Bilgi Çağını yaşadığımız şu günlerde, bilişim ve iletişim teknolojilerindeki gelişmeler baş döndürücü bir hızla devam etmektedir. Dijital teknolojiler son yıllarda modern yaşama hızla nüfuz ederek yaşam, çalışma ve iletişim şeklimizi derinden etkilemektedir. Bu dönemi insanlık tarihinde toplumsal, ekonomik ve bilimsel değişimin yönünün hızla dijitalleşmeye doğru yöneldiği sıra dışı bir dönem olarak açıklamak mümkündür. İnternet trafiği sadece son beş yılda üç katına çıkmış, dünyadaki mobil telefon aboneliği insan nüfusunu geçmiştir. Gelişen teknoloji, düşen maliyetler ve bilgisayar ve iletişim teknolojilerinin hayatımızın her alanına girmesine sebep olmuştur. Bilgi çağında kuruluşlar ve ülkeler; çetin rekabet ortamında hayatta kalabilmek için bu teknolojik gelişmelere ayak uydurmak zorunda kalmaktadır.
1990'lardan bugüne kadar olan süreyi içine alan; yarı iletkenler, bilgisayarlar, fiber optik iletkenler, mobil iletişim teknolojileri, uydu teknolojileri, bilgisayar ağları, insan-bilgisayar etkileşimi, dijital iletişim ve veri sıkıştırma olarak sayılan teknolojik gelişmelerin kullanılması üzerine kurulmuş bu dönem, enerji sistemlerini de derinden etkilemektedir. Dijital teknolojiler enerji sistemlerini daha akıllı, verimli, güvenilir ve sürdürülebilir hale gelmesine yol açmıştır. Veri, analitik ve veri iletişimi konularında yaşanan gelişmeler; artan veri hacimleri ile sonuçlanmış, veriler üzerinde hızlı ve gelişmiş analitik tekniklerinin kullanılmasına yardım etmiş, insanlar, cihazlar ve makineler arasında daha fazla etkileşim imkânı doğurmuştur.
Dijitalleşme; Şekil 1’de gösterildiği gibi, sensörler yardımıyla fiziksel büyüklükleri ölçen, bilgisayarlar yardımıyla veri toplayan ve toplanan verileri etkin ve hızlı bir şekilde analiz eden teknolojiler yardımıyla, enerji verimliliğini artırma yolunda önemli bir potansiyel sunmaktadır. Sensörler ve akıllı sayaçlar gibi veri toplama teknolojileri, enerji kullanımını etkileyen diğer koşullar (iklim gibi) hakkında veri toplayabilmekte, veriler, yapay zekâ algoritmaları gibi veri analiz teknolojileri yardımıyla hızla faydalı bilgilere dönüştürülebilmektedir. İşlenen veriler yardımıyla ortaya çıkan bilgiler enerji kullanımını optimize etmek için fiziksel değişiklikleri etkileyebilecek cihazlara gönderilebilmektedir.
Örneğin, bir binanın ısıtma/havalandırma sistemi toplanan verilere göre otomatik olarak açılıp kapatılabilmekte, bir üretim hattındaki cihazlar yine toplanan ve analiz edilen verilere göre daha verimli olacak şekilde yönlendirilebilmektedir. Toplanan veriler yardımıyla enerjiyi verimli kullanarak maliyetler azaltılabilmektedir. Elektrik üretiminde kullanılan yakıt miktarının %1 azalması, yıllık milyar dolarlar mertebesinde tasarruf anlamına gelmektedir.
Aslında teknolojik yenilikler sadece bilgi çağı olarak adlandırdığımız son dönemde değil, her zaman elektrik üretim sektörü gelişiminin merkezinde yer almıştır. İnsanlık tarihinde, küçük santral tasarımları ile başlayan elektrik üretimi, zaman içerisinde teknolojik yenilikler yardımıyla santral tasarımlarına dönüşmüş olup fosil, nükleer, hidrolik, biokütle, güneş, rüzgâr ve jeotermal santrallere kadar farklı elektrik üretim yöntemlerini içine alacak şekilde genişlemiştir. Enerji sektörü varlıklarının dijitalleştirilmesi de bu sektörde son yıllarda yaşanmakta olan teknolojik yeniliklerden bir tanesidir. Bu teknolojilerin mevcut tesislerde uygulamaya alınması, hemen hemen bütün elektrik üretim teknolojileri için maliyet azaltıcı, performans, verim ve rekabet gücünü artırıcı birçok iyileşmeyi beraberinde getirmektedir. Şekil 2, dijitalleşmenin elektrik sektörü varlıkları üzerindeki etkilerini göstermektedir.
Dijitalleşme elektrik sektöründe dijital verilerin toplanması, verilerin yazılım platformları yardımıyla işlenmesi ve ortaya çıkan sonuçlarla sistem otomasyonu ve faaliyetlerin yönlendirilmesi amacıyla kullanılması şeklinde geniş bir yelpazede gerçekleşmektedir. Santral sahibinin gerçek zamanlı aksiyonlarını yönlendirmesine, küçük veya büyük işletme değişiklikleri yapmasına, varlıkların üzerine binecek ekstra zorlamaları engellemesine yardım edecek veri ve analitik araçlar sağlamaktadır. Bu da sonuç olarak verimin artmasına ve maliyetlerin azalmasına sebep olmaktadır.
Elektrik üretiminde, tek bir santral için sayıları binleri bulabilecek dijital sensörler, yeni tasarımlara veya mevcut eski santrallere eklenebilmekte, bu sensörler elektrik üretim varlıklarının gerçek durumları ile ilgili gerçek zamanlı bilgi sağlayabilmektedir. Bir elektrik üretim tesisi birçok alt sistemden, her bir alt sistemde yine birçok alt bileşenden oluşmaktadır. Tesisle ilgili parametreler genellikle alt sistemlerin kümülatif değerlerinin birleştirilmesi ile hesaplanmaktadır. Söz konusu sensörler, bu alt sistemler ve bileşenler hakkında da bilgi sağlayabilmekte, böylece oluşabilecek problemlerin kök sebebine varıncaya kadar tespit edilebilmesine yardım etmektedir.
Sensörler ayrıca ortam sıcaklığı gibi tamamlayıcı bilgilerin de toplanmasına yardımcı olmakta, böylece diğer elektriksel bilgilerle beraber bu tamamlayıcı bilgiler üretim sisteminin daha etkin yönetilmesini sağlayabilmektedir. Örneğin sıcaklık bilgileri, üretimin artırılması veya azaltılması yönünde işletme kararlarının daha etkin verilmesine yardımcı olmaktadır.
