Bitişikteki şehir

Viyana, binalar ile enerji arzının birbirine ortaya sinerjik etkiler çıkaracak şekilde entegre edildiği bir şehir kurmayı planlıyor. Vizyonu ise yarının şehri için gerekli enerji tasarrufu teknolojilerinin optimumlaştırılabileceği dünya klasmanında canlı bir laboratuvar.

Aspern dünyanın dört bir yanındaki şehirler açısından çok önemli olabilir, çünkü içinde iklim değişikliğinin de olduğu savaş kazanılacaksa, burada mücadeleye dünyadaki toplam enerjinin yüzde 75'inin tüketildiği ve sera gazlarının yüzde 85'inin üretildiği şehirlerde başlanılacak demektir.

Görsele tıklayın.
"Aspern yani Viyana'nın Kentsel Göl Kenarı" olarak bilinen bu 240 hektarlık laboratuvar sahası günümüzde Avrupa'nın en büyük geliştirme projelerinden biridir. Her ne kadar şimdilik orada bir metro istasyonu ile tamamlanmış bir binadan fazla pek bir şey yoksa da 2015 yılı başı itibariyle 3,420 tane apartman dairesinin, bir okul yerleşkesinin ve yatakhanelerinin bir kısmının bitirilmiş olması bekleniyor.

 Ve, 2028 yılı itibariyle ise Aspern'in 8,500 adet apartman dairesi, 20,000 kişiye iş imkanı, ticari biryerleşke ve bir araştırma merkezine sahip olması planlanıyor ve bunların tümü Viyana şehir merkezine 25 dakikalık metro yolculuğu mesafesinde olacak. Aspern sıradan devasa konut geliştirme projelerinden biri değil. Onu dünyanın dört bir yanındaki düzinelerce büyük diğer projelerden ayrıştıran, Viyana Şehri, bu şehrin altyapı hizmetleri şirketi (Wien Energie) ve bu projede yer alan tek endüstriyel ortak olan Siemens arasında imzaları atılmış beş yıllık ve yaklaşık 40 milyon € değerindeki ortak girişim (JV).

Aslında CT'nin Araştırma ve Teknoloji Merkezi Başkanı Dr. Wofgang Heuring'e göre Siemens Kurumsal Teknolojiler (CT) ve bu şirketin Siemens'in Altyapılar ve Şehirler Sek-törü'ndeki Akıllı Şebekeler ve Bina Teknolojileri Bölümü ile birlikte hazırladığı koordine bir araştırma planıyla bu şehrin "canlı bir laboratuvar"a dönüştürülmesi tasarlanıyor. Heuring, "Aspern enerji verimliliğini ve sürdürülebilir kentsel gelişmeyi destekleyen teknolojilerin entegrasyonu için bir sınama ortamı işlevi görüyor. ~
Bu teknolojilerin birbirlerine nasıl entegre edilebileceklerini bizzat sahada görmek Siemens ve bizim dört araştırma ve geliştirme faaliyetimiz için olağanüstü önemli" diyor. Viyana şehri için bir yandan çevresel aya-kizini azaltmaya ve diğer yandan da yaşam kalitesi arttırmaya odaklanmış olmak da başta gelen önceliklerden biri. Viyana'nın enerji, araştırma, teknoloji ve inovasyondan sorumlu belediye hizmetleri kuruluşu olan Wiener Stadtwerke Holding AG'nin Yönetim Kurulu Üyesi Marc H. Hall, "Gelecekte enerji gereksinimlerimizin neler olabileceğine dair bir bakış açımız olsun istiyoruz.

Bu aslında ta-mamiyle akıllı enerji yönetimi ve akıllı ev çözümleriyle ilgili ve merkezi ısıtma gibi konvansiyonel çözümlerin yeni ve merkezi olmayan çözümlerle nasıl harmanlanabilece-ğine ilişkin bir konu" diyor. BM'in Yaşanabilir Şehirler Endeksi'nde zaten 1 Numara olan ve "Gezegendeki Top 10 Akıllı Şehir" sıralamasında da zirvede yer alan Viyana kendi çevresel ayakizini nasıl daha fazla azaltabileceğini öğrenmek istiyor.

Ancak bu hedefin anlamlı bir şekilde tutturulabilmesi için iyileştirmelerin zaman içinde ölçülmesine giden yolda ilk adım olan, kendi enerji verimliliğinin mevcut seviyesini tarafsız olarak tespit etmesi gerekiyor. CT'nin Sürdürülebilir Şehirler Teknoloji İnovasyon Proje'sinin başındaki Dr. Bernd Wachmann, "Bunu yapabilmek için silolar arasında dağıtılmış veriler sorununa bir çözüm bulmak zorundasınız.

