Enerji Verimliliğinin Tanımı ve Önemi
Günümüzde elektrik enerjisinin kullanımı oldukça yaygın bir hale gelmiş olup günlük yaşamın ve çalışma hayatının vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Ekonomik büyüme, nüfus yoğunluğundaki artış ve gelişen teknolojinin paralelinde elektrik enerjisine olan talep tüm dünyada gün geçtikçe artmaktadır. Elektriğe karşı artan bu bağımlılıktan dolayı elektrik şebekelerinde oluşan herhangi bir kesinti sonucunda endüstriyel tüketicilerde oldukça büyük maddi kayıplar oluşurken mesken tüketicilerinde de memnuniyetsizlik görülmektedir. Bu sebeple elektrik enerjisinin üretildiği üretim santralleri, iletildiği iletim şebekesi ve son tüketiciye enerjiyi ileten dağıtım şebekelerinin en uygun şekilde planlanması gerekmektedir. Bu durum günümüz akıllı şebeke yapısındaki ilk aşama olan arz güvenliği ve kaliteli enerjinin sağlanmasını karşılamaktadır. Ancak bu çözüm tek başına yeterli değildir. Dikkat edilmesi gereken en önemli unsurlardan birisi de enerji verimliliğidir.
Enerjiyi kontrol altına almak, artan maliyet ve çevresel etkiler üzerindeki olumsuz etkilerini minimuma indirmek adına yapılabilecek en etkili yöntemlerden biri enerji verimliliği uygulamalarıdır. Enerjiyi verimli kullanmanın yolu ise enerji kaybının minimum düzeye indirilmesi ile sağlanır.
►İlginizi Çekebilir: 380-33 kV İzole Trafolarda Kapasitif Arıza Akımlarının İncelenmesi ve Sisteme Etkileri Üzerine Çözüm Önerileri
Ulusal Enerji Verimliği Eylem Planı’nda belirtildiği üzere enerji verimliliği; enerji maliyetlerinin ekonomiye olan yükünün hafifletilmesi, enerjide arz güvenliğinin sağlanması, dışa bağımlılıktan kaynaklanan risklerin azaltılması, düşük karbonlu ekonomiye geçiş ve çevrenin korunması hususlarında önemli rol oynamaktadır. Dolayısıyla enerjide sürdürülebilirliğin sağlanması için hem arz hem de talep tarafında enerji verimliliğiyle ilgili ciddi aksiyonların alınması gereklidir. Arz ve talep taraflarından sadece birinde gerekli uygulamaların yapılması maalesef yeterli olmayacaktır. Bu sebeple Ulusal Enerji Verimliliği Eylem Planı’nda yapılması gereken eylemler arz ve talep taraflarını içerecek şekilde sektörel bazda da sınıflandırılmıştır.
Enerji Verimliliği Danışmanlığı
Enerji sağlıktan iletişime, ulaşımdan endüstriye birçok farklı sektörde ve farklı şekillerde kullanılmaktadır. Her sektörde enerji verimliliğini etkileyen proses ve elemanlar birbirlerinden farklı olup ayrıntılı özelliklere sahiptir. Bu sebeple enerji verimliliği bakış açısıyla her bir sektöre bakıldığında farklı uzmanlıkların gerekliliği açıktır. Bu amaçla birçok danışmanlık şirketi Enerji Verimliliği Danışmanlığı yetki belgesi ile ulusal ve uluslararası piyasada enerji verimliliği hizmeti vermektedir.
Enerji verimliliği hakkında bir çalışmanın yapılabilmesi için sürecin ya da ilgili ekipmanın normal koşullar altındaki işleyişinin tam anlamıyla incelenmesi, kısacası mevcut durumun hassasiyetle analiz edilmesi gereklidir. Bu veriyi sağlamak için en temel ve elzem yöntem uçtan uca enerji yönetiminin sağlanmasıdır.
Enerji Verimliliği için Veri Toplama, Uzaktan İzleme ve Kontrol
Enerji verimliliği için ilk aşamada kullanılacak veriler tesisin mevcut durumdaki, sürekli işletme koşulundaki ölçüm değerleridir. Bahsi geçen ölçüm değerleri tesisin geçmişte elde ettiği verilerdir. Ek olarak çalışmanın detaylandırılabilmesi için prosesin ve ekipmanların kritik çalışma koşullarındaki ölçümlerinin de yapılması kaçınılmazdır. Bu sebeple enerji verimliliği çalışmalarının en önemli adımlarından birisi olan saha etütleri yapılmalıdır.
Saha etütleri işleyişin tam olarak anlaşılabilir olması açısından belirli bir dönem boyunca yapılmalıdır. Akıllı şebeke altyapısının enerji sektöründe yaygınlaşmasıyla birlikte endüstriyel alanda yoğun olarak kullanılan SCADA sistemleri enerji izleme ve kontrolünü sağlamakla beraber enerji verimliliği için kritik önem arz eder. SCADA vasıtasıyla izleme sonucu elde edilen veriler ile yapılacak analizler enerji verimliliği için nasıl bir yol haritası çizilmesi konusunda yol gösterici olacaktır. Etkin bir enerji izleme ve yönetim sistemine sahip olmak sahadan gelen verilerin sürekliliği konusunda ne kadar değerli ise bu verilerin değerlendirilmesi de o kadar değerli ve önemlidir. Enerji Verimliliğinde
Bulut Tabanlı Büyük Veri Analizi
Endüstri 4.0’ın hayatımızda yerini alması enerji sektöründeki birçok konuyu etkilediği gibi enerji verimliliğini de olumlu yönde etkilemiştir. Düşük maliyetli Iot sensörlerin sahada var olmasıyla birlikte sistemler sürekli izlenebilir, anlık veri toplanabilir hale gelmiştir. Dolayısıyla enerji verimliliği için olmazsa olmaz veriler artık daha yüksek hassasiyet ve doğrulukta toplanabilmektedir.