Uluslararası Enerji Ajansının yaptığı bir çalışmaya göre enerji santralleri ve elektrik şebekelerinde dijitalleşmenin 2016-40 yılları arasında sağlayacağı maliyet tasarrufu Şekil 3’de gösterilmiştir.
Dijital veri ve analitik yazılımlar daha etkin üretim ve bakım planlaması, termik santrallerde yanma performansının artırılması, şebeke kayıplarının azaltılması, daha iyi proje tasarımlarının gerçekleştirilmesiyle dolaylı yollardan verimi artırmaktadır. Elektrik santrallerinde dijital veriler ve analitik yazılımlar yardımıyla daha iyi bakım tekniklerinin kullanılması, yanma sürecinde yakıt ve hava miktarının optimize edilmesi ve buna benzer iyileştirmeler sayesinde elde edilen verim artışı, tüketilen yakıt miktarının azaltılması ve birim üretim başına daha düşük CO2 emisyonu ile sonuçlanmaktadır.
Örneğin birim tüketilen yakıt başına %5’lik elektrik üretim artışı subkritik ve süper kritik kömür santrallerinin veriminde %2’lik verim artışına neden olmaktadır. Son 20 yılda bu santrallerden dünya çapında yaklaşık 900 GW kurulduğu dikkate alınırsa, bu santrallerin 2015 yılında ürettiği 4500 TW saat elektrik için 70 milyon ton daha az kömür harcaması, 200 milyon ton daha az CO2 salması ve yakıt maliyetlerinde 4 milyar dolar tasarruf sağlaması anlamına gelmektedir. Yapılan tahminler dijital teknolojiler yardımıyla bu örnekte verilenden daha yüksek verim artışları sağlanabileceğini öngörmektedir.
Dijital veri ve analitik yazılımlar, santrallerde daha iyi izleme ve kestirimci bakım sayesinde plan dışı duruş frekansını da azaltabilmektedir. Ayrıca oluşan arızanın kök sebebine hızlı bir şekilde ulaşılması sağlanmakta, bu da maliyetlerin azalması ve daha dirençli ve güvenilir bir arz sisteminin oluşması ile sonuçlanmaktadır. Kestirimci bakıma yönelik etkin kararların verilmesi, ancak ve ancak her alt bileşenin gerçek zamanlı verilerinin belirli bir merkezde uzmanların kullanımına açılması halinde mümkün olabilmektedir. Bu da sensörler, veri toplama bileşenleri, iletişim sistemleri ve analitik yazılımlar olmadan mümkün olmamaktadır.
Şebeke arızaları hem elektrik şirketi hem de ulusal ekonomi için çok olumsuz etkilere sahiptir. Örneğin; sadece ABD’de elektrik şebeke arızalarının ülke ekonomisine getirdiği külfetin yılda 100 milyar dolar olduğu tahmin edilmektedir. Gelişmekte olan ülkeler şebeke kesintilerinden en muzdarip kesimi oluşturmakta olduğu bilinmektedir.
Uzun vadede dijitalleşmenin elektrik üretim tesislerine sağlayacağı en önemli fayda, tesisin ekonomik ömrünün artırılması şeklinde olacaktır. Bu da daha iyi bakım teknikleri ve ekipmanların fiziksel zorlanmaların azaltılması sayesinde gerçekleşmektedir. Varlıklar için daha uzun ömür, elektrik şirketi için daha fazla gelir ve yatırım için daha az harcama anlamına gelmektedir. Bu da santral işletmecisinin maliyetlerini azaltarak son tüketiciye daha ucuz elektrik ulaştırmasına sebep olacaktır.
Dijitalleşme yardımıyla ortaya çıkacak ömür uzatma oranları henüz net bir şekilde bilinmese de, yeni yeni ortaya çıkan teknolojilerin sağlayacağı potansiyel tasarruf önemli düzeylerde bulunmaktadır. Mevcut elektrik üretim altyapısı genellikle uzun ömre sahiptir ve örneğin rüzgâr türbinleri ve güneş santralleri için yaklaşık ömür 20-25 yıl iken, kömür yakıtlı tesisler için bu 40-50 yıl, hidrolik santraller için 70 yıl civarında değişmektedir. Bu tesislerin ömürlerinin 5 yıl artması, önemli boyutlarda yatırım giderinin ötelenmesi anlamına gelmektedir.
Elektrik üretim tesislerinde kullanılan dijital teknolojiler arasında tesis işletmesinin insan müdahalesine gerek olmadan otomatik olarak yapılmasının sağlanmasında otomasyon sistemleri, performans izleme sistemi, durum izleme sistemi, dijital ikiz gibi önemli olanlar aşağıdaki bölümlerde daha detaylı bir şekilde açıklanmaktadır.
Elektrik üretim tesislerinde insan müdahalesine gerek olmadan işlemlerin otomatik olarak yapılmasını sağlanmasına santral otomasyonu, bu işlevi gerçekleştiren cihazlara otomasyon sistemi adı verilmektedir. Otomasyon sistemleri ikinci dünya savaşı sonrası bilgisayarların gelişimi ve nümerik kontrol fikri sonucunda ortaya çıkmış ve 1952 yılında nümerik kontrollü freze tezgâhı olarak ilk kez uygulama alanı bulmuştur. O günlere kadar elle yapılan kontrol işlemi 1960’larda binlerce transistörden ve devre elemanlarından oluşan mikroçip teknolojisinin hızlı gelişimi ile beraber elektrik röleleri içeren kontrol sistemleri olarak tesis kontrolü amacıyla kullanılmaya başlanmıştır. Karmaşık ara yüzlere sahip bu ilk sistemler sadece tasarladığı tesis için uygun elektronik kart tasarımları içermekte idi ve sık sık arızalanma problemlerinden muzdaripti.
1970’lerle beraber programlanabilir dijital mikroişlemci tabanlı kontrolün aktif olarak kullanılmaya başlanması ile bilgisayar kontrollü otomasyon sistemleri de hızla gelişmiştir. Günümüz itibariyle elektrik üretim tesislerinde kullanılmakta olan bilgisayar tabanlı kontrol sistemleri elektrik üretim tesislerinde dijitalleşmenin bel kemiğini oluşturmaktadır. İleriki bölümlerde açıklanacak performans ve durum izleme sistemleri, büyük ölçüde otomasyon sistemleri altyapısı üzerine kurgulanmaktadır.
Şekil 4 günümüzde kullanılmakta olan otomasyon sistemi türlerini tarihi gelişim sırasına göre göstermektedir.
Bu şekilden de görülebileceği gibi, elle kontrol edilen sistemlerden sonra elektronik çağın otomasyon sistemlerindeki ilk temsilcisi röle tabanlı sistemlerdir. Röle tabanlı sistemler kullanılacağı tesise göre tasarlanmış elektronik kartlardan oluşmaktadır. Bu kartlar sadece tasarlandığı tesis için kullanılabilmekteydi.
Bunun daha gelişmişi, programlanabilir lojik kontrolörler olarak bilinen PLC’lerdir. PLC’leri endüstriyel kontrol için geliştirilmiş özel bilgisayar sistemleri olarak düşünmek mümkündür. Kontrol mantığı bir çeşit endüstriyel bilgisayar olan PLC sistemlerine farklı yöntemler kullanılarak kodlanmaktadır. Farklı firmaların ürettikleri farklı PLC’ler ve bunlara has programlama mantıkları söz konusu olsa da her PLC sistemi; güç kaynağı, analog ve dijital giriş modülleri, işlemci modülü, analog ve dijital çıkış modülleri, iletişim modülü ve programlama araçlarından oluşmaktadır. PLC’lerde; CPU modülü, giriş modüllerini tarayarak bunlara bağlı sensörlerden bilgileri okumakta, bu sensör bilgilerini kullanarak algoritmaları koşmakta ve sonuçları çıkış modüllerine göndermekte ve bu eylemleri bir çevrim olarak sürekli tekrar etmektedir.
PLC’lerden daha modern otomasyon sistemleri; dağıtılmış bilgisayarlı kontrol sistemi olarak nitelenen DCS’lerdir. DCS; çeşitli endüstrilerde dağıtılmış ekipmanları izlemek ve kontrol etmek için kullanılan çok geniş bir terim olmakla beraber en önemli özelliği; kontrol sürecinin merkezi bir kontrol cihazı (bilgisayar) tarafından değil de, her bir alt sistem ile birlikte sistem boyunca dağıtıldığı çok sayıda kontrol cihazı tarafından gerçekleştirildiği dinamik bir sistem olmasıdır. DCS’lerde aynı PLC’ler gibi işlemci modülü, analog ve dijital giriş/çıkış modülleri, iletişim modülü ve bunlara ilaveten dağıtılmış kontrol sistemlerine yönelik iletişim altyapısı, operatör ara yüzü ve mühendislik istasyonundan oluşmaktadır. Tipik bir DCS sistemi Şekil 5’te gösterilmektedir.
PC teknolojisinin hızla gelişmesi ve ucuzlaması ile beraber PC tabanlı kontrol sistemleri de son yıllarda popüler olmaya başlamıştır. PC tabanlı sistemler, maliyetleri dışında diğer sistemlere göre birçok avantaj da sunabilmektedir.
Enerji santralleri için otomasyon sistemleri, donanım ve yazılım alanlarındaki büyük ilerlemeler, sensör ve ölçüm teknolojisindeki gelişmeler nedeniyle son 20 yılda giderek daha karmaşık hale gelmiştir. Eskiden tesisler göstergelere ve kontrol panosuna bakan operatörler yardımıyla kontrol edilirken, bugün artık modern santraller büyük ölçüde bilgisayar tarafından kontrol edilmekte, operatörler sadece bir yönetici rolü oynamaktadır. Yüksek oranda otomatik kontrol sağlamasının yanı sıra, yeni nesil otomasyon sistemleri, elektrik üretim tesisindeki bütün süreçleri en detaylarına varıncaya kadar kontrol edebilme imkânı da sunmaktadır. Bu da tesis operasyonlarının operatörün taleplerine bağlı olarak daha yüksek verimlilik veya daha fazla esneklik sağlamak için çeşitli parametrelere göre optimize edilebileceği anlamına gelmektedir. Daha fazla tesis verisinin mevcudiyeti ve DCS'nin yaygın olarak kullanılması, otomasyon ve optimizasyon sisteminin inşa edilebileceği bir temel oluşturmuştur. Ancak, gerçek tesis optimizasyonu sağlayan bu katmanların üstünde bulunan ve ileriki bölümlerde anlatılacak performans ve durum izleme sistemleri, santralinin karmaşık bir modelini içeren dijital ikizler vs. kullanılması ile sağlanmaktadır. Otomasyon sistemleri artık üretim tesislerinin verimli işletilebilmesi için olmazsa olmaz bir bileşen haline gelmiştir.
Günümüzde her santral ünitesi, birçok faktöre bağlı dinamik koşullar altında çalışmaktadır. Serbest piyasa koşullarında artık bazı işletme kararlarının gerçek zamanlı verilmesi gerekmektedir. Maliyet bilgilerinin doğru anlaşılmaması, elektrik şirketleri için piyasada zararla sonuçlanacak kararlar verilmesine neden olabilmektedir. Yanlış kararları önleyebilmek için şirketlerin ünite performansları ile ilgili gerçek zamanlı bilgilere ihtiyacı bulunmaktadır. Ancak bu şekilde ünite ile ilgili önemli bir bilgi gözden kaçırılmayacak ve böylece yanlış kararlar önlenebilecektir.
Dijital teknolojiler bu ihtiyaca etkin çözümler sunmaktadır. Bu çözümler arasında en önemlilerden bir tanesi de santral ünitelerinin performans açısında gerçek durumlarını ortaya koyan performans izleme (performance monitoring) sistemleridir. Günümüzde bazı santraller çevrimdışı olarak toplanan verilerle periyodik performans analizi yapmaya çalışmakta, bu da pahalı ve çok çaba gerektiren süreçler ve yanlış sonuçlar doğurmaktadır. Aslında birçok eski santralda hiçbir performans izleme sistemi bulunmamakta ve dolayısıyla santral işletmesi kör-uçuş şeklinde gerçekleşmektedir.
Performans izleme sistemleri yardımıyla santral ünitelerinde üretilen anlık endüstriyel veriler sürekli izlenmekte, tesis ve bütün alt sistemlerin gerçek zamanlı performans ve verim bilgileri canlı olarak hesaplanmaktadır. Bu sistemler genellikle temel performans hesaplamalarını ve online izleme gereklerini yerine getirebilmek için oluşturulmuş entegre donanım ve yazılım alt bileşenlerinden oluşmaktadır. Bu sistemler mevcut otomasyon sistemlerinden de veri toplayabilmektedir.