Bina otomasyon sistemlerinden gelen farklı türden verileri toplamalı, onları mevcut ve tahmini hava durumu bilgileriyle harmanlamalı ve ardından hepsini entegre etmelisiniz. Ardından bu veri kümesine dayalı anında öngörüsel kavramlar, optimizas-yon ve karar destek süreçleri yaratmak mümkün olabilir" diyor. Binalar konuşmaya başladığında. İşte Siemens'in Aspern içinde kelimenin tam anlamıyla hedeflediği de bundan ibaret.

Bu şirket, içinde akıllı binalarda enerji yönetimi teknolojileri, düşük voltajlı şebeke çözümleri yani trafolardan tek tek binalara ve dairelere doğru elektrik dağıtım sistemleri ve Belediye Veri Merkezi'nin kurulumunu da kapsayan "büyük veriler" yönetimi çözümlerinin olduğu üç ayaklı bir paketi birleştiriyor. Diğer büyük kentsel geliştirme projelerinin aksine Aspern'de bu sistemlerin bütün bileşenleri, üreticileri kim olursa olsun, veri paylaşma özelliğine sahip olmak zorunda.~
Aspern'in kendisi kadar özgün bir satınalma sürecine işte bu özellik damgasını vuruyor. Siemens Bina Teknolojileri'nin Avrupa'daki pilot projelerinin stratejik koordinasyonundan sorumlu Vesna Mikulovic, "Eğer modası geçmiş ihale sistemleriyle akıllı bir şehir kurmaya kalkarsanız hizmetleri entegre etmeyi asla başaramazsınız. O zaman birbirleriyle konuşamayan ucuz bileşenler satın almak zorunda kalırsınız.

Bizim Aspern'de yapmaya çalıştığımız ise silolaştırılmış bir yaklaşım yerine hizmetlerin entegrasyonuna dayalı yeni iş kuralları yaratmak. Kısacası, bizim büyük kentsel projelerde karşılaştığımız en önemli meydan okuma entegrasyon" diyor. Ancak bu meydan okumanın üstesinden gelmenin de, en azından başlangıç sermayesi harcamaları bazında, bir maliyeti var.

Zaten Aspern JV'nin konvansiyonel ve çok sayıda yenilenebilir enerji sistemlerinin kurulumunu da kapsayan akıllı bileşenler arasındaki fiyat farkının ve bu gibi sistemlerin Aspern binalarının sadece örnek bir bölümünde kurulmasının nedeni de işte bu. Enerji kullanımının optimizasyonu hakkında öğrenilebileceklerin maksimumlaştırılması için JV, fotovoltaj panellerden ve ısı pompalarından çeşitli enerji depolama çözümlerine kadar değişen geniş ve farklı teknolojiler "karışımları"nın kurulumunu destekleyecek.

Yerel enerji üretimi, kullanımı ve depolanmasının entegrasyonu ve koordineli kontrolü, enerji kullanımını minimumlaştırmak ve maliyet etkinliğini maksimumlaştırmak üzere tasarlanmış bir enerji yönetim sistemi tarafından yapılacak. Isıtma sistemleri ile bu gibi binalarda, otomasyon sistemlerinde ve hatta bazı durumlarda elektrikli ev aletlerindeki diğer büyük enerji kullanıcılarına, enerji kullanımlarını ve verimliliklerini takip etmek için sensörler takılacak.

Kira ve satın alma sözleşmelerinde bina sakinlerinin izinleri alınarak, binanın yük tahmini gibi bazı seçilmiş bilgiler enerji altyapı şirketleriyle standart çift-yönlü iletişim bazında paylaşılacak. Bunun dışında Aspern'in düşük voltaj şebekesi baştan aşağıya yepyeni olacağından JV'ye onu gerçek zamanlı ölçümlerle sürekli takip etmek için sensörlerle donatmak gibi eşsiz bir imkan sunacak. Son olarak da elde edilen bütün veriler Belediye Veri Merkezi'ne akacak.~
CT'nin Aspern projelerini koordine edecek Akıllı Şehirler'de Üst Düzey Yönetici olan Dr. Monika Sturm, "Neticede, en verimli teknoloji karışımlarını ve onların son-kullanıcının davranışları üzerindeki etkilerini analiz ederek, biz bu gelişmiş BT altyapıları kombinasyonunun bizim altta yatan sistemler ile kendi optimizasyon hedeflerimiz arasındaki korelasyonu anlamamıza yardımcı olacağını ümit ediyoruz" diyor.

