Rüzgar ve Güneş Enerjisinin Aşil Topuğu

Sir Isaac Newton, 1687 yılında Principia Mathematica adlı başyapıtını yayımladı. Principia’da Newton, üç hareket yasasını — eylemsizlik yasası, ivme yasası ve etki-tepki yasası — ve evrensel çekim yasasını tanıttı. Bu eser, muhtemelen şimdiye kadar yayımlanmış en büyük bilimsel çalışmadır.

Principia, Aydınlanma Çağı’nın temellerini atarak Bilimsel Devrim’in yolunu açtı. Ancak, aradan neredeyse 350 yıl geçmiş olmasına rağmen, İspanya ve Portekiz’de rüzgar türbinleri ve güneş panellerini kullanan elektrik üretim sistemlerinin işletmecilerinin, elektrik şebekelerinin tasarımında eylemsizlik yasasını göz ardı ettiği görülüyor.

Avrupa, “2050 yılına kadar iklim nötr hale gelmek” hedefi doğrultusunda “net sıfır iklim stratejisi”ni uygulamaya devam etmektedir. Net sıfır stratejisi, “AB ekonomisinde net sıfır sera gazı (GHG) emisyonu”nu öngörmektedir. “Net sıfır” terimi, GHG emisyonları ile okyanuslar (açık ara en büyük karbon yutağı) ve fotosentez sırasında yeşil bitki örtüsü gibi doğal karbon yutakları ile karbon tutma projeleri aracılığıyla atmosferden CO2’nin uzaklaştırılması arasındaki dengeyi ifade eder. Temmuz 2021’de yürürlüğe giren Avrupa İklim Yasası uyarınca, net sıfır stratejisi AB ülkeleri için yasal olarak bağlayıcıdır.

Net sıfır stratejisinin önemli bir kısmı, AB’deki fosil yakıtla çalışan elektrik santrallerinin kaldırılması ve bunların yerine rüzgar türbinleri (rüzgar), güneş voltaik hücreleri (güneş) ve hidroelektrik santrallerin (hidro) kullanılmasıdır. 2024 yılında, AB’nin elektrik üretiminin yaklaşık %29’u fosil yakıtla çalışan santrallerden sağlandı; bu oran 2000 yılında yaklaşık %56 idi. AB ülkeleri, elektrik şebekelerini desteklemek için rüzgar, güneş ve hidroelektrik enerjisinin kullanım oranlarında farklılık göstermektedir. Eurostat, 2024 yılında her ülkenin rüzgar ve güneş enerjisi kullanım oranlarını şu şekilde tahmin etmiştir: Yunanistan (%50), Danimarka (%60), Almanya (%65), İspanya (%80) ve Portekiz (%85). Bu oranlar, bazı durumlarda çok daha yüksek seviyelere çıkabilir.

28 Nisan 2025 tarihinde, saat 12:33 CEST’de, İber Yarımadası genelinde Portekiz ve İspanya’nın anakarasını etkileyen bir elektrik kesintisi (şebekede toplam elektrik kaybı) meydana geldi. İspanya’nın elektrik şebekesi, o sırada ülkenin elektrik talebinin yaklaşık %60’ına eşdeğer olan 15 gigawatt (milyar watt) değerinde ani ve açıklanamayan bir güç kaybı yaşadı. Bu durum, İspanya şebekesinin Avrupa sisteminden ayrılmasına ve İberya elektrik şebekesinin çökmesine neden olan bir “senkronize alan ayrılması”na yol açtı.

İspanyol şebeke operatörü, ülkenin güneybatısında, güneş enerjisi santrallerini içeren ve şebekeyi dengesiz hale getiren iki “kopma olayı” tespit etti. Bu olaylar, yüksek gerilim hatlarında salınımlara neden olarak sistemler arasındaki senkronizasyonu bozdu.

28 Nisan’da İspanya’da neler yaşandığını anlamak için, elektrik enerjisi üretim sektörü ve fizik alanında kullanılan bazı temel terimlere kısa bir giriş yapmamız gerekecek.