Performans İzleme Sistemleri, bütün alt sistemler ve kümülatif olarak toplam ünite için verimlilik hesaplamaları gerçekleştirmekte, böylece operatörler ünitelerinin mevcut performans durumlarını gerçek zamanlı olarak görebilmektedir. Bu verilere merkezde görev yapan uzman mühendisler ve işletme müdürleri de erişebilmekte, ayrıca üst yönetime periyodik raporlar hazırlanabilmektedir. Bu sistemler yardımıyla, santraldaki bütün ekipmanlar termodinamik modelleri içeren yazılımlar yardımıyla önceden belirlenen finansal ve güvenilirlik temelli performans indikatörleri ile karşılaştırmalı bir şekilde izlenebilmekte ve değerlendirilebilmektedir. Bu indikatörlerden sapma olduğunda gerçek zamanlı alarmlar oluşturulmakta ve renk kodları ile işaretlenmiş bu alarmlar görsel panellerde ve farklı iletişim kanalları yardımıyla ilgili uzmanlara anında iletilebilmektedir. Tipik performans izleme sistemi görsel ekranları Şekil 6’da verilmiştir.
Performans izleme sistemlerinde; toplanan veriler tipik olarak bazıları aşağıda listelenen araçlar yardımıyla değerlendirilmektedir:
Isı dengesi analizi; toplanan verilere değer katmak amacıyla gerçekleştirilen kütle ve enerjinin korunumu ve yanma modelinden oluşmaktadır. Bu analizlerde herhangi bir varsayım yapmaya gerek bulunmamakta, sistem, alt sistemlere giren ve çıkan bütün sıcaklık ve akış bilgilerini değerlendirerek, her alt sistem ve ekipman için verim ve ısı oranlarını hesaplamaktadır.
Tesis verileri; ısı-denge analizleri, termodinamiğin birinci yasası (enerjinin korunumu prensibi) ve ileri veri analitikleri yardımıyla sürekli izlenmektedir. İzleme sonuçları kaydedilmekte ve ilgili uzmanların ve operatörlerin izlemesi için görüntülenmektedir.
Isı dengesi analizlerinde yaşanan en büyük problem, santral verilerinin içerdiği ölçüm ve kalibrasyon hatalarıdır. En küçük kareler yöntemi kullanan yazılımlar verilerdeki söz konusu tutarsızlıkları düzeltmekte, böylece gerçek ölçüm sonuçlarına göre daha hassas ısı denge analizlerinin gerçekleştirilmesini sağlamaktadır.
Tesis performansı; mevcut performans ve beklenen performansın karşılaştırılması suretiyle değerlendirilmektedir. Beklenen performans; düzeltme eğrileri, regresyon analizi yardımıyla elde edilen korelasyonlar veya ileri örüntü tanıma yöntemleri yardımıyla hesaplanabilmektedir.
Eğer performans parametresi birden fazla değişkene bağlı ise, bir korelasyon yardımı ile beklenen değerler tahmin edilebilmektedir. Örneğin, kısmi yük altında çalışırken gaz türbininin gücü; hava sıcaklığı, giriş sıcaklığı, giriş basıncı, giriş gaz vanası konumu ve türbin giriş sıcaklığına bağımlı olabilmektedir. Korelasyonun doğruluk değeri ısı dengesi kullanılarak daha da iyileştirilebilmektedir.
Performans izleme süreci; tesiste ölçülen değer ile ısı dengesinden hesap edilen değer arasındaki farkın sürekli takip edilmesini sağlamaktadır. İleri örüntü tanıma; performans parametrelerindeki beklenen değerleri tahmin etmek için kullanılabilecek en esnek ve hassas teknolojiyi oluşturmaktadır.
Durum izleme (condition monitoring); hizmet ömrü boyunca tesis ve ekipmanların sağlığının özellikle kestirimci bakıma yönelik sürekli değerlendirilmesi olarak tanımlanabilir. Durum izleme, bir ekipman veya makinenin durumunu çalışmasına ara vermeden izlemek için kullanılmaktadır ve bu sistemler arızaları oluştukları veya arıza öncülleri ortaya çıkmaya başladığı andan itibaren, daha gelişme aşamasında tespit edebilmektedir.
Durum izleme sistemleri; verileri toplamak için gerekli alt bileşenler ve yazılımlardan oluşmaktadır. Bu araçları kullanarak toplanan ve yazılım kullanarak görselleştirilen verilere yönelik değerlendirmeler uzman yazılımlar ve durum izleme analistleri tarafından gerçekleştirilmektedir. Durum izlemenin temel amaçları aşağıda listelenmektedir:
En yaygın olarak kullanılan durum izleme sistemleri arasında; vibrasyon izleme, gürültü izleme, motor akımı analizi, aşınma kalıntısı analizi, çözünmüş gaz analizi, ısıl görüntü taraması, manyetik parçacık muayenesi, elektromanyetik kusur belirleme (ELCID) testi ve tarama frekansı davranış analizi sayılabilir.
Günümüzde elektrik üretim tesislerinde en yaygın olarak kullanılan durum izleme aracı vibrasyon izleme sistemleridir. Bütün ekipmanlar titreşim üretmektedir ve bu titreşimlerin izlenmesi ve analizi; hatalı hizalama, hasarlı yatak, yatak aşınması ve gevşeklik gibi yaygın görülen problemleri belirleyebilmekte, elektriksel problemler ve rezonans nedeniyle oluşan dengesizliklerin varlığını algılayabilmektedir. Vibrasyon izleme sistemleri, makinelerin davranışındaki değişiklikleri algılayabilmek için bir veya daha fazla parametreyi; yer değiştirme, hız ve ivme sensörleri yardımıyla ölçmek için kullanılan bir dizi araçtan oluşmaktadır. Vibrasyon izleme sitemleri ulaşılması zor veya tehlikeli alanlar da dâhil olmak üzere herhangi bir yere kurulabilen basit sistemlerdir. Aslında, bu sistemlerin temel amacı, kestirimci analiz olarak adlandırılan sürece dayalı bakım faaliyetlerinin zamanlanmasına yardımcı olmaktır. Vibrasyon izleme sistemleri sayesinde problemler hızlı bir şekilde belirlenip hızlı aksiyon alınabilmekte, tüm vibrasyon sensörlerinden toplanan veriler veri-tabanı altında organize edilmesi sonucunda bakım kararlarının verimli bir şekilde alınmasını sağlamaktadır. Bu sistemler ayrıca farklı kategorilere göre anormallikler meydana geldiğinde alarm üretebilmekte ve böylece potansiyel arızaların erken teşhisi sağlanabilmektedir. Bu durumda bakım harcamalarının azalması, maliyet tasarrufu ve varlıklarda ömür artışı gibi sonuçlar ortaya çıkmaktadır.
