Yenilenebilir Enerjinin Şebekeye Maliyeti: Duck Curve

Normal bir günde elektrik sisteminin yük/talep profili aşağıdaki gibi olur [1]. Sabah vaktinde elektrik talebi artmaya başlar, öğle saatlerinden akşama kadar belirli oranda seyreder ve akşam işten eve dönüldüğünde maksimum seviyeye ulaşır.

hourly-electricity-demand-utility-load-curve-new-england[1]

Sistem operatörleri sabah ve akşam saatlerinde artan talebi şebeke parametrelerini göz önünde tutarak karşılayabilmek için santrallerin yük almasını ve gerektiğinde atmasını sağlar. Talep ne kadar az değişirse operatörlerin işi o kadar kolaydır. Ancak son 5 yılda başta güneş ve rüzgar olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretiminde kullanılmasının yaygınlaşmasının ardından tüketim profili çok fazla değişmese de üretim profilinde sistemi etkileyecek değişiklikler yaşanmıştır. Özellikle Kaliforniya gibi yenilenebilir enerji kurulu gücünün toplam kurulu güce oranının %25’lere çıktığı bölgelerde net yük profili* aşağıda görüldüğü gibi ördek şeklini aldığı için duck curve olarak isimlendirilmiştir [2].

4caiso03-16-2014[3]

Net yük profili: Gün içinde saatlik tahmin edilen tüketimden tahmin edilen yenilenebilir enerji üretimi çıkarılarak oluşturulan eğridir.

Yukarıdaki şekilde görüldüğü üzere ilk pozitif yönde hareket sabah saatlerinde meydana gelmiş, ardından güneşin doğuşu ile birlikte özellikle solar üretimin artması neticesinde net yükte negatif yönde eğilim yaşanmıştır. Güneşin etkisini azalttığı ikindi vaktinden itibaren de pozitif yönde oldukça dik bir talep artışı yaşanmış ve gece saatlerinde talep tekrar azalma yönünde hareket etmiştir. Sisteme güvenilir, kaliteli ve sürekli güç sağlamakla görevli şebeke operatörü bu profili takip etmede 3 temel sorunla karşılaşmaktadır [3]:

1. Esnek üretim kaynakları: Gün içinde sıklıkla yaşanan artış ve azalışlar karşısında sistemin sorunsuz devam edebilmesi için dakikalar içerisinde defalarca devreye girip çıkarak bu hareketleri otomatik bir şekilde takip edecek enerji santrallerine ihtiyaç vardır.

2. Fazla üretim: Özellikle talebin ciddi anlamda arttığı sabah ve akşamüstü vakitlerinde tüketimi karşılayabilmek için devreye girmesi ve çıkması uzun süren bazı santraller önceden çalıştırılır. Öğle vaktindeki fazla yenilenebilir enerji üretimi ile birleşen bu santraller hem tüketimin stabil kaldığı öğle vaktinde hem de talebin minimum olduğu gece saatlerinde fazladan üretim yapmaktadır. Elektrik şebekesi için düşük üretim ne kadar büyük bir sorunsa fazla üretim de aynı derecede problemler yaratır. Bunu önleyebilmek için kolayca devreye girip çıkabilen santraller ve enerji depolama sistemlerine ek olarak talep tarafında da bazı düzenlemeler (demand response) yapılması gerekir.

3. Frekans sorunu: Güç kalite parametrelerinden biri olan frekans kontrolü üretim, iletim ve dağıtım tarafında uyum içinde olması gereken özelliklerin başında gelir. Frekans senkronizasyonun da en temel şartlarından biri üretim ve tüketim dengesinin hassasiyetidir. Yenilenebilir enerjiyle çalışan santrallerde henüz frekans kontrolü yapabilen sistemlerin bulunmaması ve üretimin kontrol altında olmaması nedeniyle elektrik sistemi kesintilere karşı nispeten korunmasız durumdadır.

 

KAYNAK:

[1] “Electricity Demand and the Duck Curve,” Energy Vanguard Blog, [Online]. Available: http://www.energyvanguard.com/blog-building-science-hers-bpi/electricity-demand-and-the-duck-curve,  6 Nis. 2016

[2] “What are we doing to green the grid?,” California ISO, [Online]. Available: http://www.caiso.com/informed/Pages/CleanGrid/default.aspx,  6 Nis. 2016

[3] “What the duck curve tells us about managing a green grid,” California Independent System Operator, [Online]. Available: https://www.caiso.com/Documents/FlexibleResourcesHelpRenewables_FastFacts.pdf,  6 Nis. 2016

 

 

 

 

 

 

Bu yazı Alternatif Enerji Kaynakları kategorisine gönderilmiş ve , , , ile etiketlenmiş. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir