Elektrik Enerjisi

[boxcigar]

Elektrik enerjisinin diğer enerji türlerine dönüştürülmesi kolaydır.

- Diğer enerji türlerine göre çok uzaklara taşınması ve kullanılması son derece rahattır.

- Verimi yüksektir. Bir enerji, istenen başka bir enerji türünedönüştürülürken, ekseriya istenmeyen başka enerji türleri de ortayaçıkar. Bunların arasında özellikle ısı enerjisinin büyük olması dikkatiçeker. İstenmeyen bu ısı enerjisi, yararlanılamadığı için yitirilir veverimi düşürür. İşte elektrik enerjisinin ısıdan başka bir enerjiyedönüştürülmesinde oluşan ısı enerjisi az olduğu için verimi yüksektir.

- Elektrik enerjisi sayısız bir çok parçaya ayrılarak kullanılabilir.Örneğin: Bir elektrik santralında kazanılan elektrik enerjisi, enerjitaşıma hatlarıyla büyük kentlere götürülmekte ve orada sayısız konut veiş yerlerine dağıtılarak kullanılmaktadır.

- Elektrik enerjisi bulunduğu yerin ekonomik, sosyal ve kültüreldüzeylerini hızla yükseltir ve kendisine karşı duyulan gereksinmeninartmasına gene kendisi neden olur.

- Elektrik enerjisi toplumların ekonomik, sosyal ve kültürel yönlerdenkalkınmasını sağlayan ve çağdaş uygarlığın en önemli araçlarından biridurumundadır.

- Son 50 yıl içinde baş döndürücü bir hızla ilerleyen teknolojidekigelişimler ve hatta bir ev kadınının eli altına bir makinanın verilmesi(örneğin çamaşır makinesi) elektrik enerjisi sayesinde olanaklıolmuştur.

Elektrik enerjisinin belirtilen bu ve bunlara benzer avantajları ve iyiyönleri yanısıra sakıncalı yönleri de vardır. Bunların başında elektrikenerjisinin depo edilemeyen bir enerji türü olması gelir. Nitekimelektrik enerjisi üretildiği anda kullanılmak zorunluluğundadır. Bundandolayı üretim ile tüketim arasında devamlı bir dengenin bulunmasıgerekir. Ayrıca üretim sisteminde bir arıza ortaya çıktığında, busisteme bağlı sayısız abonede hizmetlerin durmasına ya da aksamasınaneden olur. Bu nedenle, elektrik enerjisinin üretiminde sürekli birdevamlılığın sağlanması ve elde büyük ölçüde yedek sistemlerinbulundurulması zorunludur.

Elektrik enerjisinin bir başka sakıncası da üretimine paralel olaraktaşıma ve dağıtımı için özel düzenlere kesinlikle gereksinmeduymasıdır. Oysaki, örneğin: bir dokuma fabrikası ürünlerini tüketiciyegötürmek için özel yollara ve taşıtlara gereksinme duymaz. Bu göreviherkesin yararlandığı bir yoldan ve bir kamyon ile yapabilir. Bunakarşın elektrik enerjisinin taşıma ve dağıtılması için projeye ayrıcayatırımların (örneğin: direkler, teller, izolatörler...) katılmasızorunlu olmaktadır.

ELEKTRİK ENERJİSİNİN İLETİMİ (TAŞINMASI) VE DAĞITILMASI

Genellikle birbirinden uzak olan elektrik üretim santrallarıyla tüketimmerkezleri arasındaki bağlantı, iletişim şebekesi ve enterkonnektesistemlerle sağlanır. Elektrik depolanamadığından, üretildiğinde hemenkullanıcıya ulaştırılması gerekir. Bu da üretim ve tüketimin her andengede tutulması demektir. Öte yandan tüketim miktarı bölgelere,mevsimlere ve hatta günün saatlerine göre büyük değişikliklergösterebilir.