Motor Akımı Sinyal Analizi (MCSA); akım ve gerilim verilerini analiz ederek asenkron motorlarda problemleri teşhis edebilen bir durum izleme tekniğidir. MCSA sensörleri motor kontrol kabininin (MCC) içine monte edilmekte ve veriler üretimi kesintiye uğratmadan çevrimiçi olarak toplanmaktadır. Mühendisler için motor akımı sinyal analizi önemli ölçüde uzmanlık ve deneyim gerektiren bir süreçtir. Diğer yandan modern MCSA teknikleri AC asenkron motorlarda ve pompalarda meydana gelen arızaları çevrimiçi olarak tespit ve teşhis edebilen güçlü yapay zekâ algoritmaları kullanarak mühendislere uzman desteği sağlayabilmektedir.
Yaygın olarak kullanılan bir başka durum izleme aracı da akustik gürültü sensörleri yardımıyla gerçekleştirilen gürültü izleme sistemidir. Bu sistem genellikle vibrasyon izleme sistemi ile beraber kullanıldığında pompalar gibi ekipmanlardaki arızaları daha erken aşamada belirlemede oldukça etkili olabilmektedir.
Aşınma kalıntısı analizi ise genellikle farklı motorlardaki yağlama yağı içindeki kirlenme seviyesini belirlemek için kullanılmaktadır. Ekipmanlar sürtünmeyi azaltmak, ısıyı gidermek, korozyonu önlemek ve kire karşı etkili sızdırmazlık sağlamak için yağlanmaktadır. Yağın kirlilik seviyesini ölçerek yağın durumunu ve bu sonuçların yardımıyla makinenin durumunu izlemek aşınma kalıntısı analizleriyle mümkün olmaktadır.
Hidrolik santrallere yönelik oluşturulabilecek tipik bir durum izleme sistemi Şekil 7’de gösterilmektedir.
Enerji üretiminde dijital ikiz son yılların popüler kavramlarından biri olmaya başlamıştır. Dijital ikizleri, elektrik üretiminde dijitalleşme adımlarının en ilginç olanlarından biri olarak değerlendirmek mümkündür.
Dijital ikiz kavramı; fiziksel santral varlıklarının sanallaştırılması ve bu varlıkların gerçek hayattaki yapısını ve davranışını temsil edecek dijital modellerinin oluşturulmasını temsil etmektedir. Dijital ikizler; tasarım, üretim, muayene, onarım ve sensör bilgileri ve operasyon verileri olmak üzere çeşitli kaynaklardan toplanan santral hakkındaki çok sayıda veri ve bilgi kullanılarak oluşturulmaktadır.
Dijital ikizler; santralin birebir sanal ortamdaki kopyasını oluşturmaya yönelik iddialı bir faaliyet olduğundan, çok sayıda fiziki ve analitik tabanlı ileri sayısal model barındırmaktadır. Bu modeller yardımıyla tesisin sağlık ve performansı tesisin bütün bir hayat döngüsü boyunca analiz edilebilmekte, tesisle ilgili tahminler yapılabilmekte, operatörlerin işletmekte oldukları tesisleri derinlemesine anlamasına, oluşabilecek arızaların önceden belirlenmesine ve bakım çalışmalarının optimize edilmesine katkı sağlanabilmektedir.
Dijital ikizin en önemli özelliği, verilerin analiz edilmesi ve görselleştirilmesi için yazılımların kullanılmasıdır. Bu da operatörlerin fiziksel varlığa dokunmadan, dijital varlık koşullarını değiştirerek senaryo analizleri yapabilmesi anlamına gelmektedir. Herhangi fiziksel bir değişiklik gerçekleştirilmesi gerektiğinde, bu değişiklik önce dijital ikiz üzerinde denenebilir ve sanal ortamda elde edilecek sonuçlar ışığında fiziksel değişiklikler hakkında etkin kararlar verilebilir.
Mühendisler ve operatörler, bilgisayar destekli tasarım (CAD) modellerine dayanan 2 boyutlu insan-makine ara yüzleri veya 3-boyutlu sanal ve artırılmış gerçeklik ortamları kullanarak dijital ikizlerle etkileşime girebilir. Dijital ikizin gerçek zamanlı durumu, tesisteki sensörlerden gelen işletim verileri kullanılarak sürekli olarak güncellenebilir. Geçmiş tesis verileri, durum izleme ve kestirimci bakım uygulamalarında kullanılmak üzere dijital ikizlere entegre edilebilir. Dijital ikiz, işletme ömrü tahminlerini gerçekleştirebilmekte, davranış anormalliklerini tespit edebilmekte, enerji santralinde operasyonların ve bakım süreçlerinin optimize edilmesini sağlayabilmekte ve termal verimliliği hassas bir şekilde hesaplayabilmektedir.
Dijital ikizlerin temel hedefleri arasında maliyet tasarrufu, gelir artışı, daha düşük devre dışı kalmalar, iyileştirilmiş operasyonlar ve pazar dinamikleri etkin yönetimi yer almaktadır.
Bakım yönetimi, santral uzaktan izleme, santral uzaktan kontrol, termik ve hidrolik santraller organizasyon ve eğitim tesislerinin, mühendislik kabiliyetleri ve pompaj türü hidrolik santrallerin incelenmesi amacıyla Fransa kamu elektrik şirketi EDF’nin (Electricite de France) tesisleriyle kıyaslama (benchmark) yapmak amacıyla 2009 yılı Kasım ayında bir teknik ziyareti gerçekleştirilmiştir. Bu bölümde, söz konusu ziyaret kapsamında elde edilen EDF’in son 10 yılda gerçekleştirdiği dijitalleşme çalışmaları açıklanmaktadır.
EDF, Fransa’nın elektrik üretim, iletim ve dağıtımından sorumlu kamu şirketidir bu doğrultuda %83,7’si Fransız devletine aittir. 2018 verilerine göre Yaklaşık 69 Milyar € yıllık geliri bulunan şirketin bünyesinde 165,790 personel çalışmaktadır. Dünya çapında 37,1 Milyon müşterisi bulunan ve 2018 yılı elektrik üretim rakamı 584 Milyar kWh olan şirket bu üretimin %78’ini nükleer, %8’unu hidrolik, %12’ünü termal ve %2’ünü ise diğer enerji kaynaklarından elde etmiştir.
