaylaştıracak bir veri ağı tasarlıyor. Yakın bir zamana kadar Acme Refrigerated Warehouse Ltd. ne zaman endüstriyel soğutma sistemlerini çalıştırmaya başlasa, yerel enerji şirketi telaşa kapılırdı. Soğutma işlemi genellikle akşamları yapılırdı. Çünkü o saatlerde enerji satın almak isteyenlerin sayısı çok az olduğundan fiyatlar da düşük olurdu. Bu soğutma üniteleri gündüzleri sadece hava sıcaklığının önceden tanımlanmış bir eşiği aşması durumunda yeniden uğuldamaya başlardı. Oysa günümüzde tam tersi bir durum söz konusu. Yaz ortasında bile artık akşamları hiçbir makina çalıştırılmıyor ama bu sistemler gündüzleri neredeyse aralıksız saat gibi çalışıyor. Peki değişen ne? Bugün onlar güneş enerjisiyle çalıştırılıyor. Ancak havanın bulutlu olduğu günlerde, bu altyapı hizmetleri şirketlerinin anlık sürelerde başka enerji kaynaklarına yönelmeleri gerekiyor. Bunu başarabilmek için ise bu akıllı enerji arzı sistemi yani “akıllı şebeke”, baştan aşağıya yeni bir iletişim altyapısına gereksinim duyuyor. 6 Gelecek&Trendler l Ocak 2014 Her ne kadar bu kurmaca bir örnek ise de, Avrupa Birliği’nin Akıllı Enerji için Geleceğin İnterneti (FINSENY) projesinin akıllı şebekeler konusunda ne gibi meydan okumalarla yüzleşeceğini gayet iyi tanımlıyor. Bu proje, enerji arzı sistemindeki katılımcılar arasında içiçe geçmiş sıkı bir ilişkiler ağı, geliştirilmiş iletişimler ve arttırılmış kaliteye gereksinim duyulacağını öngörüyor. FINSENY, 220’den 380 kilovolt’a (kV) kadar yüksek-voltaj seviyesinden 10’dan 30 kV’ye kadar orta-voltaj seviyesine ve 230’dan 400 V’a kadar düşük-voltaj seviyesine kadar şebekenin tamamını dikkate alan ilk projedir. Siemens Kurumsal Teknolojler’de (CT) şebeke uzmanı olan Dr. Kolja Eger, “Almanya’da sürdürülebilir enerji arzına geçilmeye başlanmadan önce bu üç seviyenin birbirleriyle neredeyse hiç iletişimi yoktu. Çünkü düşük-voltaj seviyesi sadece bir tüketici rolü oynuyordu” diyor. Günümüzde Eger, “Bu enerji dönüşümü, merkezi olmayan enerji jeneratörlerinin sa- yısının artmasıyla bu ilişkileri tersine döndürdü” diyor. Bunun sonucunda enerji şebekeleri artık sürekli değişim halinde. “Ancak” diye ekliyor “Saha testleri, yenilenebilir enerjilerin payı dramatik boyutlarda artsa bile, bir hayli maliyetli olan şebeke genişletme zorunluluğunu engelleyebilir.” Eger, bu amaçla, 12 ülkeden 35 ortakla birlikte FINSENY projesini koordine ediyor. Konvansiyonel bir sistemde enerji, yüksekvoltaj şebekesinden daha aşağıdaki seviyelere doğru akar. En “üstte” büyük enerji tesisleri vardır ve onun altındaki bölümler sadece enerjiyi ileriye doğru nakleder. Oysa günümüzde enerji aynı zamanda yerel olarak tüketiciler tarafından da üretiliyor. Bu enerji yerel olarak tüketildiği müddetçe hiçbir sorun çıkmaz. Ancak arzın talebi aştığı durumlarda bir sorun çıkartabilir. Çünkü konvansiyonel dönüştürücü istasyonlarında enerji yukarıya doğru dönüştürülemez. Herhangi bir hasarın oluşmasının engellenmesi için üretimin kısıl- 181_182_183_184_185_186_187_188_CP_01 12/27/13 10:27 PM Page 7 l Tümleşik sistemler ması gerekir. Eger, “Enerji tedarikçileri günümüzde kendi istasyonlarının diğer tarafındaki enerji akışı hakkında hiçbir şey bilmez ama bu durumun mümkün olan en kısa sürede değişmesi gerekiyor” diyor. Bir başka sorun ise elektrik şebekelerinin farklı pazarlarda farklı şekillerde geliştirilmelerinden