Enerji tüketimi verisi, enerji verimliliği ve tasarrufu için kilit rol oynamaktadır. Harcanan enerji miktarı ve profili elde edildiğinde enerji verimliliği için gerekli optimizasyon noktaları rahatlıkla tespit edilebilir. Bu amaçla geliştirilen enerji verimliliği analitiği; büyük verinin toplanması, işlenmesi ve analitik hesaplamalarının yapılması için bulut tabanlı bir çözümdür. Büyük veri analitiğinin kullanımıyla ekipman bazında enerji verimliliğinin yanı sıra tüm işleyiş rahatlıkla analiz edildiği için gerekli süreç iyileştirmeleri de ortaya çıkmaktadır.
Şekil 1: Enerji verimliliğinde bulut tabanlı büyük veri analizinin aşamaları
Enerji verimliliğinde bulut tabanlı büyük veri analizinin uygulanması üç ana fazdan oluşmaktadır.
► Faz 1 – Değerlendirme : İlk aşama tesisin mevcut durumunun tespit edilmesiyle başlar. Ana akıştaki kritik işlemler tek tek belirlenir. Olası tasarruflar ortaya çıkarılır.
► Faz 2 – Kurulum : Değerlendirme sonuçlarına göre prosesin takibi için gerekli sensör, sayaç, iletişim cihazları mevcut cihazlara veya uygun yeni ekipmanlara bağlanır. Sahadan buluta ilgili veri akışının düzenli bir şekilde sağlandığı kontrol edilir.
► Faz 3 – Analiz ve Öğrenme : Bulut ortamına sahadan gelen veriler sürekli olarak analiz edilir. Bu analizler tesisin kendi geçmiş verileri kullanılarak yapıldığı gibi aynı zamanda benzer tesislere ait verilerle karşılaştırmalı olarak da yapılabilir. Ortaya çıkan verimlilik önerileri ilgili noktalarda uygulanmalıdır.
Enerji verimliliğinin sürdürülebilir olması için üçüncü fazın sürekli olarak aktif şekilde kullanılması gerekmektedir. Bunun sebebi sürekli olarak sahadan veri toplama, analizlerin gerçekleştirilip enerji verimliliği için ilgili aksiyonlar güncellenebilir olmasıdır.
Enerji verimliliğinde bulut tabanlı büyük veri analizinin faydaları aşağıda belirtilmiştir:
► Enerji tüketimi azaltılıp, verimsiz süreçler iyileştirilirken üretkenlik artacaktır. Az kullanılan enerjiden tasarruf sağlanırken üzerine ek olarak artan üretkenlikle birlikte gelirlerde artış görülecektir.
► Belirli bir dönem için ve düşük hassasiyetle elde edilen veriler yerine sürekli, anlık ve yüksek hassasiyette toplanabilen büyük veriye geçişi sağlamaktadır. Büyük veriler kullanılarak mevcut durum geçmiş işleyişle karşılaştırılabileceği gibi benzer özellikteki tesislerle de rahatlıkla karşılaştırılabilir.
► Enerji tüketiminin azalmasına bağlı olarak CO2 emisyonunda azalma sağlanır.
► Geleneksel enerji verimliliği çözümlerine karşın sadece belirli bir döneme ait ölçüm değerleri üzerinden değil, sürekli ve anlık olarak takip edilebilen verileri ve işleyişler üzerinden sürdürülebilir bir optimizasyon hizmeti sağlanmaktadır.
Dünyadaki örnek uygulamalara bakıldığında EnergyIP Enerji Verimliliği Analitiği (EEA) birçok farklı sektördeki tesislerde aktif olarak kullanılmaktadır. Sektörün önde gelen otomotiv fabrikasında enerji tüketiminde %15’lik bir verimlilik görülürken, binalarda %7, atık su tesislerinde %6’lar seviyesinde enerji verimliliği sağlanmıştır.
Değerlendirme
Geleneksel enerji kaynaklarının artan talep sebebiyle hızla tükendiği ve ayrıca çevreyi olumsuz yönde etkilediği aşikardır. Bu sebeple Dünya var oldukça devam edeceğini öngörülen, temiz enerji sağlayan yenilenebilir enerji kaynakları verimli bir şekilde kullanılmalıdır. Bu amaçla hem üretim hem tüketim tarafında dikkatli olmalı, maksimum seviyede verimlilik sağlanmalıdır. Dijitalizasyonun ve büyük verinin hayata girmesiyle birlikte enerji tüketimi anlık olarak izlenebilir ve analiz edilebilir hale gelmiştir. Bu avantaj kullanılarak enerji verimliliği maksimize edilmelidir. Maksimum enerji verimliliği sağlandığında mali kazancın yanı sıra CO2 salınımının azalması ve enerji kaynaklarının ömrünün uzatılması gibi önemli çevreci yaklaşımlar ortaya çıkacaktır.
İsmail Şahin – Power Technologies International
Fatih Çetin – Digital Industries Customer Services
Siemens San. ve Tic. A.Ş, Yakacık Caddesi No:111 34870 İstanbul, Türkiye