EDF’in verimlilik ve dijitalleşme çalışmaları, Avrupalı kamu elektrik şirketleri için iyi bir örnek teşkil etmektedir. Aşağıda, EDF’in hidrolik ve termik santrallere yönelik gerçekleştirdiği dijitalleşme çalışmaları anlatılmakta ve ayrıca verim ve yan hizmetler izleme için gerçekleştirdiği çalışmalar örnek uygulamalar olarak açıklanmaktadır.
EDF bünyesinde hidrolik santral durum ve performans izleme çalışmalarına 2008 yılında başlanmıştır. Bu amaçla yazılımcılardan oluşan geniş bir kadro oluşturulmuş, 10 yıllık bir plan yapılmıştır. Santral donanımlarının standardizasyonu ve dijital sistemlere sahip olmayan tesislerin bu sistemlerle donatılmasını içeren faaliyetler için 2008-2018 yılları arasına yönelik önemli bir miktar yatırım bütçesi ayrılmıştır. Hidrolik santrallerin yenilenmesi ismini taşıyan uzaktan e-izleme çalışmaları aşağıda isimleri listelenen iki program olarak 10 yıl sürerek, planlandığı gibi 2018 yılında tamamlanmıştır:
Bu programlar dâhilinde bütün hidrolik santral ünitelerinin yerel kontrol sistemleri elden geçirilmiş, gereken konumlara sıcaklık, basınç, su debisi gibi farklı işletme verilerini gerçek zamanlı olarak toplamak için yeni sensörler yerleştirilmiş, izleme ve kontrol ile ilgili altyapı oluşturulmuş ve izleme sistemi kademe kademe devreye alınmıştır. Bugün itibariyle bütün hidrolik santral ünitelerinde e-izleme aktif olarak görev yapmaktadır.
İzleme sistemine yönelik veri toplamak amacıyla bir iç yazılım geliştirilmiştir. Bu iç yazılım farklı PLC ve ekipmanlarla, farklı haberleşebilme protokolleri yardımıyla haberleşip veri toplayabilmektedir. Bu program ayrıca EDF’in geliştirdiği bir protokol yardımıyla veri şifrelemesi de içerecek şekilde veri aktarımı da yapabilmektedir.
Veri toplama 3 katman olarak öngörülmüştür. En alt katmanda 5-10 arasında santralin PLC’lerinden veri toplayıp yaklaşık 2 ay saklama kapasitesine sahip fiziksel bilgisayarlar bulunmaktadır. Bu alt seviye veri merkezlerinin sayısı yaklaşık 300’dür.
Orta katmanda yaklaşık fiziksel makinelerde bilgisayarlar bulunmaktadır. Orta seviyede 80 adet merkez bulunmaktadır. Bu 80 merkezden her biri belirli sayıda alt merkezin verilerini toplamaktadır. Orta katmana bağlı verileri görüntüleyebilmek için yine iç kaynaklarla web tabanlı bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılım 80 adet orta katman bilgisayarda çalışmaktadır. Böylece o orta katmana bağlı ünitelerle ilgili bilgilere web adresi girmek suretiyle ulaşılabilmektedir.
Paris’te bulunan en üst katmanda bütün orta katmanda bulunan bilgisayarlardaki verileri merkeze taşıyan her bir orta katman PC’si için bir tane olmak üzere sanal sunucular bulunmaktadır. Toplanan çok sayıda veriyi organize etmek için ticari bir yazılım kullanılmaktadır.
Veri aktarımında EDF tarafından geliştirilmiş şifreli bir protokol kullanılmaktadır. EDF’in bilgi güvenliği, diğer bazı bileşenlerin yanı sıra bu şifreli protokollerle alakalı bulunmaktadır.
Bütün hidrolik santraller operasyonları 5 ayrı merkezden izlenmektedir (Alpler, Merkez, Doğu, Akdeniz ve Güney Batı). Örneğin Hidro-Alp izleme takımı 7500 MW kurulu güce sahip 60 hidrolik santralı (EDF Hidrolik Santrallerinin 3’te 1’i) izlemektedir. Bu hidrolik santrallerde 4 MW ile 240 MW arasında değişen 180 ünite bulunmaktadır. İzleme tesisi 2013 yılının sonunda devreye girmiştir. Merkezi izleme amacıyla ticari bir yazılım kullanılmaktadır. Bu yazılım ayrıca kestirimci alarm özelliklerini de barındırmaktadır.
Merkezde toplanan veriler farklı amaçlarla kullanılmakta ve EDF personelinin ihtiyaçlarına göre hizmetine sunulmaktadır. EDF bünyesinde ticari ve iç kaynaklarla geliştirilen ve bu verileri kullanan çok sayıda yazılım kullanılmaktadır. (PI vision, PI datalink, PI processbook, PRISM, Supervision PREX, eProd, Hydrovigie, eExploit Go vs.)
E-İzleme projesinde 40 civarında EDF personeli yazılımcı görev yapmıştır. Ayrıca 100 civarında hizmet alımı uzman yazılımcı kullanılmıştır. Halen dış uzmanlardan iş başı destek alma süreçleri devam etmektedir. Diğer yandan geliştirilen kaynak kodların sahibi EDF olmuştur. Veri toplama ve iletişimi konusunda kendi yazılımlarını geliştirmenin ve kaynak kodlarını elde bulundurmanın siber güvenlik açısından önemli olduğu anlaşılmıştır. Sistemlere yönelik siber güvenlik tasarımı EDF tarafından geliştirilmiştir. EDF’in tüm guruplarına hizmet vermekle birlikte iş yüklerinin %80’ini hidro oluşturmaktadır.
Bu E-İzleme programları kapsamında donanım ve algoritmalarda standardizasyon sağlandığı da vurgulanmıştır. E-İzleme altyapısının Şekil 11’de gösterildiği gibi 3 seviyeden oluştuğu ifade edilmiştir.
| KİM YAPIYOR? | NE SIKLIKLA YAPILIYOR? | NELER YAPILIYOR? | NE SONUÇLAR ÜRETİLİYOR? | |
|---|---|---|---|---|
| Seviye 1 | Operatörler | Sürekli 7 Gün/24 Saat | İşletmeye Yönelik İzleme (Hızlı gelişen işleme ile ilgili olaylar) | İşletme Alarmları, İşletme Gözetim Araçları |
| Seviye 2 | Özel Ekipler | Haftalık veya Aylık | Trend İzleme (Yavaş gelişen olaylar) | Problem Öncüllerinin Tespiti, Erken Uyarı Araçları |
| Seviye 3 | Uzmanlar Ağı | İhtiyaç Duyuldukça | Destek ve Uzmanlık Tanı ve Tahmin (Mühendislik, Ar-Ge vs.) | EDF Tarafından Geliştirilmiş Mühendislik, Analiz; Tanı ve Tahmin Yazılımları (300 Adet) |
İlk seviye santrallerin işletilmesine yönelik olarak izlenmesini kapsamaktadır. Operatörler 7/24 sürekli olarak verileri izleyerek santral işletmesini gerçekleştirmektedir. Bu amaçla verileri kullanan işletme alarm mekanizmaları geliştirilmiştir. Ayrıca işletme gözetimine yönelik verileri anlamlı hale getiren gözetim araçları oluşturulmuştur.
