Kuzey Denizi'nin devleri

Siemens, açık deniz rüzgar çiftliklerini enerji şebekesine bağlayabilmek için yüksek voltaj doğrudan akım naklini mümkün kılacak devasa büyüklükte dönüştürücü platformlar inşa ediyor. Bu platformlar sayesinde çok daha düşük seviyede nakil kayıpları ve rüzgar parklarının daha derin sularda da kurulabilmesini sağlayacak yeni teknolojiler öne çıkıyor. İnşaatın içi fevkalade iç karartıcı. Aslında All manya'nın Baltık Sahilleri'ndeki Wismar şehrinde bulunan Nordic Yards tersanesinde inşa edilmekte olan bir dönüştürücü platformdan ibaret bu devasa yapının içinde şayet bir rehberiniz yoksa kaybolmanız işten bile değil. Bu tesiste düzenlenen birturtıpkı Mısır piramitlerinin içini gezmek gibi. Gerçekten de binanın boyutları firavun mezarlarıyla boy ölçüşecek büyüklükte. 35 metre yüksekliği, 70 metre uzunluğu ve 50 metre genişliğiyle bu yapı 15 bin metrik ton ağırlığında. Bir başka ifadeyle, bu tesis 10 katlı bir apartman yüksekliğinde ve 25 tane tam yüklü ve yakıt deposu ağzına kadar dolu Airbus A380 jetinin toplam ağırlığına sahip. İnşaatın içinde kurulmuş iskelelerde çalışan işçiler bir görünüp bir gözden kayboluyor.

Üstlerinde beyaz bir üniforma var ve koruyucu gözlükler takıyorlar. Yenilenebilir bir enerji ekonomisine geçişin temellerini atmak için elektrik mühendisliği ile denizcilik dünyasını bir araya getiriyor, parçaları birbirine kaynaklıyor ve karmaşık teknolojiler uyguluyorlar. Burada şekillenen ise Siemens'in Wismar ile Warnemünde isimli sahil kentlerinde kurmakta olduğu 3 adet açıkdeniz dönüştürücü platformundan ilki. Bu platformlar sayesinde yüksek voltaj doğrudan akım nakli (HVDCT) mümkün olabilecek. Daha açık konuşmak gerekirse, Kuzey Denizi'ndeki rüzgar çiftlikleri tarafından üretilen alternatif akımı alacak onu doğrudan akıma çevirecek ve sonra denizaltı kabloları aracılığıyla bu doğrudan akımı sahile iletecekler.

Almanya'nın "enerji geçişi" dediği süreci gerçekleştirmesi yönündeki çabalarında açıkdeniz rüzgar enerjisi kilit rol oynadığı için bu platformlar çok önemli. Almanya, toplam elektrik karışımında rüzgar enerjisinin payını 2025 yılına kadar yüzde 25 seviyesine çıkarmak için elinden geleni yapmaya çalıştığından, açıkdeniz tesislerinin elektrik çıktısını 2020 itibarıyla 10 gigawat (GW) ve 2030 yılına kadar da 25 GW'a yükseltmeyi planlıyor. Burada bir kıyaslama yapmak gerekirse, Almanya'nın şu anda faaliyette olan ve toplam çıktısı 200 megawat yani 0,2 GW olan sadece iki tane rüzgar çiftliği (alpha ventus ve EnBW Baltic 1) var. Açıkdeniz rüzgar tesislerinin sayısız avantajı var.~
Örneğin sahil bölgelerinde kurulan 6 MW'lık bir rüzgartürbini yılda ortalama 23 gigawat-saat (GWh) elektrik üretirken, aynı türbin açıkdenizde kurulduğu zaman yıllık elektrik çıktısı 31 GWh'a yükselmekte. Açık denizlerdeki güçlü rüzgarlar sayesinde, açıkdeniz tesisleri tam hızda 4 bin saatten fazla çalışabilirken karada kurulu olanlar ise maksimum kapasiteyle ancak 2 bin saat boyunca çalışabilmekte. Bir başka ifadeyle, açıkdenizlerde çok daha güçlü türbinler kullanılabilir ve neredeyse bir günün yarısı boyunca tam kapasitede çalıştırılabilirler. Oysa üstün performanslı 6 MW'lık türbinler bile karada çok daha az miktarda elektrik üretir ve günde sadece 6 saat boyunca tam kapasitede çalıştırılabilirler.