Ancak aradaki bu ilişkileri anlamış olmak ise yorumlamak anlamında çok ciddi meydan okumaları gündeme getirecek. Düşük voltajlı şebekenin izlenmesinin aslında yeni bir araştırma alanı olduğuna dikkat çeken Sturm, "Bilginin ne anlama geldiğini öğrenmek zorunda kalacağız. İlk binalar apartman sakinleriyle dolduğunda ve sistemleri çalışmaya başladığında, biz derhal hem şebekeyi hem de binaları etkileyen değişkenler ve faktörler arasındaki ilişkileri anlamak için onların ürettikleri verileri değerlendirmeye başlayacağız" diyor.

Bunun için de bu yeni verileri anlamlandırma kapasitesine sahip özel algoritmaların geliştirilmesi gerekecek.  Sturm, "Biz bütün bu kaynakların farklı karışımlarda nasıl çalışacaklarını ve değişen hava koşullarının şebekeyi ve binaları nasıl etkileyeceğini bilmek zorundayız. Bu araştırma patikası bizi tahmin optimizasyonu istikametine ve hatta enerji verimliliğinde daha üst seviyelere doğru götürecek" diyor.

Yerel enerji üretimi. Aspern'in "canlı la-boratuvar" konseptinin sayısız eşsiz özelliklerinden biri de onun elektrik şebekesinin maliyet etkinliğinin klasik birtalep-tepki sistemine dayanmaması. Akıllı bina teknolojilerinde uzman olan Mikulovic, "Biz burada üretilen yerel enerjinin depolanmasıyla mümkün olduğunca fazla yerel enerji üretimi ile kullanımını hedefliyoruz. Nitekim, görüldüğü üzere, birsonraki aşama akıllı düşük voltajlı şebeke ile etkileşime girmek. O aşamada ise binalar ile şebeke arasındaki koordinasyon çok daha kolaylaşacak" diyor.

Mikulovic binaların içinde Aspern'in ortak girişimi tarafından sağlanan enerji tasarruflu teknolojilerle donatılmış bir bina yönetim sisteminin, fotovoltaj veya güneş-termal sistemlerden elde edilen enerjinin binadaki ısı pompalarına akışını koordine edeceğini söylüyor. "Bunu başarabilmek için tahmin, üretim ve depolama yönetimine ihtiyacınız olur.~
Bunların hepsi alt alta toplandığında, bina seviyesinde ortaya devasa bir veri entegrasyonu meydan okuması çıkar çünkü burada farklı enerji üretimi karışımları seçenekleri analiz edilir" diye ekliyor. CT'nin Akıllı Şebekeler Çekirdek Teknoloji Girişimi proje yöneticisi Robert Simon, "Aspern, Akıllı Şebekeler için çok önemli bir mihenk taşı olacak. Bizim Akıllı Şebeke yaklaşımımız işe enerji şebekeleriyle başlar yani binalar ile üretim tesislerini şebeke içinde entegre eder ve nihayetinde bu resimde çok modüllü enerji sistemlerinin rolünü arttırmayı hedefler. Bu yüzden Aspern, bizim yeni geliştirmelerimizi gerçek dünyaya taşımak ve yeni pazaryeri gereksinimlerini öngörmemiz için en ideal yer" diyor.

Kentler ve kentliler: Sistemlerin entegrasyonundan kârlı çıkanlar
Ayrık hizmetlerden gelen veriler birleştirildikçe şehirler ve içinde yaşayan sakinlerinin yaşamları nasıl değişecek? Cevap: yavaş yavaş ama çok ciddi bir şekilde. Viyana'nın Aspern topluluğundan 100 daireli hipotetik bir apartman binasını ele alalım. Burada her bir dairenin enerji maliyetini ve CO2 salımını en aza indirgemek için çeşitli kaynaklardan gelen veriler bir araya getirilecekler.

Örneğin güneş batmadan ve karlı bir kış öğleden sonrası gelmeden çok önce yeraltı suyunda depolanmış sıcaklık, bir aküler kümesinde saklanan elektrik ile çalışan bir ısı pompası aracılığıyla bina içinde dolaştırılabilir. Ve bu aküler, günün erken saatlerinde binanın çatısındaki fotovoltaj sistemiyle şarj edilebilir. Üstelik bü süreç baştan aşağıya ısı tahminlerine, doluluk sensörlerine ve tarihi verilere dayanan bir bina otomasyon sistemi tarafından koordine ediliyor olabilir.

