Yazan: Aleena Ahmad, Araştırma Analisti – Power Technology Research’te

• 2021 yılında dünya genelinde yaklaşık 302 GW yenilenebilir enerji üretim kapasitesi kuruldu; bunun 168 GW’si yalnızca güneş fotovoltaik (PV) kaynaklıydı.
• Yıllar içinde transformatör 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 küresel olarak yaklaşık 302 GW yenilenebilir enerji üretim kapasitesi kurulmuş olup, bunun 168 GW’ı yalnızca güneş fotovoltaik (PV) kaynaklıdır.

Bu yenilenebilir enerji kapasitesi artışları ise ülkelerde elektrik şebekesinin modernizasyonunu ve iyileştirilmesini gerektirerek, özellikle transformatörler olmak üzere şebeke ekipmanlarına yönelik talep yaratmaktadır. Öte yandan, transformatör endüstrisi de 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 transformatör sektöründe, temiz enerjiye geçiş sürecinde destekleyici bir rol oynayan çeşitli teknolojik çözümler ortaya çıkmıştır. Bu teknolojik çözümler arasında deniz altı transformatörleri, transformatörler için ester yağı, transformatörler için yeşil çelik ve dijital transformatörler 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 sıvının içine 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, ana karadaki şebekeye bağlanmak için bu transformatörlerden yararlanabilecek 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 yer almaktadır.

Hitachi Energy, kısa süre önce OneSubsea’ye tedarik edilecek 24 MVA’lık denizaltı transformatörünün testlerine başladı. Şu anda, 55 T’lık 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 buna sürdürülebilir bir alternatif sunar. Güneş enerjisi santrallerinde kullanılmak üzere özel olarak tasarlanmış, biyolojik olarak parçalanabilir sıvılar içeren, düşük_CO2 emisyonuna sahip ve inşaat sırasında daha az malzeme gereksinimi olan bir transformatör piyasaya sunulmaktadır ve bu ürünün transformatör sektöründe devrim yaratması beklenmektedir. Transformatör, WESTRAFO, EUROLAM, Technology-DTV ve EGP’nin mühendislik bölümü arasındaki işbirliği ile tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Bu transformatör, GEMINA, AGRIA ve ALAUDAE adlı üç güneş fotovoltaik santralinden oluşan (inşaat halindeki) VIDCO güneş enerjisi kümesi kapsamında İspanya’da devreye alınacaktır.   

Transformatörlerin, emisyonları 45 metrik ton_CO₂ azaltacağı ve inşaat sırasında tüketilen demir, alüminyum ve yalıtım kağıtlarını da içeren 14 ton hammadde tasarrufu sağlayacağı tahmin edilmektedir. Ayrıca, transformatörde, genellikle mineral yağla ilişkilendirilen sızıntı ve yangın risklerini azaltan ve transformatörün yüksek sıcaklığa 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 zaman içinde değişmesi 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, bölgede 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 üzere kullanacaktır. Sürdürülebilir hammadde ve ürünlerin kullanımını öngören AB Ekotasarım Direktifi göz önünde bulundurulduğunda, ilerleyen dönemde diğer enerji şirketlerinin de yeşil çelikten üretilmiş transformatörler satın alması beklenmektedir.

Elektrik çeliğinin sadece güç ve dağıtım transformatörlerinin üretiminde değil, aynı zamanda elektrikli araçların 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 ilerletecektir.

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 oluşan 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 üretim kapasitesi 332 MW olan 3 rüzgâr enerjisi projesine (Cuel, Sarco ve Aurora) güç transformatörleri sağladı. Geçen yıl Enel Altyapı ve Ağlar bölümü, Hitachi ABB Power Grids’in transformatörlerinin dijitalleştirilmesi için^{TXpert™ Ekosistemini} kullanmaya karar verdi.

Geleceğe Bakış

Power Technology Research’e göre, yenilikçi, sürdürülebilir ve çevre dostu transformatör çözümleri sunan transformatör 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 oynayacağı rol çok büyüktür. Ayrıca, özellikle mali esnekliğe sahip gelişmiş ekonomilerde, eskimiş trafo kurulumlarının, yenilenebilir enerji üretim uygulamalarıyla ve genel olarak enerji dönüşümüyle daha uyumlu olan en yeni trafo çözümleriyle değiştirilmesi beklenmektedir.

Analistin Özgeçmişi:

Piyasa Analisti – Enerji Teknolojisi Araştırması

Aleena Ahmad, Power Technology Research (PTR) şirketinde pazar analisti olarak görev yapmaktadır. PTR’de transformatör konusundaki projelerde yer almakta olup, dağıtım şirketlerinin yapısı, iletim ve dağıtım ekipmanlarının kurulu tabanı ve gelecekteki pazar eğilimleri dahil olmak üzere çeşitli alanlarda veri toplama ve analizinden sorumludur. PTR’deki pazar analisti olarak, transformatör pazarındaki farklı teknolojiler ve bunların etkileri üzerine derinlemesine analizler gerçekleştirmektedir. PTR’ye katılmadan önce Aleena, Nestle’de Elektrik ve Otomasyon Mühendisi olarak çalışmıştır. Teknik bir geçmişe sahip olan Aleena, Elektrik Mühendisliği alanında lisans derecesine sahiptir.

İletişim:

Hassan Zaheer - Müşteri İlişkileri ve Danışmanlık Genel Müdürü

+49-89-12250950

([email protected])