Son yıllarda enerji sektöründe kullanımı giderek artan enerji depolama sistemlerinin, önümüzdeki dönemde işlenebilir “Li” rezervlerinin artması, elektronik ve şalt ürünlerine yönelik teknolojide gelişme kaydedilmesi ve ülkelerin şebeke regülasyonlarının enerji depolama sistemi entegrasyonuyla ilgili genişletilmesiyle beraber, gelecekte ekonomik ve teknik olarak uygulanabilir en önemli çözümlerden biri olacağı öngörülmektedir. Özellikle rüzgâr ve güneş enerji santrallerinin yoğun olduğu ülkelerde enerji depolama sistemi, o ülkenin elektrik şebekesi kararlığını ve enerji arz/talep dengesini yönetmek için kaçınılmaz bir hale gelmiştir. Amerika, İngiltere, Almanya ve Avusturalya gibi yenilenebilir enerji santrallerinin yoğun olduğu ülkelerde bu eğilimin hızla arttığı görülmektedir.
Enerji depolama sistemlerinin sürdürülebilir enerji arzını yönetmede teknik ve ekonomik olarak önemli bir yer tuttuğu bilinmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak üretilen enerjinin yatırım, işletme maliyeti ve çevreye etkileri değerlendirildiğinde, ülke ekonomisine olan katma değeri, diğer konvansiyonel enerji üretimi yatırımlarına göre daha fazla olduğu bilinmektedir.
Bunun yanında enerji dağıtımı tarafında ise gelecekte daha yoğun kullanılacak araç şarj istasyonlarının şebekeye entegre olmasıyla beraber büyük çaplı anlık enerji talebinde de enerji depolama sistemleri hazır ve hızlı enerji kaynağı olarak destekleyici bir rol üstlenmektedirler.
Ülkeler kendi şebeke yapısı ve gereken enerji sistemi parametrelerini değerlendirerek, enerji depolama sisteminin en uygun noktalara bağlantısı yapılması yönünde şebeke yönetmeliği üzerinde çalışmaktadırlar. Özellikle Türkiye’de olduğu gibi, büyük çaplı (GW) yenilenebilir enerji projelerinde kullanılması amacıyla da bu çalışmalar yapılmaktadır. Türkiye’de toplam kurulu gücün yaklaşık %10’u kadar yenilenebilir enerji sistemi bulunmaktadır. Önümüzdeki 10 yıl içinde toplam 20GW rüzgâr ve güneş enerji santrali yatırımı ile beraber yenilenebilir enerji santrallerinin konvansiyonel enerji santrallerine oranının giderek artacağı öngörülmekte olup, şebeke kararlılığını sağlamak amacıyla enerji depolama sistemlerinin kullanılması kaçınılmaz olacaktır.
Enerji Depolama Sistemleri; enerji üretim sektöründe, enerji üretimini zamana bağlı oluşacak yükün durumuna göre düzenlemek, yan hizmetler desteği sağlayarak şebekenin dengeli çalışmasını sağlamak, yenilenebilir enerji santrallerinin gün içinde veya gün sonrası enerji üretim tahmin hatalarını gidermek ve farklı tipte enerji santrallerinin beraber çalışarak düzgün bir şekilde güç eğrisi oluşturmalarına yardımcı olmaktadır.
Enerji depolama sistemleri uygulamasında kritik konulardan biri de güç yoğunluğu ve enerji yoğunluğudur. Birçok uygulamaya göre farklı enerji çözümleri uygulanmaktadır. Bir uygulamada (Örn. Frekans kontrolü, enerji kalitesi uygulaması) güç yoğunluğu daha önemli ise gücü sağlayan ekipmanların enerji depolayan pillerin kapasitesine göre daha yoğun kullanılması gerekmektedir. Bazı uygulamalarda (Örn. Anlık güç tüketimi, dizel jeneratörlerle beraber çalışma) ise enerji yoğun bir depolama sistemi tercih edilmektedir. Bu tür uygulamada ise pillerin kapasitesi, güç ekipmanlarının (evirici, trafo vs.) kapasitesinden daha fazla olması gerekmektedir.
Primer/Sekonder frekans zelluygulamasında öikle enerji arzının yetersiz olacağı öngörüldüğünde veya bir santral arızası oluşması durumunda, enerji depolama sistemleri hazırda bulunan bir enerji kaynağı olarak önemli bir rol üstlenmektedir. Özellikle enerji depolama sisteminin verdiği tepki hızı, konvansiyonel santrallerden daha hızlı olmaktadır.
Gece ve gündüz enerji tüketimlerinin eşit olmaması ve yer yer anlık güç tüketiminin olduğu saatlerde kullanılması için daha önce depolanan enerji; talep edildiği süre içerisinde kullanılmaktadır. Gece gündüz saatlerindeki enerji fiyatlarını değerlendirdiğimizde arbitraj amacıyla da kullanılması mümkündür.
Rüzgâr santrallerinde özellikle gün öncesi tahminin zor olduğu zamanlarda enerji depolama sisteminin; gerçekleşen üretimi değerlendirerek; yapılan tahmin seviyesinde enerji arzını sağlayacak şekilde şarj ve deşarj işlemini sağlaması mümkündür. Bu sayede santraller; oluşabilecek tahmin cezaları ile karşı karşıya kalmamış olacaklardır.
Enerji depolama sistemlerinin bir görevi de aynı bölgede bulunan birçok rüzgâr santralinin pürüzlü ürettiği enerjiyi gerekli şarj ve deşarj uygulamaları ile pürüzsüz hale getirerek enerji kalitesini arttırmaktır. Kaynak yapısından dolayı aktif ve reaktif güçte oluşan salınımları enerji depolama sisteminin ürettiği/tükettiği aktif ve reaktif güç ile düzeltmek mümkündür.
İletim sistemine yönelik kullanımda ise eğer iletim sistemi kapasitesi enerji üretim kapasitesi kadar yeterli değil ise enerji depolama sistemleri; enerji üretim santrallerine yakın yere entegre edilerek iletim sisteminin kapasitesinden fazla üretilen enerjinin depolanıp; enerjinin üretilmediği veya üretilmesi talep edilmediği zamanlarda kullanılarak; iletim sisteminin kullanım kapasitesi verimliliği en iyi şekilde artırılabilir.
Geleceğin şebekesinde özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının mevcut şebekeye hızla entegre edilmesi; doğalgaz santrallerinin yatırım ve işletmesinin maliyetli olması; hidroelektrik ve termik santrallerin; gerek çevreye dolayı önemli hale gelecektir. Enerji depolama verdiği etki gerekse yeterli verimde olmamasından sistemleri de şebeke kararlılığı ve enerji kalitesine yönelik sisteme önemli katkılar sağlayacaklardr. Özellikle şebeke yönetmeliği çalışmalarındaki gelişmelerin olması ve pil fiyatlarının gün geçtikçe azalması; enerji depolama sistemi yatırımlarının artması için önemli bir faktör olup; şebekenin daha verimli çalışmasına ve böylelikle ülke ekonomisine de önemli katkıda bulunacaktır.
Oğuzhan Çayırezmez, Siemens Sanayi ve Ticaret AŞ Enerji Yönetimi Sektörü