kaynaklanmaktadır. Örneğin Almanya’da, elektrik saatleri geleneksel olarak bodrumlarda veya apartman girişlerinde bulundurulur. Ancak diğer ülkelerde evin dışında muhafaza edilirler. Aynı zamanda dağıtım trafo istasyonlarının da yerleri farklıdır. Transformatörler, ABD’de doğrudan elektrik direklerine tutturulurken, Almanya’da ise küçük kulübelerin içindedir. Elektrik direkleri ve dolayısıyla transformatörler arasındaki me- bilgi göndermek için ayrı ayrı bilgi otobanlarına sahip olmaları gerekmiyor. Enerji hattının kendi içine yerleştirilmiş dar-bantlı bağlantılardan faydalanmak da yeterli olabilir. Elektrik şebekesinde önemli alt-istasyon trafoları gibi bazı bileşenler fevkalade güvenilir bağlantılara ihtiyaç duyar. Bu gibi trafolar küçük barakaların içinde muhafaza edilir. Helbich, “İletişim cihazlarını koymak için geriye neredeyse hiç yer kalmaz” diyor. Bu gibi yapılar genellikle çok eskidir ve inşa edilirlerken kimsenin aklına veri ağları için bir kanal sistemi kurmak gelmemiş. Bu yüzden burada hücresel şebekeler kurmak çok akıllıca bir seçim olur çünkü dünyadaki ülkelerin çoğunda evrensel kapsama alanına sahiptir ve aynı zamanda fiber optik kablolardan çok daha Geleceğin akıllı elektrik şebekeleri Geleceğin interneti Akıllı enerji Akıllı binalar Elektrik enerjisi piyasaları Dağıtım ağları Mikro-şebekeler Elektrikli arabalar safeler çok kısa olduğundan, ABD için yurtiçi WLAN’leri model alan kablosuz şebekeler kurmak makul bir seçenektir. Almanya’da ise bü türden çözümler uygun değildir. Bu yüzden FINSENY’nin tavsiyeleri ülkeye ve şebeke mimarisine göre değişmektedir. Siemens’in Altyapılar ve Şehirler Sektörü’nün Akıllı Şebekeler Bölümü’ndeki Akıllı İletişimler Birimi’nin başkanı Guido Helbich, mühendislerin 2013 Mart’ından bu yana projeden elde ettikleri sonuçları somut durumlara uyguladıklarını söylüyor. Ekibiyle birlikte Helbich bu araştırmanın sonuçlarını bir grafiğe aktarmış. Grafikte görülen ise yenilenebilir enerjinin payının giderek artmasıyla Siemens’de elektrik mühendisliği ile iletişimi alanlarının daha önce örneğine rastlanmamış derecede yakınlaşmasıydı. Eger, “Dünyada ilk defa Şeylerin İnterneti ile Hizmetlerin İnterneti somut biçimlere bürünüyor” diyor. Ancak burada bütün güneş panellerinin altyapı hizmetleri şirketine sadece birkaç byte’lık Elektrik şebekeleri sözleşmeleri. Şebekede çok sayıda bileşen olması nedeniyle, geçenlerde piyasaya sürülen IPv6’nın kullanılması da beklenebilir, zira sadece bu sürüm adreslerin doğru bir şekilde sunumunu sağlayabilmektedir. Asya’da eski internet protokollerinin kullanımı yüzünden daha şimdiden adres kıtlıkları baş göstermeye başladı bile ve günlük iletişimlerde de ciddi sorunlar çıkıyor. Bununla birlikte teori karmaşık bir ağın gerçek davranışları hakkında kesin iddialarda bulunamaz. Bu yüzden araştırmanın yazarları fikirlerini, FINSENY ortakları tarafından RWTH Aachen Üniversitesi’ndeki Karmaşık Enerji Sistemleri Otomasyonu Enstitüsü’nde bulunan pratik bir kurulumda test ediyor. Bu enstitüde, bir elektrik şebekesini temsil ede- Yeni iletişimler altyapısı Şebekelerin istikrarı için akıllı enerji uygulamaları, akıllı sayaçlar ve akıllı şehirler Geleceğin internetinin genel hizmetleri Akıllı elektrik şebekeleri için iletişim hizmetleri Şebekeye-özel akıllı hizmetler Akıllı şebeke bileşenleri ucuza