Bu binadaki konut birimleri, binanın kollektif talebi bağlamında bireysel enerji talebini en aza indirgemek için tasarlanmış ve Siemens'de araştırma konusu olan teşvik programlarına katılıyor olabilirler. Zaman içinde hipotetik binamız tıpkı diğer düzinelerce tesis gibi kendi kollektif enerji talebini nasıl düşürebileceğini öğrenir ve düşük voltajlı şebekeyle bilgi paylaşır hale gelebilir. Siemens'den Aspern ortak girişiminin başkanı Gerald Murauer, "Elde edilen bilgilerden, dünyanın dört bir yanındaki şehirlerin kârlı çıkmasını sağlayacak çevreci enerji ve ilgili teknolojik bilgi birikimi bazında temettüler üretmesi bekleniyor" diyor.~
Aslında bu yeni şehrin kilit kısmı ve en önce yapılan binası, genç şirketlere ev sahipliği yapmak üzere tasarlanmış bir Enerji Artı tesisi olan "AspernIQ Teknoloji Merkezi'dir. Murauer, "Biz Aspern'de üretilen bilginin geniş bir yelpazede yer alan akıllı şehir şirketleri için bir füze rampası işlevi görmesini ümit ediyoruz" diye ekliyor.

Hava Harp Okulu enerji maliyetlerini kısıyor
Birleşik Devletler Enerji Bilgileri Yönetimi'nin en son yaptığı araştırmalara göre, global enerji kullanımının 2035 yılına kadar yüzde 50'nin üzerinde artması bekleniyor. Bu eğilime karşı proaktif bir çözüm bulmak için Siemens Kurumsal Teknolojiler, Boeing Enerji ile stratejik bir ittifak çerçevesinde Siemens'in gelişmiş bina kontrol ve enerji yönetimi teknolojilerini kullanarak binalarda yüzde 40 oranında enerji tasarrufu ve azami yükte de yüzde 25 oranında azalma sağlaması beklenen bir çözüm sunuyor.

Siemens ve Boeing, Berkeley'deki California Üniversitesi ve KEMA Services Inc. ile birlikte Colorado'daki ABD Hava Harp Okulu'nda Siemens'in Akıllı Bina Yönetim Sistemi'nin kurulumunu koordine etmeye çalışıyorlar. Bu sistem maksimum toplam enerji tasarrufu sağlamak için tek tek kontrol edilen binaların ve bina alt-sistemlerinin pürüzsüz bir şekilde entegre edilmeleri için tasarlanmış.

New Jersey, Princeton'daki Kurumsal Teknolojiler'in Otomasyon Kontrol Teknolojileri Alanı'nda bir araştırma grubunun başkanı olan Dr. Yan Lu, "Siemens'in Akıllı Bina Yönetim Sistemi enerji tüketicilerine ve tedarikçilerine pazardaki mevcut sistemlere kıyasla çok daha entegre bir çözüm sunuyor. Eskiden farklı satıcılar tarafından sunulan hizmetler artık bir yerleşkenin tamamı için optimum ve dinamik enerji tasarrufu çözümleri sunabilen tek bir modern sistemde konsolide edilebiliyor" diyor.

Bu Akıllı Bina Yönetim Sistemi, çeşitli alt-sistemleri ve binaları tek bir kapsayıcı enerji izleme ve kontrol sistemi içinde entegre ederek ve gerek harici gerek dahili ortamlardaki değişikliklere tepki vererek bir bina veya binalar kümesi adına enerji yönetimiyle ilgili kararlar verebiliyor.~
Her ne kadar çoğu sistem statik programlanmaya ve kurulumlara bel bağlıyor olsa da, Akıllı Bina Yönetim Sistemi hava koşullarındaki ve doluluk seviyelerindeki değişikliklere uyum sağlayarak çok daha fazla enerji tasarrufu sağlayan inovasyoncu ve dinamik karar verme süreçlerinden faydalanıyor. Ayrıca dinamik enerji fiyatlandırmasına tepki vererek de ekstra tasarruflar sağlanması mümkün. Şu anda hem derin enerji verimliliği hem de mikroşebeke-seviyesinde taleptepki demoları test edilme aşamasındalar. 

Arthur F. Pease