Elektrik şebekesindeki “yük”, şebekeye bağlı tüm elektrikli cihazların güç çekimini ifade eden genel bir terimdir. Bu cihazlar konutlardaki (ışıklar, klimalar, elektrikli ısı pompaları vb.), ticari alanlardaki (mağazalar, eğlence mekanları, restoranlar vb.) ve endüstriyel tesislerdeki (çelik fabrikaları, kağıt fabrikaları, otomotiv fabrikaları vb.) elektrikli cihazları kapsar.

Elektrik şebekesindeki “talep”, herhangi bir anda yükün miktarını ifade eder ve genellikle milyar watt veya gigawatt (GW) cinsinden ölçülür.

“Ara bağlantı anahtarı”, bir şebekede elektrik talebi birleşik sistemin tedarik kapasitesini aştığında, iki bitişik elektrik şebekesi arasındaki bağlantıyı kesmek amacıyla tasarlanmış bir cihazdır.

“Sistem jeneratörü”, elektrik üretmek için kullanılan bir cihazdır ve şalterler aracılığıyla elektrik şebekesine bağlanır. Sistem jeneratörleri genellikle buharla çalışan türbin jeneratörleri (kömür, petrol ve nükleer), gaz türbinleri, rüzgar türbinleri, güneş voltaik hücreleri ve hidroelektrik santrallerini içerir.

Elektrik şebekesindeki “frekans”, yükün tasarım parametrelerine dayanır ve genellikle saniye başına döngü sayısı veya Hertz (Hz) cinsinden ifade edilir. ABD’de elektrik şebekesi frekansı 60 Hz iken, AB’de 50 Hz’dir.

Elektrik şebekesindeki frekans, sistem jeneratörleri ve yük cihazlarının (elektrik motorları, transformatörler ve elektronik cihazlar) hasar görmesini önlemek amacıyla çok dar bir tolerans aralığında tutulmalıdır. AB’de kritik minimum frekans 49,8 Hz’dir; bu seviyenin altına düşüldüğünde şebeke sistemi otomatik olarak yükü “atmaya” başlar, yani yükü şebeke anahtarları aracılığıyla sistemden ayırır.

Elektrik şebekesindeki talep aniden artarsa veya sistem jeneratörlerinin çıkışı aniden azalırsa, şebekede kalan sistem jeneratörlerinin üzerindeki yük birden artar. Yükteki bu artış, sistem jeneratörlerinde jeneratör şaftının dönüşüne direnç gösteren bir kuvvet (tork) oluşturur. Jeneratör dönüşüne karşı ani tork artışına dayanma kapasitesine ise kinetik enerji denir.

Dönen bir nesnenin kinetik enerjisi, atalet momenti ve açısal hızının bir fonksiyonudur. Dönen bir milin atalet momentini hesaplamak için kullanılan formül I = 1/2 MR²’dir; burada:

• I = Atalet momenti
• M = Dönen milin kütlesi
• R = Milin yarıçapı

Dönen bir milin kinetik enerjisini hesaplamak için kullanılan formül ise KE = 1/2 * I * ω²’dir; burada:

• KE = Kinetik enerji
• I = Atalet momenti
• ω (omega) = Açısal hız

İlginç bir şekilde, 100 MW kapasiteli bir rüzgar santralindeki rüzgar türbinlerinin toplam kütlesi yaklaşık 19.800 tondur. Buna karşın, aynı kapasitedeki bir buhar jeneratörünün kütlesi 200 ila 300 ton arasında değişir. Yani, 100 MW’lık bir rüzgar santralinin toplam kütlesi, 100 MW’lık bir buhar jeneratörünün yaklaşık 66 katıdır.

Ancak, 100 MW’lık bir rüzgar santralinin kinetik enerjisi yaklaşık 405 megajoule iken, aynı kapasitedeki bir buhar jeneratörünün kinetik enerjisi 7.105 megajoule, yani yaklaşık 17,5 kat daha fazladır. Buhar türbininin, aynı kapasiteye sahip bir rüzgar santraline göre çok daha yüksek kinetik enerjiye sahip olmasının nedeni, buhar jeneratöründeki milin 3.000 rpm’de dönmesi, oysa rüzgar türbinlerinde bu hızın yalnızca 15 rpm olmasıdır.

Buna karşılık, güneş voltaik hücreleri (güneş panelleri) hareketli parçalara sahip olmadığından, dönme ataleti yoktur ve dolayısıyla elektrik şebekesine herhangi bir atalet katkısı yapamaz.