malolurlar. Helbich, “Araştırmamızda UMTS ve LTE platformları ile özel kablosuz ağlar kullanan çözümler tavsiye ediliyor” diyor. Ancak burada dikkate alınan sadece söz konusu veri miktarı değil. Hücresel bir ağda kabul edilebilir sinyal gecikmeleri birkaç yüz milisaniye ile bir tam saniye arasında değişebilir. Eğer bir enerji şebekesinde veriler hedefine çok geç varır ise o zaman enerji arzı riske giriyor olabilir. Enerji şebekeleri için bilgi otobanları. Genel kural olarak, bir bileşen ne kadar tesirli ve ne kadar çok hayati önem taşıyorsa, onun veri bağlantılarının da o kadar hızlı ve güvenilir olması gerekir. Bu yüzden iletişim tedarikçisinin hat kullanılabilirliğini ve kabul edilebilir maksimum gecikme sürelerini garanti edebilmesi şarttır. Bu bakış açısıyla, bu araştırmada ayrı iletişim ağları zorunlu kılınmaktadır: Yani yeterli bant genişliğini ve ağ kalitesini garantileyen ayrı hatları veya özel bilen bir simülasyon cihazı da var. Gerçek bir şebekeymiş gibi tepki verebilmesi için son derece güçlü yazılım ve donanım özelliklerine sahip. Araştırmacılar FINSENY projesi için İrlanda’nın enerji şebekesini seçti, çünkü bu şebeke boyutuna kıyasla rüzgar enerjisinin hacmi çok büyük olduğundan özel bir meydan okuma olarak algılanıyor. RWTH Aachen Üniversitesi’nden Prof. Antonello Monti, “Elektrik şebekesi simülatörünü kullanarak ilk defa iletişim ağlarının kalitesinde teknik eşikler geliştirebilmeyi başardık” diyor. Helbich’in ofisindeki bir grafik üzerinde, alınan bu sonuçlar veri akışı “bit” hızları ve kabul edilebilir gecikme milisaniyeleri şeklinde gösteriliyor. Yazarlar üç tane servis sınıfına dikkat çekiyor: “hayati tehlike arzeden”, “çok önemli” ve “normal seviyede önemli”. İlk kategori, insan ve makina güvenliğiyle ilgili mesajlardan oluşuyor; ikincisi şebeke istikrarının korunmasına odaklanıyor. Üçüncüsü ise normal çalışma durumlarıyla Gelecek&Trendler l Ocak 2014 7 181_182_183_184_185_186_187_188_CP_01 Tümleşik sistemler l 12/27/13 Elektrik şebekeleri 10:27 PM Page 8 Tümleşik sistemler l Enerji optimizasyonu ilgili mesajları içeriyor. Burada hedef daima aynı: Yükteki çalkantılara karşı şebekenin istikrarlı ve güvenilir olmasını sağlayacak kadar çabuk tepki vermek. Yarım saniyede yeniden ayarlama. Bu simülasyonun kilit bulgularından biri de geleneksel ve değişken enerji formlarının göreceli miktarlarının çıktıyı etkilemesiydi. Eskiden konvansiyonel enerji tesislerinde tonlarca döner kitle şebekede ani çalkantılara neden olurdu. Günümüzde bu gibi enerji tesislerinin sayısı giderek azalmakta. Monti, “Bugün çok daha fazla sayıda yeniden ayarlamaya gerek duyuluyor. Bunun mevcut arza ve talebe göre yapılması gerekiyor. Burada yarım saniyelik gecikme süreleri söz konusu” diyor. Aksi halde, şebeke frekansındaki dalgalanmalar çok aşırı boyutlarda olur. AB şu anda FINSENY’nin pilot projelerde aldığı sonuçları test ediyor ve Siemens de ona bu çalışmaların çoğunda eşlik ediyor. Eger, “Eksik olan teknik bilgi değil ama bu öngörüleri büyük bir pazara da uygulayacak siyasi irade” diyor. Bunun bir ön koşulu da sayısız bileşenin sorunsuz bir şekilde birlikte çalışmasını sağlayacak net Avrupa standartlarının belirlenmesi ve FINSENY’de tanımlanan iletişim ağının bir an önce kurulmuş olmasıdır. Bu sayede bağımsız yazılım modüllerinin, yani “yazılım ajanslarının” arz ile talebi dengeleyebileceği