Enterkonnekte sistemler, üretimi tüketim düzeyindeki değişimlereuyarlamayı sağlar. Elektriğin iletimiyse, gerilimin gücüne bağlı olaraktaşıma iletim sığası değişen elektrik hatları aracılığıylagerçekleştirilir. Gerilim arttığında iletim işleminde ciddi tasarruflarsağlanır: enerji kaybı gerilim düzeyiyle ters orantılı olduğu içinenerjiden, hat miktarı azaldığı için yerden, şebekedeki bakımmasrafları azaldığı için de harcamalardan tasarruf edilir. Mesela, 1000MW'lık bir nükleer santralın ürettiği elektriği boşaltmak için,380000V'luk bir hat kullanılır; oysa aynı işi görmek için 154000V'lukaltı hat veya 66000V'luk 30 hat gerekir.

Enterkonnekte sistemler çok dağınık bölgelerin üretim imkanlarınıbirleştirerek, aynı malzeme güvenliği bakımından gerekli olan güçmiktarının azalmasını sağlar. Arızalar meydana geldiğinde, yerindedeğiştirilmesi gereken parçalar o an için elde bulunmayabilir. Budurumda enterkonnekte sistem yardıma koşar; elektrik dağıtımistasyonlarında gerilimin akış yönü ayarlanarak anında ve en azharcamayla üretim ile tüketim arasındaki denge sağlanır. Şebekeninyönetimi için gerekli emirler ve bilgiler özel iletişim hatları, özeltelsizler kullanılarak sağlanır.

Şebeke ve Gerilimler

Gerilim ne kadar yüksek olursa, bir hattın iletebileceği elektrikmiktarı da o kadar yüksek olur. Üretim santrallarından çıkan çok büyükmiktarlardaki akımı iletebilen hatlar Türkiye' de 380000V veya 154000Vdüzeyindedir. Uzak mesafeler arasına kurulan büyük iletişim şebekelerive enterkonnekte sistemler bu tip hatlardan oluşur. Bu şebekeler, bütünüretim santrallarını birbirine bağlar. Elektrik, gerilimi düşürüldüktensonra bölgesel şebekelere iletilir ve bu şebekeler yardımıyla ayrılarakdağıtım merkezlerine gönderilir.

İletim şebekesi bölgesel, ulusal veya uluslar arası ölçekte de olsa,yönetim ve organizasyon nedenleriyle iletim işlemi Türkiye' de 34500Vveya bunun üzerindeki bir gerilim düzeyinde gerçekleştirilir. En çokkullanılan 380000V, 154000V, 66000V veya 24500V'tur. 34500V'unaltındaki gerilimlere ortalama gerilimler olan 20000V ve 15000V veyaalçak gerilim olan 380 veya 220V'luk "dağıtım gerilimleri" denir.

Petrokimya, metalürji (özellikle alüminyum), demir-çelik fabrikaları veelektrikli ulaşım hatları (tren, tramvay) çok büyük tüketicidir. Ortagerilim şebekeleri orta ve küçük sanayi işletmeleri ile büyük mağazalarveya yöresel yönetimler, hastaneler, okullar gibi merkezleri besler.Son olarak, milyonlarca yerel kullanıcı, alçak gerilimli elektrikakımıyla beslenir.

Elektrik Dağıtım Merkezleri ve Dağıtım Bağlantıları

Elektrik üretim merkezleriyle tüketicileri arasındaki bağlantı,elektrik iletim şebekesiyle anında sağlanır. Elektriğin dağıtımı,üretim ve iletim merkezlerindeki karmaşık bir programlama sistemiylegerçekleştirilir. Dağıtım Türkiye Elektrik Kurumu (TEK) tarafındanhazırlanarak uygulanmakta olan bir plana göre Türkiye çapında yapılır.Bu amaçla haberleşme ve telekomünikasyon araçlarından, otomasyondan veönceden hazırlanan istatistik verilerine dayalı öngörülerdenyararlanılır. Bu öngörülerde, ele alınan günün birkaç yıl öncesinekadar şebeke ve tüketim durumu dikkate alınır.