Uzun mesafe etkinliği.
Bugüne kadar, sahile yakın kurulmuş açıkdeniz rüzgar çiftlikleri, alternatif akım nakil sistemleri kullanan şebekelere bağlanırlardı. Sonuçta bu yaklaşım sadece teknik olanaklar çerçevesinde değil, aynı zamanda 80 kilometreden kısa mesafelerde çok daha ekonomik olduğu için de kabul görüyordu. Ancak uzak mesafeler söz konusu olduğunda alternatif akım hatları saniyede 50 kere şarj ve deşarj olan kapasitörler gibi davranmaya başlar. Denizaltı kablolarının izolasyon katmanındaki reaktif enerji kayıpları yüzünden enerji kaybı yaşanır. Diğer taraftan, HVDCT teknolojisi bu gibi kayıplara neden olmaz ve 60 kilometreden uzak mesafelerde AC sistemlerinden çok daha üstün performans gösterir. 250 ile 320 kilovolt arasında değişen voltaj seviyelerinde, büyük miktarlarda doğrudan akım yüzlerce kilometre boyunca neredeyse hiçbir kayıba uğramaksızın nakledilebilir. Siemens Enerji Sektörü'nün bir iştiraki olan Enerji Nakil Çözümleri CEO'su Tim Dawidowsky, "Sahillerden çok uzaklarda uygulanacak açıkdeniz projeleri HVDTC'ye ihtiyaç duyacağından, bu teknoloji enerji geçişinde kilit bir bileşen" diyor. Bu yeni platformun kalbinde Siemens'in yüksek voltaj doğrudan akım dönüştürücüsünün yerden kazandıran bir sürümü olan HVDC Plus yatıyor. Siemens'in Açıkdeniz Rüzgar Enerjisi Şalteri diye adlandırdığı bu sistem, denizde 1 GW'a kadarlık elektriği doğrudan akıma dönüştürebiliyor. Çekici römorkörlerle gideceği yere çekilerek götürülebilen yüzen bir platform üzerine kurulu sistemin altyapısı, genellikle deniz seviyesinin 20 veya 40 metre altındaki deniz zemininde yerleşik. Tüm yapı deniz zemininin içinde 40 veya 60 metre derinliğinde çakılmış çelik kazıklarla sabitlenmiş durumda. Bu altyapı deniz seviyesinin altında yatmakta ve platformun destekleri üzerine tutturulmuş durumda.

Havada asılı futbol sahaları.
Platformun inşa projesinin tüm sorumluluğunu üstlenen ve işleri Hamburg'daki ofisinden yöneten Christian Schmitt, "Bu platformlar kurulduktan sonra sadece yaklaşık her 100 yılda bir gerçekleşen çok büyük dalgalara karşı korumak için yeterince yüksek sayılabilecek kadar yani havada 20 metre yükseğe asılmış futbol sahaları gibi görünecek" diyor. 20 yıldan uzun süredir gemi inşa eden bir gemi inşa mühendisi olan Schmitt'in meslektaşı Michael Suhr ise "En üstteki helikopter pisti deniz seviyesinin yaklaşık 60 metre üzerinde olacak. Buna kesinlikle çığır açıcı bir başarı denilebilir.~
Burada bir dümeni veya makine dairesi olmayan bir gemi inşa ediyoruz" diye ekliyor. Bu devasa platformlar sadece öncüllerinden 5 kat daha ağır değil, aynı zamanda sahilden beş kat daha uzağa da yerleştirilebili-yor. Ayrıca bu platformlar suyun içinde iki kat daha derine (40 metre) monte edilebiliyor ve ortalama iki kat daha fazla çıktı (730 MW) üretebiliyor. Bu yeni platformlardan biri Heligoland'ın 100 deniz mili uzağına kurulacak. Burada hava koşulları olağanüstü zorlu; su çok derin, hava tuzlu ve dalgalar çok yüksek. Ancak bu sorunlara karşı koymanın getirisi çok fazla çünkü açık denizlerde rüzgarın hızı çok daha yüksek olduğundan rüzgar çiftliklerinin çıktıları da o kadar yüksek seviyede gerçekleşiyor.

Siemens şu anda 4 adet HVDCT platformu üzerinde çalışıyor: BorWin beta, HelWin alpha, HelWin beta, ve SylWin alpha. Bu platformların isimleri Kuzey Denizi'ndeki Borkum, Heligoland ve Sylt adalarından geliyor. SylWin alpha, 864 MW'lık bir enerji miktarını nakledecek ve DanTysk rüzgar çiftliğini Sylt'nin 70 kilometre batısındaki bir şebekeye bağlayacak. Bu miktarda bir enerji 1,5 milyon Alman hanesinin ihtiyacını karşılamaya yeter. Suhr, "Bu aslında büyük bir enerji tesisinin çıktısına eşdeğer bir rakam" diyor.