yerel enerji piyasalarının önü açılmış olur. Ayrıca talebe-hassas tedarikçiler de örneğin enerji oburlarının herhangi bir hasar görmeksizin geçici olarak kapatılmalarını sağlayacak şekilde devreden çıkarılabilir yük tedariği yapabilir. Uzmanlar, iletişim teknolojilerindeki kısa inovasyon döngüleri dikkate alındığında tüm bunların henüz bir başlangıç olduğuna inanıyor. Eger, “2020, 2030 ve 2050 enerji politikası hedeflerimizi tutturabilmemiz için en mükemmel teknolojileri kullanmamız gerekir. Gelişimin temposu olağanüstü hızlı” diyor. Hayali Acme Refrigerated Warehouses Ltd., gerektiğinde kendi ekipmanlarını birkaç saatliğine kapatmanın yanı sıra aynı zamanda yeni satın aldığı elektrikli arabalarının ve forkliftlerinin devasa boyutlardaki yeniden şarj edilebilir akülerinden de faydalanabilir. Bu elektrik depolama araçları şebeke frekansının sabit tutulmasına yardımcı olacak birer yerel tampon görevi de görebilir. Bir kazan-kazan durumunda, enerji tedarikçisi tüketiciden gelen bu destek için ödeme yapacaktır. Bernd Schöne 8 Gelecek&Trendler l Ocak 2014 Tümleşik şebekeler neler vaad ediyor? Erlangen’deki Siemens araştırmacıları, geleceğin akıllı şebekelerini geliştirmekle meşgul. Bu şebekeler sadece her türden elektrik tüketicisi ile tedarikçisini birbirine bağlamakla kalmayacak, aynı zamanda bina sistemleri bileşenlerini de bütünleştirecekler. Burada ana fikir, tüm enerji sistemlerini onların mümkün olduğunca verimli bir yoldan elektrik, ısı, soğutma ve içme suyu sunmalarını sağlayacak şekilde entegre etmek. Siemens Geliştirme Mühendisi Sebastian Nielebock dizüstü bilgisayarındaki upuzun bir hesaplamalar listesine göz atmaktadır. “Bunlar fotovoltaj bir dönüştürücüye ait parametreler. Biz onları küçük şebekemizi dengede tutacak ve her türlü yük senaryosunda optimum çalıştıracak şekilde en iyilemeye ça- lışıyoruz” diyor. Bu küçük şebekenin içinde bir duvar dolabı büyüklüğünde akü ile bileşenleri şebekeye bağlamakta kullanılan dönüştürücülerin konulduğu kontrol kabinleri var. Bileşenler ise enerji depolama cihazları ile fotovoltaj ve rüzgar enerjisi ünitelerinden ibaret. Bir başka ifadeyle, bu kurulum aslın- 181_182_183_184_185_186_187_188_CP_01 12/27/13 10:27 PM Page 9 Tümleşik sistemler Dr. Rolf Hellinger (solda) liderliğindeki Siemens akıllı şebekeler ekibi ile Sebastian Nielebock (üstte sağda) neredeyse her türden akıllı şebekeyi yapabiliyor. da arada herhangi bir şebeke bağlantısı olmamasına rağmen alışveriş merkezlerine, hastanalere ve otellere elektrik sağlayan tipik bir konfigürasyonu temsil ediyor. Mevcut güneş ışığı miktarına bağlı olarak bu akünün ya geçici olarak ihtiyaç fazlası enerjiyi depolaması ya da gerektiğinde bu izole edilmiş şe- bekeyi beslemesi gerekiyor. Talep ciddi seviyede arttığında ise hemen devreye dizel bir jeneratör giriyor. Şu anda güneş parlamıyor ve dizel jeneratör de çalışmıyor ama şebeke halen durmamış ve çalışıyor. Çünkü bu şebeke büyük bir şehirde değil ama Almanya, Erlangen’deki Siemens’in Merkezi Olmayan Çoklu-Üretim Geliştirme Merkezi’nde bulunuyor. Burası Siemens Kurumsal Teknolojiler’den (CT) araştırmacıların geleceğin akıllı şebekelerini laboratuvar koşullarında test ettikleri bir merkez. Bu laboratuvardaki uzmanlar kendi 120 metre karelik laboratuvar salonlarında neredeyse her türden akıllı şebekeyi yaratabilirler. Bu tesis, akü