Eskiden yılda bir kere yapılan tahminler, zamanla haftalık, günlük halegelmiş ve tüketimin daha da yakından izlenmesi imkanı sağlanmıştır.Dağıtım ve iletimde meteorolojik koşullar da çok önemlidir; kapalı birhava veya güneşli bir hava büyük sıcaklık farklılıklarına yol açar vebu da milyonlarca konutun ısıtma ve aydınlatılmasında rol oynar.Elektrik akımının iletimi ve dağıtımı şebekeye bağlı dağıtımmerkezlerince (transformatör istasyonları) sırayla yapılır.

Şebeke dağıtım merkezlerinin iki ayrı işlevi vardır: hem hatlarınbirbirine bağlanmasını sağlar (enterkoneksiyon), hem de dönüştürmeişlevi üstlenir (transformatör). Transformatör istasyonlarıtransformatörler (dönüştürücü), disjonktörler ve ayırıcılarladonanmıştır.

Transformatörler, duruma göre elektrik akımının gerilimini yükseltirveya alçaltır; dolayısıyla, iletim ve dağıtıma en uygun gerilimiseçerek elektriğin taşınmasında büyük önem taşır. Disjonktörler gerilimhattında herhangi bir aksaklık olduğunda akımı otomatik olarak kesmeyeyarar. Hattın şebekeden ayrılması gerektiğinde devreye sokulabilir.

Ayırıcılar da aynı rolü üstlenir, ama hatta akım olmadığı zaman çalışırve hattı şebekeden tamamen ayırmakta kullanılır. Bir dağıtım merkezininbirçok farklı öğesi çoğunlukla açıktadır; bazı kentlerde bir dizi öğeyeraltında veya bina içlerinde olabilir. Bunlar basınçlı gaz zarfıiçinde tutulur. Atmosferle pek temas etmediğinden, bundan kaynaklanankirlenmelere uğramaz. Merkezler biraz uzaktaki bir kumandaistasyonundan yönetilir.

Elektriğin Ülke Çapında Dağıtımı

Türkiye'de elektrik dağıtımından genelde Türkiye Elektrik Kurumu (TEK)sorumludur; bazı bölgelerde bu işi özel şirketler üstlenmiştir. Dağıtımkuruluşu tüketim ihtiyacına göre şebekeler kurmak, bunları yönetmek veyenilemek, tüketicileri şebekeye bağlayan bağlantıları yapmak,dağıtılan elektriğin sürekliliğini sağlamak ve miktarını sabit kılmaklayükümlüdür. İletim sistemi aracılığıyla yüksek gerilimde taşınanelektrik, alçak gerilime düşürülerek bir dağıtım merkezine, yanitransformatör istasyonuna ulaştırılır. Kırsal bölgelerde bu şebekeleraçıktadır; yerleşim bölgelerindeyse çoğunlukla yeraltına döşenmiştir.

Orta gerilim/alçak gerilim merkezlerinin bağlayıcı elemanı, farklıgerilimdeki iki şebekeyi birbirine bağlayan ve kısaca trafo denentransformatördür. Alçak gerilimli dağıtım sistemi tüketicilere üç fazlıve bir topraklı (nötr) elektrik sağlar; elektrik iki gerilim düzeyindenoluşur. Bunlardan giderek yaygınlaşanı fazlar arası 380V ve faz-toprakarası 220V gerilimidir. Fazlar arası 200V ve faz-nötr arası 127V olanıgiderek azalmaktadır.

En çok kullanılan sistemler üç fazlı 380V ve tek fazlı 220V'tur. Buseçeneğe göre, bir alet 4 tele veya 2 tele bağlanır. Elektrik akımınınfrekansı bütün Avrupa'da ve Türkiye'de 50Hz, Amerika kıtasındaysa60Hz'dir. Bir motor veya bir bilgisayar, aygıtın içinde kullanılanfrekansa eşit frekanslı bir şebekeye bağlanmadıkça düzgün çalışmaz.