Peki, tüm bunlar İspanya’daki elektrik kesintisi ve rüzgar ile güneş enerjisi jeneratörleri kullanıldığında elektrik şebekesinin istikrarı açısından ne anlama geliyor?

Kesintiden hemen önce, İspanya şebekesindeki üretim karışımı %59 güneş enerjisi (atalet yok), %12 rüzgar enerjisi (düşük etkili atalet) ve %15-20 buhar türbini (nükleer ve gaz) şeklindeydi. Buhar türbinleri, rüzgar ve güneş enerjisine göre çok daha yüksek bir atalet bileşenine sahipti. Ancak, şebeke talebinin sadece %20’sini karşıladıkları için toplam şebeke ataletine katkıları sınırlı kaldı.

Bir frekans bozukluğu (muhtemelen bir iletim arızası), frekansın hızla düşmesine neden oldu. Düşük sistem ataleti, frekansın dalgalanmasına yol açtı ve bu da buhar jeneratörlerine göre daha sıkı frekans toleranslarına sahip güneş enerjisi jeneratörlerinin devre dışı kalmasına sebep oldu. Bunun sonucunda 15 GW’lık bir güç kaybı meydana geldi. Güç kaybı, sistem voltajının düşmesine neden oldu ve bu da İspanya ile Fransa arasındaki bağlantı anahtarlarının devreye girmesine yol açtı.

Elektrik şebekesini yeniden başlatma süreci (siyah başlangıç), İspanya ve Portekiz’in etkilenen bölgelerinde yaklaşık 60 milyon kişiye elektrik verilmesini sağlamak için 18 saat sürdü.

• 35 bin tren yolcusu mahsur kaldı.
• 500 uçuş iptal edildi ve 80.000 yolcu etkilendi.
• ATM’lerin ve elektronik ödeme sistemlerinin devre dışı kalması ve mağazaların kapanması nedeniyle yaklaşık 3 milyar avro kaybedildi.
• Endüstriyel tesisler durdu ve üretim kesintileri nedeniyle tahmini 4,5 milyar avro kaybedildi.

Rüzgar ve güneş enerjisi, sistemin başlatılması sırasında atalet eksikliği ve üretim frekansını kontrol edememe nedeniyle şebekeyi yeniden başlatmak için kullanılamaz. Portekiz, bir hidroelektrik barajı ve gaz türbini santrali kullanırken, İspanya hidroelektrik ve gaz türbinlerini kullandı. Fransa, enterkonektörler aracılığıyla 2 GW, Fas ise 900 MW elektrik sağladı.

Düzgün tasarlanmış bir elektrik şebekesi, baz yükün yüksek bir yüzdesini üretmek için nükleer enerji ve fosil yakıtlar (kömür ve petrol) kullanır. Hidroelektrik, rüzgar ve güneş enerjisi (bu sırayla), koşullar elverdiğinde baz yük üretimine katmanlar halinde eklenmelidir. Gaz türbinleri, pik yük taleplerini karşılamak ve beklenmedik jeneratör kesintilerine yanıt vermek için kullanılır. Talep dalgalandığında, sistem frekansını kontrol etmek için sistem ataleti korunmalıdır. Şebeke tasarımında yük dağılımı (ağır sanayi ve konut) dikkate alınmalıdır.

Sahte küresel ısınma hipotezine dayanan siyaset ve sahte bilim, bir ülkenin elektrik şebekesinin tasarımında hiçbir rol oynamamalıdır. Rüzgar ve güneş enerjisi jeneratörlerinin aşırı kullanımı, sistem ataleti azaltarak elektrik şebekesinin güvenilirliğini düşürebilir.

 

*Guy K. Mitchell, Jr., Global Warming: The Great Deception — The Triumph of Dollars and Politics Over Science and Why You Should Care (Küresel Isınma: Büyük Aldatmaca — Bilim Üzerine Dolar ve Politikanın Zaferi ve Neden Önemli) adlı kitabın yazarıdır. Kitap, Nisan 2023’te Wall Street Journal’ın En Çok Satan On Kitap listesinde 3. sırada yer almıştır.

www.globalwarmingdeception.com

 

Kaynak: https://www.americanthinker.com/articles/2025/05/the_achilles_heel_of_wind_and_solar.html