dolapları, bir kojenerasyon ünitesi, bir acil durum jeneratörü, değişken bir yerel şebeke trafosu, çeşitli elektrik yükleri ve düzinelerce dönüştürücünün yanısıra iki soğutma ünitesi ile bir içme suyu arıtma sistemine de ev sahipliği yapıyor. Senaryolar çok farklı olabileceklerinden, bu laboratuvarın 20 çalışanı arasında elektrik mühendisleri ve bilgisayar bilimcileriyle birlikte çalışan termodinamik ve süreç otomasyonu uzmanları da var. Laboratuvardaki geniş ekipman yelpazesi sayesinde bu ekip çeşit çeşit akıllı şebekelerin küçük ölçekte modellerini çıkartabiliyor. Mesela bir dizel jeneratör burada bir kojenerasyon tesisi veya biyokütle reaktörü rolü oynayabiliyor. Burada önemli olan istikrarsız ve güvenilir enerji kaynaklarının oranlarının orjinal modellerdekilerle çakışması. Bu gibi akıllı şebekeler sadece bir kaç yıl içinde birer standart haline gelecekler. Bu şebekeler giderek daha fazla miktarda enerjiyi istikrarsız kaynaklardan alacaklarından, dağınık elektrik tedarikçilerinin kusursuz bir şekilde etkileşime girebilmelerini sağlamak için akıllı kontrol sistemlerine gerek duyulacak. Eğer onlar olmazsa, önemli hasarlara yol açabilecek elektrik kesintileri yaşanabilir. İşte Nielebock’un zaten engellemeye çalıştığı şey de bundan ibaret. O, şu anda fotovoltaj ünitesindeki dönüştürücünün aşırı elektrik üretmesine neden olan yoğun güneş ışığı üzerinde simülasyonlar yapıyor. Nielebock, “Eğer bunun yüzünden şebekede ihtiyaç fazlası enerji üretilirse, voltaj ile frekans aşırı yükselir. Ben şimdi bu dönüştürücünün parametrelerini körü körüne maksimum çıktıya ulaşıncaya kadar şebekeyi beslemek yerine şebekenin istikrarına katkıda bulunacak şekilde ayarlamaya çalışıyorum” diyor. Eğer her şeye rağmen bir elektrik kesintisi olursa l Enerji optimizasyonu aküler ve fotovoltaj üniteleri gibi dağınık tedarikçilerin şebekeyi yeniden ayağa kaldırıp çalışır duruma getirmeleri gerekiyor. Ancak bunun yapılması söylenmesi kadar kolay değil çünkü “karanlık kalkış” denilen bir süreçte bütün bileşenlerin şebeke voltajını önceden belirlenmiş bir değere çıkartacak şekilde birlikte çalıştırılarak eşzamanlı hale getirilmeleri gerekiyor. Enerjinin farklı kaynaklardan eşit miktarlarda yüke verilmesi şart. Nielebock, “Eğer dahili kontrol birimleri gerektiği gibi ayarlanırlarsa, bu dönüştürücüler voltaj ve frekans verilerini kullanarak kendi kendilerini senkronize edebilir ve sonuçta istikrarlı bir faaliyeti sağlayabilirler” diye açıklıyor. Bu dönüştürücüler, tıpkı bir orkestradaki maestro’nun müzisyenleri yönetmesi gibi bir şebekedeki düzeni sağlarlar ve bu şekilde dizel jeneratörden gelen değişken voltaj, dönüştürücüden gelen voltaj ile uyumlu olarak salınım yapar. Bu gibi araştırmalar şebeke operatörlerinin yenilenebilir ve dağınık enerji kaynaklarına geçiş sürecinde yüzleşebilecekleri meydan okumalar hakkında bir fikir sunmaları açısından çok önemlidirler. Enerji tedarikçilerinin istikrarlı bir şebeke kurabilmek için sayısız fotovoltaj tesisini, rüzgar türbinini, ve biyokütle reaktörünü konvansiyonel enerji tesisleri ile enerji depolama cihazlarına bağlamaları gerekecek. Bu gibi bir sistemin uygulamada nasıl çalışacağını kestirmek için Siemens 2011 yılı başından 2013 güzüne kadar güney Almanya’nın Allgau bölgesindeki Wildpoldsried köyüne hizmet veren yerel bir şebekeyi gözlem altına aldı. Bu köydeki