Enerjinin dijitalleşmesiyle birlikte enerjiye ait neredeyse tüm parametreler kayıt altına alınarak izlenebilmektedir” diyen Sarı, enerjinin dijitalleşmesini maliyetlerin azaltılması, verimliliğin sağlanması ve güç kalitesi olmak üzere üç farklı açıdan değerlendirdi.
ENERJİ ÜRETİM SANTRALLERİNDE DİJİTALLEŞMENİN ETKİLERİ
Enerjinin dijitalleşmesiyle birlikte enerjiye ait neredeyse tüm parametreler kayıt altına alınarak izlenebilmektedir. Enerji değerlerinin, enerji kalitesinin, enerjinin çevreye, çevrenin enerjiye etkisinin analiz edilmesiyle birlikte üretim santrallerinin azami verimlilik ve asgari maliyetler ile kaliteli bir şekilde işletilmesi konusunda önemli aşamalar kaydedilmiştir. Bu aşamalarla ilgili detayların daha iyi anlaşılması açısından enerji santrallerinde dijitalleşmenin faydaları aşağıdaki şekilde kategorize edilebilir:
A- Verimlilik Açısından Dijitalleşme:
Enerji santralleri kurulmadan önce hazırlanan fizibilite çalışmalarına göre yatırım kararı verilmektedir. Fizibilite çalışmalarındaki santral cinsine göre kullanılacak kaynağa ait potansiyel enerji verileri ve santralin kurulacağı bölgedeki meteorolojik veriler analiz edilerek enerji üretim değerleri ve santral verimlilik değerleri tahmin edilmektedir. Kabaca anlatacak olursak bir hidroelektrik santralde geçmiş dönemdeki santral havzasına ait su debileri, bir güneş enerjisi santralinde santral alanına ulaşan güneş ışınımı değerleri veya bir rüzgar santralinin kurulacağı bölgedeki rüzgar hızı değerleri vb. veriler analiz edilmektedir. Yapılan analizler çerçevesinde santrallerin verimlilik oranları, kapasite faktörleri, yıllık tahmini enerji üretim miktarları gibi parametreler fizibilite çalışmalarının temelini oluşturmaktadır. Santraller işletmeye alındıktan sonra oluşturulan fizibilite değerlerinin takibi için enerji santrallerinde verimliliğin doğru şekilde ölçülmesi ve hesaplanması gerekmektedir. Santrallerin çeşitli noktalarına yerleştirilen sensörler veya analizörler sayesinde dijital veriler alınarak verimlilik anlık veya istenilen periyotlarla izlenebilmektedir. Örneğin bir hidroelektrik santralinde verimlilik parametreleri olan düşü seviyesi, debi miktarı, türbin ve jeneratöre ait değerler veya bir güneş enerjisi santralinde verimlilik parametresi olan panel yüzeyine gelen ışınım, panel tozlanma, inverter verimliliği gibi parametreler dijital verilerle izlenmekte, veriler SCADA (Veri tabanlı kontrol ve izleme sistemi) sistemine iletilerek bilgisayar tarafından analiz edilmektedir. Verimliliğin analiz edilmesiyle birlikte santralin uygun verimlilikte çalışarak, enerji kaynağından alınan enerjiyi en etkin şekilde elektrik enerjisine çevirdiği kontrol altında tutulmaktadır. Bu sayede verimlilik sorunları tespit edilebilmektedir. Verimlilik sorunları tespiti sonrasında gerekli bakım&onarım veya revizyonlar yapılarak üretim kayıpları, dolasıyla gelir kayıpları engellenmektedir. Dijital veriler SCADA yardımıyla kalıcı olarak kaydedilerek santrallerin uzun dönem çalışma performanslarına ulaşılabilmektedir.
Enerji üretim değerlerinin veya santral iç tüketim değerlerinin takip edilmesi ve dijital verilerin kayıt altına alınması sayesinde yatırımcılar dağıtım şirketleri tarafından kendilerine iletilen üretim ve tüketim değerlerini kontrol edebilmekte, yanlış faturalamalar engellenebilmekte ve sayaç/ölçü hücresi arızlarının tespiti yapılabilmektedir. Sayaç veya ölçü hücresindeki bir arızada enerji santrali sisteme enerji iletse de kayıt edilmediğinden üretilmiş enerji üretilmemiş olarak gözükmektedir. Santralin yedek sayacı veya analizörlerinden alınan dijital veriler sayesinde üretim değerleri tespiti kolaylıkla yapılabilmekte ve dağıtım şirketine bu yolla itiraz edilebilmektedir. Uygun SCADA sistemi bulunmayan enerji santrallerinde dijital verilerin kayıt altına alınmaması sebebiyle ölçü hücrelerindeki fazlardan birinde meydana gelebilecek bir arıza uzun süreler fark edilmeyebilir.
