Enerjinin DC İletimi

Elektriği genelde üç fazlı üretiyor, iletiyor, dağıtıyor ve kullanıyoruz. Güneş enerjisinden elde edilen doğru gerilimi de yine iletmek için alternatife çeviriyor ve öyle iletiyoruz. Peki ya elektriği doğru gerilimle iletseydik? Enerjiyi DC iletmenin avantajları ve dezavantajları neler? Dünya’da enerjiyi DC ileten yerler var mı? Cevapları yazımızda.

A- A+

12.04.2024 tarihli yazı 97061 kez okunmuştur.

HVDC Yüksek Gerilim DC AC Doğrultucu İnverter Enerji İletim Hatları Enerji Nakit Hatları

Elektriği üç fazlı alternatif üretiyor, dağıtıyor ve kullanıyoruz. Elektriği alternatif şekilde iletmenin avantajları olduğundan AC şekilde iletiyoruz. Peki elektriği doğru gerilimle iletsek ne olurdu? Uzun hatlarda elektrik yüksek gerilimde iletilir. Türkiye için söyleyecek olursak iletim hattı gerilim seviyeleri 66, 154 ve 380 kV şeklinde alternatif olarak iletiliyor.

► Şekil 1: İsveç'te ki Baltık Denizi'nden Gotland Adasına Giden 150 kV'luk 98 km uzunluğundaki HVDC Hattı

► İlginizi Çekebilir: Enerji İletim Hatları

► Elektriği yüksek gerilimde DC iletim yapmak ne gibi avantajlar sağlar?

Yüksek gerilim DC hatları HVDC Hatlar olarak adlandırılır. Frekansı sıfırdır ve salınım yapmayan hatlardır. Avantajlarından en önemlisi çevreye olan zararlarının daha az olmasıdır. Çünkü AC hatlar, DC hatlara göre etrafına daha fazla elektromanyetik dalga yayarlar.

Genelde herkes AC gerilimde sıfır geçişi olduğundan, DC iletimde daha fazla güç kaybı olacağını düşünür. Aslında durum tam tersidir. Hattın omik direncinde deri etkisi olmadığından güç kaybı alternatif iletime göre daha azdır. Böylece hatta daha az gerilim düşümü oluşacaktır. Kayıpların DC iletimde daha az olması bu iletim türünün en büyük avantajlarındandır. Ayrıca DC iletimde kablo kesitinden daha fazla yararlanılır. Yani DC iletim hatta daha fazla gücü iletme imkanı tanır.

Ayrıca farklı frekanstaki şebekeleri de yine DC iletimle birbirine bağlanabilir. Ancak AC iletimde böyle bir durum yoktur. DC iletimin bir avantajı da korona olayının meydana gelmesi alternatif iletimdekine göre daha azdır. DC’de akım ve kontrolünün daha kolay ve sade bir şekilde yapılması ve su altından iletime uygun olması yine bu iletim türünün avantajlarından sayabiliriz.

► Şekil 2: Kuzey Dakota Yakınlarındaki İki DC Gerilim Hattı (Soldaki Hat 250kV, Sağdaki Hat 400kV)

► İlginizi Çekebilir: Dünyanın En Büyük Enerji İletim Hattı Atlamaları

► DC iletimin dezavantajları nelerdir?

Sistemde harmonik oluşturmaları önemli dezavantajlarından. Evirici ve çeviricilerin reaktif güce ihtiyaç duyması ve sistemde harmonik oluşturması da yine dezavantajlarındandır. Bu nedenle filtreler ve kompanzatörlere gereksinim duyması ana maliyeti artırır. Ayrıca, kontrol sisteminin de karmaşık olması yine dezavantajları olarak belirtebiliriz.

► Maliyet açısından DC iletimin yol açtığı durumlar nelerdir?

Başta şunu söylemek gerekirse DC ile iletim yapmak maliyetli bir durumdur. Çünkü generatörlerden üç fazlı alternatif üretilen enerjinin önce doğrultucularla doğrultulup DC’ye çevirmek ve hattı ilettikten sonra tekrar inverterler ile AC’ye çevirmek maliyeti çok ciddi bir biçimde artırıyor. Yani dönüştürmenin yapılabilmesi için doğrultucu ve inverter istasyonları kurulması gerekiyor. Bu da çok maliyetli bir durum. Yine önceki sorumuzda da belirttiğimiz gibi sistemin filtre ve kompanzatörlere de ihtiyaç duyması maliyetin daha fazla olmasına sebep oluyor.

Yapılan araştırmalarda 500 km ve altındaki hat uzunluklarında AC iletim, DC iletime göre daha az maliyetli olduğu saptanmıştır. Zaten 500 km ve daha uzun hatlar fazla olmadığından AC iletim tercih ediliyor. 500 km ve üzerindeki mesafelerde ise DC iletim daha az maliyetli. Aşağıdaki grafikte de görüldüğü gibi belli bir noktadan sonra mesafe arttıkça DC iletimin daha az maliyetli olduğunu görebiliyoruz.

► Şekil 3: Mesafe-Maliyet Arasındaki İlişkiye Göre AC-DC İletim Hattı Grafiği

► İlginizi Çekebilir: HVDC Nedir? Avantajları ve Dezavantajları Nelerdir?

► Çok uzun hatlarda enerjiyi DC iletmenin limiti var mı?

Çok uzun mesafelerde AC iletimde hattın reaktif güç akışı iletim hattının mesafesini kısıtlıyor. Buna kablonun kapasitans etkisi neden oluyor. Ama DC iletimde frekans olmadığından kapasitans etki olmaz. Yani DC iletimde mesafe limiti yok.

► DC iletim Dünya’da nerelerde yapılıyor?

Türkiye’de DC iletimin bir uygulaması yoktur. Ancak ileride Türkiye komşu ülkelerle ortak DC hatlar kullanmaya başlayabilir. Ayrıca dünyada bazı yerlerde kullanılmaktadır. Bazı örnekler verecek olursak;

► İsveç-Almanya arasında Baltık Denizi içinden 150 kV'luk 98 km uzunluğundaki hat
► Manila Adaları’nda havai hat olan 350 kV, 430 km uzunluğundaki DC gerilim hattı
► İtalya-Yunanistan arasında 400 kV’luk 160 km uzunluğundaki DC gerilim hattı
► Brezilya’da 50 ve 60 Hz’deki iki farklı frekanstaki şebekeyi birleştirmek amacıyla 805 km uzunluğundaki 600 kV’luk DC iletim hattı mevcuttur.