neredeyse her evin çatısında güneş pilleri var ve burada elde edilen enerji, biyokütle reaktörlerinden gelen gaz ile çalışan bir kaç kojenerasyon tesisi tarafından destekleniyor. Bu köydeki enerji sistemine son noktayı beş tane rüzgar türbini koyuyor. Hepsi alt alta toplandığında, Wildpoldsried bugün tükettiğinden beş kat fazla elektrik üretiyor. Bu kulağa ne kadar hoş gelse de yerel şebeke operatörü AÜW açısından çok ciddi bir sorun, çünkü ihtiyaç fazlası enerji yüzünden onun enerji hatları istikrarsızlığa sürükleniyor. Bu yüzden AÜW büyük ölçekli akıllı şebekeleri test etmek için tasarlanmış bir proje olan IRENE’i (Rejeneratif Enerji ile Elektrikli Mobilitenin Entegrasyonu) başlatabilmek için Siemens, RWTH Aachen Üniversitesi ve Kempten Üniversitesi ile işbirliğine gitti. Bu proje başlatıldığından bu yana 200 kadar ölçüm cihazı tarafından şebekenin faaliyetleri Gelecek&Trendler l Ocak 2014 9 181_182_183_184_185_186_187_188_CP_01 Tümleşik sistemler l 12/27/13 10:27 PM Page 10 Enerji optimizasyonu hakkında genel bilgiler toplanıyor ve değişken bir yerel şebeke dönüştürücü, bir akü depolama ünitesi ve uzaktan kontrollü fotovoltaj dönüştürücüler ile şebekenin dengede kalması sağlanıyor. Bu sistemin en önemli parçası SOEASY (Siemens’in Kendi Kendini Organize Eden Enerji Otomasyon Sistemi). SOEASY arz ile talepi dengeliyor. Bu kurulumda her bir enerji tedarikçisi ve her bir enerji tüketicisi birer Kişisel Enerji Acentası (KEA) ile temsil ediliyor. Bu sistemin yazılımı örneğin bir fotovoltaj ünitesi sahibinin satmaya razı olabileceği en düşük elektrik fiyatı gibi bilgileri biliyor. Ardından bu yazılım şebeke operatörünü temsil eden ve KEA’nın fiyatının kabul edilebilir olup olmadığına karar veren denge yöneticisine bu fiyatı aktarıyor. Allgau’deki testten önce Erlangen’de kurulu geliştirme merkezindeki araştırmacılar akü, fotovoltaj üniteleri ve değişken yerel şe- Isıdan gelen su. Siemens araştırmacılarının uzun vadeli hedefi, petrol, doğal gaz, rüzgar, güneş, biyokütle ve atık ısı gibi farklı enerji kaynaklarını, elektrik, ısı, soğutma ve içilebilir su üretmek için olası en verimli ve en çevre dostu yoldan harmanlamak. Onlar aynı zamanda bu kaynakları çok modüllü bir enerji sisteminin içinde entegre etmeyi de çok istiyorlar. Isı Dönüşümü ve Dağınık Enerji Sistemleri Araştırma Grubu’nun başkanı Dr. Jochen Schafer, “Vakaların çoğunda bugüne kadar bu gibi sistemlerin sadece bireysel özellikleri ele alınmıştı, mesela şebekenin yenilenebilir kaynaklardan gelen enerji ile beslenmesi gibi. Şimdi ise aksine çok sayıda bileşen içeren şebekeler üzerinde çalışıyoruz. Ayrıca bu bileşenlerin birbirleriyle etkileşim kurma yöntemlerini ve onların genel denge üzerindeki etkilerini de araştırıyoruz. Bir başka ifadeyle biz bu sistemin bütün bileşenleri arasındaki sistem entegrasyonu ve optimum kar- Atık ısı ile içilebilir su üreten bir buharlaşma ve yoğuşturma süreci gerçekleştiriliyor. beke dönüştürücü arasındaki etkileşimleri incelemek için kendilerine ait bir şebeke kurmuşlardı. Bu araştırmacılar şimdi daha karmaşık akıllı şebekeleri analiz ediyorlar. Araştırma Merkezi’nin sahibi olan Enerji Dönüştürme Teknolojileri Alanı’nın Başkanı Prof. Rolf Hellinger, “İlk aşamada, sadece elektrik tüketicileri ile üreticilerini birbirlerine bağlamıştık. İkinci adımda klima ünitelerinde kullanılan basınçlı soğutma makineleri gibi bina sistemi bileşenlerinin entegrasyonu yapılacak” diyor. Bu sayede akıllı şebekenin esnekliği artırılmış olacak çünkü zekice kontrol edilen binalar talebin düşük olduğu zamanlar ihtiyaç fazlası enerjiyi içine çekebilir. 