Gelişen Şebeke için Sürdürülebilir Trafo Teknolojileri
Yazan: Aleena Ahmad, Araştırma Analisti – Power Technology Research
- 2021 yılında dünya genelinde yaklaşık 302 GW yenilenebilir enerji üretim kapasitesi kuruldu; bunun 168 GW’si yalnızca güneş enerjisinden kaynaklanıyordu.
- Yıllar içinde trafo sektöründe, temiz enerjiye geçiş sürecinde destekleyici bir rol oynayan çeşitli teknolojik çözümler ortaya çıkmıştır.
- Power Technology Research’e göre, yenilikçi, sürdürülebilir ve çevre dostu trafo çözümleri sunan trafo tedarikçilerinin önümüzdeki yıllarda pazar paylarını artırmaları bekleniyor.
Dönüm noktası niteliğindeki Paris Anlaşması’nın (2015) imzalanmasından bu yana, dünya çapındaki ekonomiler iklim değişikliğiyle mücadele etmek için iddialı yenilenebilir enerji hedefleri belirlemiştir. Uluslararası Enerji Ajansı’na göre, bu hedefler ve iyileştirilmiş politikalar, yıllar içinde özellikle gelişmiş ülkelerde küresel yenilenebilir enerji üretim kapasitesinde önemli artışlara yol açmıştır. 2021 yılında dünya genelinde yaklaşık 302 GW yenilenebilir enerji üretim kapasitesi kurulmuş olup, bunun 168 GW’ı yalnızca güneş enerjisi kaynaklıdır.
Bu yenilenebilir enerji kapasitesi artışları, ülkelerde elektrik şebekesinin modernizasyonunu ve iyileştirilmesini gerektirerek, özellikle transformatörler olmak üzere şebeke ekipmanlarına olan talebi artırmaktadır. Öte yandan, transformatör endüstrisi, değişen ihtiyaçlara yanıt olarak, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla uyumlu, sürdürülebilir ve çevre dostu teknolojik çözümlere yönelmekte ve daha temiz bir şebeke hedeflemektedir.
Şekil 1: Trafo Endüstrisindeki Çeşitli Teknolojik Çözümler.
Kaynak: Güç Teknolojisi Araştırmaları
Yıllar içinde trafo endüstrisinde, temiz enerjiye geçiş sürecinde destekleyici bir rol oynayan çeşitli teknolojik çözümler ortaya çıkmıştır. Bu teknolojik çözümler arasında deniz altı trafoları, trafolar için ester yağı, trafolar için yeşil çelik ve dijital trafolar yer almaktadır.
Denizaltı transformatörü
Denizaltı transformatörü, derin deniz sahalarında güç kaynağı işlemleri için kullanılan, hermetik olarak sızdırmaz, sıvı dolu ve basınç dengelemeli bir ünitedir. Denizaltı transformatörünün basınç dengeleme sistemi, iç parçaları sıvıya daldırarak ve hava ile gazla dolu boşlukları tamamen ortadan kaldırarak iç basıncı su dışındaki basınca yakın bir seviyede tutar. Transformatörün soğutması, konveksiyon yoluyla doğal olarak gerçekleştirilir.
Deniz altı transformatörlerinin kullanım alanlarından biri, anakara şebekesine bağlanmak için bu transformatörleri kullanabilecek büyük açık deniz rüzgâr santrali tesisleridir. Bir transformatör deniz tabanına kurulursa, transformatöre özel bir yüzer platform inşa etme ihtiyacı ortadan kalkar. Diğer kullanım alanları arasında gelgit türbini santralleri ve dalga enerjisi dönüştürücü santralleri bulunmaktadır.
Hitachi Energy, OneSubsea’ye tedarik edilecek 24 MVA’lık denizaltı transformatörünün testlerine kısa süre önce başladı. Şu anda, 55 tonluk denizaltı transformatörünün denizaltı koşullarındaki güvenilirlik değerlendirmesinin yanı sıra, termal davranışının ve basınç dengeleme sisteminin değerlendirilmesi devam etmektedir.
Ester yağı
Genellikle transformatörlerde yalıtım ve soğutma amacıyla mineral yağ kullanılır; ancak ester yağı, biyolojik olarak parçalanabilir olması ve yangın riskini azaltmasıyla bu yağa sürdürülebilir bir alternatif sunar. Güneş enerjisi santrallerinde kullanılmak üzere özel olarak tasarlanmış, biyolojik olarak parçalanabilir sıvılar içeren, düşükCO2 emisyonuna sahip ve inşaat sırasında daha az malzeme gereksinimi olan bir transformatör piyasaya sunulmakta olup, bu ürünün transformatör sektöründe devrim yaratması beklenmektedir. Transformatör, WESTRAFO, EUROLAM, Technology-DTV ve EGP'nin mühendislik bölümü arasındaki işbirliği ile tasarlanmış ve geliştirilmiştir. GEMINA, AGRIA ve ALAUDAE adlı üç güneş fotovoltaik santralinden oluşan VIDCO güneş enerjisi kümesi (inşaat halinde) kapsamında İspanya'da kullanıma sunulacaktır.