SylWin alpha'yı şebekeye bağlayacak 160 kilometre uzunluğundaki bu hat bir açıkdeniz şebeke bağlantısı için dünyanın en uzun denizaltı kablo bağlantısı olacak. Buradan da 45 kilometrelik bir kara bağlantısıyla elektrik Büttel'deki bir bağlantı noktasına aktarılacak ve gelen doğrudan akım alternatif akıma dönüştürülerek Alman enerji şebekesine verilecek. Siemens bu platformları Nordic Yards ile birlikte kuruyor. Şebeke bağlantısı işi için ise bir Hollanda-Alman ortak şirketi olan TenneTTSO görevlendirildi.

Veja Mate ve Global Tech 1 isimlerindeki açıkdeniz rüzgar çiftlikleri, Borkum adasının yaklaşık 125 kilometre kuzeybatısında konumlandırılmışlar. Bir gün 800 MW'a kadar çıkabilen miktarda enerji üretir hale gelecekler. BorWin beta platformu, rüzgar türbinlerinden gelen 150 kilovolt ile 300 kilovat arasında değişen seviyelerdeki alternatif akımı aynı voltaj seviyesindeki doğrudan akıma çevirmeden önce dönüştürüyor. Bu platformda HVDCT dönüştürücüler için gerekli her türlü ekipman mevcut: Dönüştürücünün kendisi, iki tane trafo, alternatif akım kabloları için dört tane dengeleyici reaktör ve gazla yalıtılmış yüksek voltaj şalter teknolojisi. HelWin alpha ile HelWin beta da Heligoland'ın 35 kilometre kuzeyinde benzer şekilde kullanılacak ve sırasıyla 576 MW ile 690 MW'lık kapasiteleri olacak. HelWin beta küçük bir alt platform olarak hizmet verecek yani HelWin alpha'da olduğu gibi konforlu mürettebat yaşam alanları yerine sadece birkaç acil durum sığınağına sahip olacak. Suhr muzipçe gülümseyerek, "Musluk suyu olmadığı ve sadece tek bir kimyasal tuvaletle yetindiği için burada kalmak biraz cesaret isteyecek" diyor. Bu platformlar genel anlamıyla insansız olarak ve şebeke operatörü tarafından uzaktan çalıştırılmak üzere tasarlanmış. Mürettebat yaşam alanları sadece bu platformlar kurulurken veya bir bakımdan geçirilirken kullanılıyor.~

İngiltere için açıkdeniz platformu ormanları.
Açıkdeniz şalter projesi göstermektedir ki çığır açıcı başarılar nadiren tek bir pürüz bile yaşanmadan gerçekleşir. Teknik engeller bir yana, bu yeni tesislerin müşterilerin de onayını alması gerekiyor. Ayrıca onaylama süreçleri beklenenden çok daha uzun olabiliyor. Bu süreçler iki nedenden dolayı çok uzayabilir. Birincisi bileşenlerinin çoğunun ayrı ayrı onaylanması gerekir ve ikincisi katılımcı organizasyonlar siparişlerini hazırlamaya başlayıncaya kadar standartlar aslında tam anlamıyla belli değildir. Bu engeller yüzünden ilk platform planlanandan bir yıl geç teslim edilecek. Sonuçta elbette maliyetler de dikkate değer boyutlarda artacak. Ancak sektörde sadece Almanya açısından değil bütün ülkeler için çok ciddi bir iş potansiyeli var. Örneğin İngiltere'nin açıkdeniz enerji üretimine yönelik planlarının çok daha ihtiraslı olduğu bile söylenebilir. Bu ülke toplam elektrik karışımı içinde açıkdeniz rüzgar enerjisinin payını 2020 yılına kadar yüzde 25 seviyesine yükseltmeyi planlıyor. İngiltere, üç aşamalı bir süreç çerçevesinde açıkdeniz rüzgar enerjisi kapasitesini 48,6 GW'a çıkartmayı planlıyor. Suhr müstehzi bir şekilde gülümseyerek, "İngiltere şu anda o kadar çok sayıda platform ve rüzgar çiftliği kurmayı planlıyor ki birkaç yıl içinde buradan İngiltere'ye yürüyerek gitmemiz mümkün olabilecek" diyor. Kuzey Denizi'nde sergilenmekte olan çığır açıcı çalışmanın farkındalığıyla Schmitt, "Biz doğru yolda ilerliyoruz ve gerçekten sürdürülebilir bir enerji arzı yaratmak için gerekli projeleri uygulamaya ve onları tamamlamaya kararlıyız" diyor. Bu ilk platformların şebekeye elektrik vermeye başlama tarihleri 2014 yılı olarak planlandı. Kuzey Denizi'ndeki bu "piramitler"in gelecekte sıfır karbonlu elektrik üretimine büyük bir katkıda bulunmaları bekleniyor.

Maximilian Heinrich