10 Gelecek&Trendler l Ocak 2014 şılıklı etkileşimle ilgileniyoruz” diyor. Bu araştırmacılar özellikle de ve diğer endüstriyel ekipmanlardan çıkan atık ısıdan faydalanmakla ilgileniyorlar. Günümüzde bilhassa düşük sıcaklık aralığına giren atık ısıdan ekonomik anlamda faydalanıldığına nadiren rastlanır. Oysa bu ısının içinde mesela atık suyun içilebilir suya dönüştürülerek geri kazanılmasını sağlamaya yetecek kadar enerji vardır. Bu amaçla yola çıkan Siemens araştırmacıları Erlangen’de 70 ile 120 Santigrad derece aralığındaki atık ısıdan atık suyu buharlaştırmak için faydalanan EvaCon (buharlaştırma ve yoğuşturma) sistemini geliştirdiler. Burada elde edilen su buharı bir yoğuşturucuya yönlendiriliyor ve orada bir yoğuşturma sürecinde saf su ile konsantre atık su parçacıklarına dönüştürülüyor. Geliştirme Merkezi’ndeki EvaCon prototipi tam 5,5 metre yüksekliğinde. Atık su izole borular aracılığıyla sağ üst köşeden içine doğru akıtılıyor. Ardından bu suyun sıcaklığını arttırmak için atık ısının kullanıldığı birkaç ısı dönüştürücüden geçiriliyor. Bu işlemden sonra bir buharlaştırıcı aracılığıyla atık su damlalaşıp buharlaşıyor. Bir vantilatör ile yaratılan hava akımıyla buharlaşmış su yukarıya taşınıyor. Bu buhar yan tarafta yani yoğuşturucunun olduğu yerde yeniden yoğuşturuluyor. Bu çok basitmiş gibi görünebilir, ancak detayları karmaşıktır. Çevreci Teknolojiler Araştırma Grubu’nun Başkanı Dr. Manfred Baldauf, “Mümkün olduğunca çok su buharı taşımak için minimum seviyede elektrik kullanmak istiyoruz. Bunun için de ısı dağılımını ve hava hacmini mükemmel şekilde ayarlamamız gerekiyor” diyor. Burada atılacak bir sonraki adım, saatte 25 metre küp suyu arıtabilecek kapasitede pilot bir tesis kurmak olabilir. Bu aslında içecek endüstrisindeki şişeleme süreçlerinden kaynaklanan atık suyun arıtılması için yeterli olabilir. Ancak EvaCon aynı zamanda biracılık süreçlerinde ve petrol çıkarma faaliyetlerinde üretilen atık suyun arıtılmasında da kullanılabilir. Ancak bazı durumlarda düşük sıcaklıktaki atık ısıdan uygun maliyetli bir yoldan faydalanmak mümkün olmayabilir. Bu gerçekten yola çıkan araştırmacılar sıcaklığı bir önceki sınır olan 90 derecenin yerine maksimum 140 Santigrad dereceye kadar çıkartabilen bir ısı pompası yaptılar. Schafer, “Bu ısı pompasının mekanizması temel olarak aynı ancak biz burada ısı döngüsü için farklı bir süreç sıvısından faydalandık. Bu sıvı daha yüksek sıcaklıklarda kullanılabiliyor ve aynı zamanda hem çevresel anlamda zararsız hem de oldukça güvenilir” diye açıklıyor. Bu yeni ısı pompası ile mesela 70 ila 90 derece arasında değişen endüstriyel atıkların ısısını veya jeotermal kaynakların ısısını merkezi ısıtma sistemlerinde standart olarak kabul edilen 130 Santigrad dereceye yükseltmek mümkün olacak. Bu ısıdan binaların ısıtılmasında faydalanılabilir. Evacon ve geliştirme merkezindeki diğer ekipmanlarla bir kombinasyon halinde bu yeni ısı pompaları, araştırmacıların hiçbir enerji kaynağının çarçur edilmeyeceğine dair rüyalarını gerçekleştirmelerine bir adım daha yaklaşmalarını sağlayacak. Christian Buck