Transformatörlerin, emisyonları 45 metrik tonCO2 azaltacağı ve inşaat sırasında tüketilen demir, alüminyum ve yalıtım kağıtlarını içeren 14 ton hammadde tasarrufu sağlayacağı tahmin edilmektedir. Ayrıca, transformatörde, mineral yağlarla genellikle ilişkilendirilen sızıntı ve yangın risklerini azaltan ve transformatörün yüksek sıcaklıklara dayanma kabiliyetini artıran katkı maddeleri içeren soya bazlı bir karışım olan “Natural Ester Cargill FR3” kullanılmaktadır.
Yeşil çelik
"Yeşil çelik", genellikle üreticiden üreticiye farklılık gösteren ve zamanla gelişmesi beklenen en düşük karbon ayak izine sahip çeliği ifade eder. Avrupa'da elektrik çeliği alanında pazar lideri olan Thyssenkrupp, düşük karbon ayak izine sahip bir çelik türünü piyasaya sürerek, diğer üreticilerin de sürdürülebilir üretim süreçlerini tercih etmeleri için sektörde bir emsal oluşturmuştur. Düşük karbon ayak izine sahip bu yeni çeliğin, bölgedeki devam eden enerji dönüşümü girişimlerine önemli bir ivme kazandırması beklenmektedir. Karbon ayak izi azaltılmış bu yeni elektrik çeliğinden 50 ton
SGB-SMIT tarafından satın alınmış olup, şirket bu çeliği Almanya'daki E.ON'un dijital gerilim trafo merkezleri için transformatör üretmek amacıyla kullanacaktır. Sürdürülebilir hammadde ve ürünlerin kullanımını öngören AB Ekotasarım Direktifi göz önünde bulundurulduğunda, diğer kamu hizmet kuruluşlarının da gelecekte yeşil çelikten üretilmiş transformatörler satın alması beklenmektedir.
Elektrik çeliğinin sadece güç ve dağıtım transformatörlerinin üretiminde değil, aynı zamanda elektrikli araç şarj istasyonlarında ve elektrik motorlarında da kullanıldığına dikkat çekmek önemlidir. Bu ürünlerin üretiminde yeşil elektrik çeliğinin kullanılması, hem bölgede hem de küresel düzeyde enerji dönüşümü gündemini daha da ileriye taşıyacaktır.
Şekil 2: Trafo Dijitalleşmesinin Olası Faydaları. Kaynak: CIGRÉ (Görsel, Power Technology Research'e aittir)
Dijital transformatörler
Dijital transformatör, varlık yönetimi ve şebeke optimizasyonu gerçekleştirmek üzere veri toplayan sensörlerle donatılmış bir transformatördür. Yüksek gerilim elektrik alanında önde gelen, küresel bir kar amacı gütmeyen kuruluş olan CIGRÉ tarafından yayınlanan bir araştırma, transformatör izlemenin erken teşhis sayesinde onarım maliyetlerinde %75 azalma, öngörülemeyen sorunlar/kesintiler nedeniyle gelir kaybında %60 azalma, felaket niteliğindeki arızalar riskinde %50 azalma ve yeni bir transformatörün fiyatının %2'sine varan yıllık maliyet tasarrufu sağlama potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymuştur.
2020 yılında ABB Power Grid, Mainstream’in Şili’deki dokuz projesine dijital özellikli transformatörler tedarik etti; ardından Şili’deki toplam 332 MW üretim kapasitesine sahip 3 rüzgâr enerjisi projesine (Cuel, Sarco ve Aurora) güç transformatörleri sağladı. Geçen yıl Enel Altyapı ve Şebekeler bölümü, Hitachi ABB Power Grids’in transformatörlerinin dijitalleştirilmesi içinTXpertTM Ekosistemini kullanmaya karar verdi.
Geleceğe Bakış
Power Technology Research’e göre, yenilikçi, sürdürülebilir ve çevre dostu trafo çözümleri sunan trafo tedarikçilerinin önümüzdeki yıllarda pazar paylarını artırmaları bekleniyor. Küresel enerji dönüşümü tek başına gerçekleşemez; tüm enerji ekosisteminin bu dönüşümü desteklemesi gerekir ve işte bu noktada tüm bu teknolojilerin büyük bir rolü vardır. Ayrıca, özellikle mali gücü olan gelişmiş ekonomilerde, eskiyen transformatörlerin, yenilenebilir enerji üretim uygulamalarıyla ve genel olarak enerji dönüşümüyle daha uyumlu olan en yeni transformatör çözümleriyle değiştirilmesi beklenmektedir.
Analistin Özgeçmişi:
Piyasa Analisti – Enerji Teknolojisi Araştırması
Aleena Ahmad, Power Technology Research (PTR) şirketinde pazar analisti olarak görev yapmaktadır. PTR’de transformatörler ile ilgili projelerde yer alan Ahmad, dağıtım şirketlerinin yapısı, iletim ve dağıtım ekipmanlarının mevcut kurulu gücü ve gelecekteki pazar eğilimleri gibi çeşitli alanlarda veri toplama ve analizinden sorumludur. PTR’deki pazar analisti olarak, transformatör pazarındaki farklı teknolojileri ve bunların etkilerini derinlemesine analiz etmektedir. PTR'ye katılmadan önce Aleena, Nestle'de Elektrik ve Otomasyon Mühendisi olarak çalışmıştır. Aleena teknik bir geçmişe sahiptir ve Elektrik Mühendisliği alanında lisans derecesine sahiptir.
İletişim:
Hassan Zaheer - Müşteri İlişkileri ve Danışmanlık Direktörü
+49-89-12250950