İkinci seviyede, verileri ve alarm bildirimlerini kullanarak haftalık veya aylık periyotlarda değerlendirmeler yapan özel takımlar bulunmaktadır. Biriktirilen verileri kullanarak bazı özel alanlarda analizler gerçekleştirilmekte (örneğin eğilim analizleri) ve raporlar oluşturulmaktadır. Periyodik santral verim hesaplamaları 2. Seviye grubuna girmektedir.
Üçüncü seviyede ise ilk iki seviyede belirlenen ve çözüm bulunamayan bazı problemlere çare aramak veya verilerle daha üst düzey çıkartımlar yapmak üzere, uzmanlar ağı tarafından gerçekleştirilen analizler yer almaktadır. EDF bünyesinde bazı teknik konuları hızlı bir şekilde incelemek için farklı konularda uzmanlar ağı bulunmaktadır. Bu analizler tanı ve tahmin ağırlıklı hesaplardan oluşmaktadır. Bu analizlerde kullanılmak üzere çok farklı uzmanlık alanında LEMON (L’e-monitoring’in kısaltılmışı) adını verdikleri 300’den fazla analiz aracı yazılım iç kaynaklarca geliştirilmiştir. LEMON sisteminin 24 saat hizmet veren bir yardım masaları bulunmaktadır. Bu yazılımlar mevcut ihtiyaçları karşılamak için kullanılmakla beraber önemli bir know-how birikimi haline gelmiştir.
Bu geliştirme süreçlerinde gerekirse veri analizinde Ar-Ge çalışmaları gerçekleştirilmekte, çalışmalara ilgili mühendislik ekipleri de katılmaktadır.
EDF hemen hemen bütün santralleri uzaktan izleyebilmektedir. 80,000 MW EDF’in izleme sistemine dâhil olup bu kurulu gücün 2/3 ünü temsil etmektedir. Hidrolikte 12,5 GW 250 santral 2013 yılından itibaren, nükleerde 56,6 GW 54 santral 2010 yılından itibaren, termikte 10 GW 40 santral 2004’ten itibaren izlenmektedir. En kritik olan 100 adet hidrolik santral uzaktan kontrol edilebilmektedir (Lyon, Strazburg, Marsilya vs.). EDF 14,000 MW hidrolik santrali uzak kontrol vasıtasıyla 20 dakika içinde devreye alabilme kapasitesini kazanmıştır. Santrallerde sadece mesai saatleri süresince çalışan bulunmakta, izlenen alarmlar sonucunda bir servis ihtiyacı ortaya çıkarsa servis personeli otomatikman sistem tarafından (gerekirse evinden) çağrılmaktadır. 24 saat hazır olma esasına göre ekipler görev yapmaktadır.
İzleme sistemleri arasında trafo, jeneratör, dolu savak (baraj kapağı), hidrolik performans, termodinamik performans ve vibrasyon izleme sistemleri bulunmaktadır. Yaklaşık 1000 trafonun canlı olarak takip edildiği izleme sistemi, EDF’nin iç kaynakları ile geliştirilmiştir. Fransa’da 80 yaşından fazla transformatörler bulunmakta olup hedef olarak yılda %1’den az trafo arızası belirlenmiştir. Trafo izleme sistemi; e-monitoring’den ayrı bir veri tabanı ve yazılıma sahiptir. 1000 step up, 300 nükleer ve 800 hidrolik trafo takip edilmektedir. Her saat başı online yağ analizleri yapılmaktadır. GE ile yapılan anlaşma ile oluşturulan mobil trafo takip sistemi ihtiyaç halinde kullanılmaktadır.
EDF bünyesinde uzaktan izleme ile ilgili bir uzmanlık oluşmuş olup, uzaktan izleme grubu belirli aralıklarla düzenlenen uzaktan izleme günlerinde bir araya gelmektedir. 3 yılda bir 2 gün süren uzaktan izleme günleri düzenlemekte, bu konu ile ilgili çalışan 370 personel bir araya gelip bilgilendirme çalışmaları yapmaktadır.
EDF’in ilgili mühendislik ölçüm birimleri; santral ünitelerinin performansına yönelik 15 kişilik bir ekip ile 60-80 arasında test gerçekleştirmektedir. Bu testler arasında aşağıdakiler yer almaktadır:
Verim analizi için verim eğrileri çıkartılarak değerlendirilmektedir. Toplanan e-monitoring verileri ile belirli aralıklarla uzman ekipler tarafından türbinlerin verim eğrisi oluşturulmaktadır. Örnek bir verim eğrisi Şekil 6.14’te gösterilmektedir.
Herhangi bir çark değişiminde veya çarkın zamana bağlı veriminin nasıl değiştiği verim eğrileri yardımıyla izlenmektedir. Yapılan çalışmalarla verim eğrilerinde %2-4 arası verim artışları sağlanabilmektedir. Türbin performansının verimi için IEC41 standardının onay verdiği standart yöntemleri aşağıda listelenmiştir:
Diğer ölçülen parametreler arasında basınç kayıpları (doğrusal, tekil), cebri boru su kaçak oranları, savak ölçümleri bulunmaktadır (400’den fazla cebri boru ölçüm cihazı kurulmuştur.). Bu ölçümler sonucunda yavaş ve hızlı gelişen olaylar belirlenebilmekte, enerji üretim kayıpları hesaplanabilmekte ve su kaçaklarının artması durumunda daha detaylı hesaplamalar yapılabilmektedir.
Diğer yandan hidroelektrik santralinin hidrolik performanslarının belirlenmesi amacıyla modelleme çalışmaları gerçekleştirilmektedir. Bir modelleme yazılımı yardımıyla hidrolik santralin matematiksel modelleri geliştirilebilmekte, bu model kullanılarak santral simülasyonları gerçekleştirilebilmektedir. Modelleme yazılımı kullanılarak 140 hidrolik santralin modeli oluşturulmuş ve bunlardan 110 tanesinin doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Bu modelleri 2 çalışan doğrulamakta, yaklaşık 130 çalışan da bu modelleri aktif olarak kullanmaktadır.
