Elektrik enerjisi üretildikten sonra tüketim noktalarına ulaştırılması gerekir. Bu işlem elektrik iletim ve dağıtım sistemleri sayesinde gerçekleştirilir. Elektrik enerjisi genellikle santrallerde üretildikten sonra önce yüksek gerilim iletim hatlarıyla uzun mesafelere taşınır, ardından dağıtım şebekeleri aracılığıyla şehirler, sanayi tesisleri ve konutlara ulaştırılır.
Enerji dağıtım sistemleri, elektrik enerjisinin güvenli, kesintisiz ve ekonomik şekilde tüketicilere ulaştırılması amacıyla tasarlanmış elektrik şebekeleridir. Bu sistemler trafo merkezleri, iletim hatları, dağıtım hatları, koruma sistemleri ve kontrol ekipmanlarından oluşur.
Elektrik dağıtım sistemleri temel olarak iki ana gruba ayrılır:
-
Doğru akım (DC) dağıtım sistemleri
-
Alternatif akım (AC) dağıtım sistemleri
Günümüzde elektrik dağıtımında en yaygın kullanılan sistem alternatif akım sistemleridir.
2.1 Genel Bilgi
Elektrik enerjisinin üretim noktalarından tüketim merkezlerine ulaştırılması üç ana aşamada gerçekleşir:
1. Üretim
Elektrik enerjisi santrallerde üretilir. Bu santraller farklı enerji kaynaklarını kullanabilir.
Örnek:
-
Hidroelektrik santraller
-
Termik santraller
-
Rüzgar santralleri
-
Güneş enerjisi santralleri
-
Nükleer santraller
Üretilen elektrik enerjisinin gerilimi genellikle 10 kV – 25 kV civarındadır.
2. İletim
Üretilen elektrik enerjisi uzun mesafelere yüksek gerilim iletim hatları ile taşınır.
Türkiye’de yaygın kullanılan iletim gerilim seviyeleri:
-
154 kV
-
380 kV
Yüksek gerilim kullanılması iletim kayıplarını azaltır ve daha verimli enerji taşınmasını sağlar.
3. Dağıtım
İletim hatlarıyla taşınan elektrik enerjisi trafo merkezlerinde gerilimi düşürülerek dağıtım şebekelerine verilir.
Dağıtım gerilim seviyeleri genellikle:
-
34.5 kV (orta gerilim)
-
0.4 kV (alçak gerilim)
Bu seviyelerde enerji sanayi tesislerine, ticari işletmelere ve konutlara ulaştırılır.
2.2 Doğru Akımla Yapılan Dağıtım Sistemleri
Doğru akım (DC) dağıtım sistemleri, elektrik enerjisinin tek yönlü sabit akım şeklinde iletildiği sistemlerdir. Elektrik enerjisinin ilk kullanıldığı dönemlerde dağıtım sistemleri doğru akım ile çalışmaktaydı.
Bu sistemlerin öncülerinden biri Thomas Edison olmuştur. Edison’un geliştirdiği elektrik dağıtım sistemi doğru akım prensibine dayanıyordu.
Doğru Akım Sistemlerinin Özellikleri
-
Akım yönü sabittir
-
Gerilim zamanla değişmez
-
Frekans yoktur
Kullanım Alanları
Günümüzde doğru akım dağıtım sistemleri geniş çaplı şehir dağıtımında kullanılmaz ancak bazı özel alanlarda kullanılmaktadır.
Örnekler:
-
Elektrikli tren sistemleri
-
Metro hatları
-
Batarya sistemleri
-
Telekomünikasyon sistemleri
-
Güneş enerjisi sistemleri
Dezavantajları
Doğru akım sistemlerinin en büyük dezavantajı gerilimin kolay değiştirilememesidir. Bu nedenle uzun mesafelere enerji iletimi ekonomik değildir.
Bu durum alternatif akım sistemlerinin gelişmesine neden olmuştur.
2.3 Alternatif Akımla Yapılan Dağıtım Sistemleri
Alternatif akım (AC) sistemleri, elektrik akımının yön ve büyüklüğünün periyodik olarak değiştiği sistemlerdir. Günümüzde dünya genelinde elektrik enerjisi üretimi ve dağıtımı büyük ölçüde alternatif akım sistemleri ile yapılmaktadır.
Alternatif akım sistemlerinin gelişmesinde önemli katkıları bulunan bilim insanlarından biri Nikola Tesla’dır.
Alternatif akım sistemlerinin temel özellikleri:
-
Akım yönü sürekli değişir
-
Frekans değeri vardır
-
Gerilim kolaylıkla yükseltilip düşürülebilir
Türkiye’de kullanılan şebeke frekansı:
50 Hz
Alternatif Akım Sistemlerinin Avantajları
-
Gerilim kolayca dönüştürülebilir
Trafolar sayesinde gerilim yükseltilip düşürülebilir.