B- Maliyetlerin Azaltılması Yönüyle Dijitalleşme
Dijital verilerin aktarılması ve analizi vasıtasıyla kurulan SCADA sistemleri sayesinde Enerji üretim santrallerinde işletme maliyetlerinin önemli kısmını oluşturan bakım&onarım giderlerinin azaltılması mümkündür. Ayrıca arızaların hızlı şekilde tespiti, uzaktan müdahale imkanıyla hızlı müdahalelerin yapılarak enerji kayıplarının engellenmesi kar kayıplarını önemli ölçüde azaltmaktadır. SCADA sistemine sağlanan dijital veriler sayesinde yüzlerce ekipmanı barındıran santrallerde tesisin hangi bölgesinde arıza bulunduğunun tespiti veya muhtemelen arızaların oluşma ihtimalinin bulunduğu kısımlar tespit edilmektedir. Arıza tespitinin hızlı yapılması işçilik maliyetlerini azaltacağından bakım&onarım maliyetlerini düşürmektedir. Örneğin bir HES (Hidro Elektrik Santral) işletmesinde türbin yatak sıcaklıklarındaki olağan dışı artışı veya bir GES (Güneş Enerjisi Santrali) tesisinde inverter sıcaklıklarının olağan dışı artışı SCADA sistemi sayesinde tespit edilerek kestirimci bakım uygulamaları yapılabilmektedir. Muhtemel büyük çaplı arızalar bu sayede önlenebilmekte, yangın, patlama vb. büyük çaplı hasarlar bu sayede engellenebilmektedir. Örnekten de görüleceği üzere dijital verilerin elde edilmesinin öneminin yanında doğru izlemenin de yetkin kişilerce yapılması gerektiği açıktır.
C- Güç Kalitesi Açısından Dijitalleşme
Enerji santrallerindeki en önemli ve izlenmesi gereken parametrelerden bazıları da güç kalitesi değerleridir. Güç kalitesi parametreleri enerji üretim santralinin şebekeye vermiş olduğu elektrik enerjisinin kalitesini belirlemektedir. Santrallere kurulan analizörlerden alınan dijital veriler SCADA sistemine iletilerek güç kalitesi anlık olarak takip edilebilmektedir. Yönetmeliklerde güç kalitesi parametrelerinin hangi tolerans aralığında bulunması gerektiği açık şekilde belirtilmiştir. Belirlenen tolerans değerleri dışında üretim faaliyeti gösteren santraller için cezai müeyyideler yine yönetmeliklerde belirtilmiştir. Bağlantı gücü aşım cezaları, reaktif güç cezaları, harmonikler kaynaklı şebekeye kalitesiz enerji verilmesi sebebiyle verilen cezalar gibi yaptırımlar hali hazırda uygulanmaktadır. Güç kalitesinin takibi ve sorunların tespiti için SCADA vasıtasıyla veya dağıtım şirketlerinin sağladığı dijital izleme altyapısıyla (OSOS) verilerin analizi ve gerekli otonom uyarı sistemlerinin santrale entegrasyonu cezalardan kaçınılması ve muhtemel arızların önlenmesi için büyük öneme sahiptir. Örneğin Türkiye’de hali hazırda birçok GES kompanzasyon sistemi olmadan kurulmuş olup reaktif enerji sınırı üzerinde reaktif enerji tüketmekte veya üretmektedir. Bu nedenle de yatırımcılar sürekli olarak reaktif ceza bedeli ödemektedirler. SCADA sistemi veya OSOS üzerinden reaktif enerji takibini yaparak uygun kompanzasyon sistemi kuran firmalar ise bu bedelleri ödememektedirler.
Yukarıda bahsedilen birkaç kategori haricinde enerji santrallerinde dijitalleşmenin birçok faydasını saymak mümkündür. Yatırım maliyetleri ilk etapta yüksek görünse de uzun yıllar işletilen enerji santrallerindeki işletme maliyetlerinin azaltılması ve olası arızların tespit ve çözümünde dijital veri takibi ve analizi hayati önem taşımaktadır. Her alanda olduğu gibi izleme ve bakım&onarım süreçlerinde alınan verilerin takibinin ve santral verimliliğinin uygun şekilde analiz edilmesi için alanında uzman yetkin firmalardan destek alınması gerekmektedir.