-
Uzun mesafelere ekonomik iletim
Yüksek gerilim iletim hatları sayesinde enerji kaybı azaltılır.
-
Büyük güçlerin iletimi mümkündür
Sanayi ve şehirlerin enerji ihtiyacını karşılayabilir.
2.4 Alternatif Gerilim ile Yapılan Dağıtım Sistemleri
Alternatif gerilim sistemleri elektrik enerjisinin dağıtımında kullanılan gerilim seviyelerine göre sınıflandırılabilir.
Alçak Gerilim Dağıtım Sistemleri
Genellikle konutlarda kullanılan sistemlerdir.
Gerilim seviyesi:
230 / 400 Volt
Kullanım alanları:
-
Evler
-
Küçük işletmeler
-
Ofisler
Orta Gerilim Dağıtım Sistemleri
Sanayi tesisleri ve büyük tüketiciler için kullanılır.
Türkiye’de yaygın değer:
34.5 kV
Kullanım alanları:
-
Sanayi bölgeleri
-
Organize sanayi bölgeleri
-
Büyük ticari tesisler
Yüksek Gerilim İletim Sistemleri
Elektrik enerjisinin şehirler arası taşınmasında kullanılır.
Türkiye’de yaygın iletim gerilimleri:
-
154 kV
-
380 kV
Bu sistemler elektrik üretim santrallerini trafo merkezlerine bağlar.
2.5 Türkiye Enterkonnekte Sisteminin Kısaca Tanıtılması
Türkiye’de elektrik üretim tesisleri ve tüketim merkezleri enterkonnekte sistem adı verilen büyük bir elektrik şebekesi ile birbirine bağlıdır.
Enterkonnekte sistem, farklı üretim santrallerinin ve iletim hatlarının tek bir ulusal elektrik ağı içerisinde birlikte çalışmasını sağlayan sistemdir.
Türkiye’de elektrik iletim sistemi Türkiye Elektrik İletim A.Ş. tarafından işletilmektedir.
Bu sistemde:
-
Hidroelektrik santraller
-
Termik santraller
-
Rüzgar santralleri
-
Güneş santralleri
aynı elektrik şebekesine bağlı olarak çalışır.
Türkiye enterkonnekte sistemi ayrıca Avrupa elektrik ağı olan ENTSO‑E ile senkronize çalışmaktadır.
Bu sayede Türkiye ile Avrupa arasında elektrik enerjisi alışverişi yapılabilmektedir.
2.6 Enterkonnekte Sistemin Fayda ve Mahzurları
Enterkonnekte sistemlerin elektrik enerjisi üretimi ve dağıtımında birçok avantajı bulunmaktadır. Ancak bazı teknik zorlukları da vardır.
Enterkonnekte Sistemlerin Faydalari
Yük Paylaşımı
Farklı santraller arasında yük paylaşımı yapılabilir. Bu sayede sistem daha verimli çalışır.
Enerji Güvenliği
Bir bölgede arıza veya üretim eksikliği oluştuğunda diğer bölgelerden enerji sağlanabilir.
Ekonomik İşletme
Elektrik üretimi daha düşük maliyetli santrallerden yapılabilir. Böylece enerji maliyetleri düşer.
Enerji Ticareti
Ülkeler arasında elektrik alışverişi yapılabilir.
Enterkonnekte Sistemlerin Mahzurları
Büyük Arızaların Yayılması
Enterkonnekte sistemde meydana gelen büyük bir arıza geniş bir bölgeyi etkileyebilir.
Sistem Stabilite Problemleri
Frekans ve gerilim kararlılığı sürekli kontrol edilmelidir.
Karmaşık Kontrol Sistemleri
Enterkonnekte sistemlerin işletilmesi oldukça karmaşık kontrol sistemleri gerektirir.
Sonuç
Enerji dağıtım sistemleri elektrik enerjisinin üretim noktalarından tüketim merkezlerine güvenli ve verimli şekilde ulaştırılmasını sağlar. Elektrik dağıtımında tarihsel olarak doğru akım sistemleri kullanılmış olsa da günümüzde alternatif akım sistemleri baskın hale gelmiştir.
Türkiye’de elektrik enerjisi üretim tesisleri ve tüketim merkezleri enterkonnekte sistem sayesinde tek bir ulusal şebeke içinde çalışmaktadır. Bu sistem enerji güvenliğini artırırken ekonomik ve verimli elektrik üretimini mümkün kılmaktadır.