Fransa’da yan hizmetleri Fransız iletim sistem operatörü (RTE) yönetmektedir. RTE; frekans ve voltaj kontrolü hizmeti için santrallere ödeme yapmakta veya ceza kesmektedir. Dolayısıyla EDF yan hizmetler alanında cezaya düşmemek için bir yazılımı iç kaynakla geliştirmiştir. EDF e-izleme sisteminin hem 2. hem de 3. seviyesinde kullanılan bu yazılım, ünitelerin yan hizmetler performansını sürekli takip etmekte ve sonuçları görsel bir panel üzerinde uyarılar ve alarmlar kullanarak raporlamaktadır. Yan hizmetler yazılımı sayesinde 200’den fazla ünite yan hizmetler açısından canlı olarak izlenebilmektedir.
Bu izleme sistemi sayesinde frekans düşmeleri otomatik olarak belirlenebilmekte ve frekans düşüşüne ünitelerin verdiği tepki analiz edilebilmektedir. Yazılımlar yardımıyla şebekeye verilen aktif gücün uygunluğu ve olası bozukluklarının erken aşamalarda belirlenmesi sağlanabilmektedir.
Yan hizmetler yazılımı ünite tepki hızındaki düşüşleri otomatik olarak belirleyebilmekte ve bunların tekrarı halinde alarmlar üretmektedir. Ayrıca Dijital Hız Yönetici Kutusunda otomatik ayar değişiklikleri yaparak frekans değişikliklerine karşı santral tepki hızını ayarlayabilmektedir. Böylece tepki hızı ile ilgili problemler (Fransız Sistem Operatörü RTE daha tespit etmeden) giderilmektedir.
Yan hizmetler yazılımı ise dakika bazlı ortalaması alınan verileri kullanarak işletme aralıklarının statik görüntüsünü oluşturmakta ve böylece voltaj kontrol ayarlarının belirlenmesi sağlanabilmektedir.
Bu yazılımların frekans ve voltaj kontrol süreçlerinin izlenmesinde kullanılması sayesinde yılda yaklaşık 50,000 avrodan fazla kazanç elde edilebilmektedir. RTE tarafından tespit edilecek farkın hızlı bir şekilde EDF tarafından anlaşılması, ayarların hızlı bir şekilde yapılarak ve şebeke tarafından emilen reaktif güç kapasitesini artırarak, taahhüt edilen değerlere uyum sağlaması açısından önemli katkılar sunmuştur.
EDF termik santrallerde de uzaktan izleme sistemine dâhil bulunmaktadır. Termikte toplam 10 GW kurulu güce sahip 40 santral 2004’ten bu yana izlenmektedir. Uzaktan izleme sayesinde santral verilerine kolay ve hızlı erişim sağlanırken bu verilerin analizi gerçekleştirilebilmektedir. Bu analizler sayesinde performans kayıplarının belirlenmesi sağlanabilmekte, ekipmanlarda üretim kaybı ile sonuçlanan arızaların sayısı azaltılabilmektedir. Uzaktan izleme ekipleri ayrıca bakım programlarının optimizasyonu için önerilerde bulunabilmektedir.
Termik santral uzaktan izleme de aynı hidrolik santrallerde olduğu gibi yine 3 seviye olarak gerçekleştirilmektedir. Bu seviyeler Şekil 16’da gösterilmektedir.
1.seviye santralin gerçek zamanlı verilerle işletme ve bakımının gerçekleştirilmesi ile ilgilidir.
2. seviyede bütün veriler EDF’in Paris’teki merkezinden izlenmesini içermektedir. Uzman gruplar tarafından düzenli aralıklarla analiz edilen verilerle ekipman ve süreç performansları değerlendirilmektedir. E-izleme personeli; kombine çevrim doğal gaz santralleri, gaz türbinleri, kömür ve dizel jeneratör santralleri gibi farklı konularda uzmanlaşmış süreç mühendislerinden oluşmaktadır. Uzmanların 2.seviyede yaptığı analizler aşağıdakileri içermektedir.
Her termik santrale bir adet 2.seviye veri izleme uzmanı konuşlandırılmaktadır.
3.seviyede ise gerek duyulması halinde EDF uzmanları verileri detaylı analizlere tabii tutarak teşhis ve tanı faaliyetleri gerçekleştirmektedir. EDF içinde uzmanlardan oluşan güçlü bir ağ mekanizması bulunmaktadır. Bazı önemli hususlar konu uzmanlarının içinde bulunduğu bu ağ mekanizmalarında paylaşılmakta ve önemli sorunlara ortak akılla çözümler üretmektedir.
Şekil 17’de de gösterilen termik santrallerde veri toplama altyapısının, hidrolik santral üniteleri için kullanılandan farklı olduğu görülmektedir. Termik ünitelerin sayısı nispeten daha az olduğundan ara katman kullanılmasına ihtiyaç duyulmadığı görülmektedir. Santral sahasında otomasyon sistemleri (DCS) ve sensörlerden toplanan bilgiler bir OPC sunucusu tarafından yayınlanmakta, merkezde ise ticari bir yazılım olan OSI soft historian veri toplama yazılımı yardımıyla veriler merkezde veri tabanına arşivlenmektedir. Veri tabanına getirilen veriler daha sonra EtaPro ticari yazılımı ile oluşturulan ünite modelleri yardımıyla ünitelerin performansı ve durumları izlenmektedir. EtaPro modelleri yardımıyla ünitelerin termodinamik performansları optimize edilebilmekte, üretim kayıpları ve bakım yüzünden devre dışı kalma oranları azaltılabilmekte, ünitelerin yaşam ömürleri uzatılabilmekte, santral yönetimi ve yedek parça tedarik sistemi geliştirilebilmektedir. Diğer yandan EtaPro yazılımının çok pahalı olması nedeniyle, EDF’in EtaPro’nun alternatifleri konusunda arayış içinde bulunduğu ifade edilmiştir.
Diğer bir ticari yazılım olan Avensis PRISM yardımıyla erken arıza belirleme faaliyetleri gerçekleştirilebilmektedir. Bu yazılım yardımıyla ekipmanların sağlığı kontrol altında tutulmakta, ekipman ve süreç davranışlarındaki sapmalar tespit edilebilmekte, erken belirleme ve uyarı özellikleri yardımıyla arızalar öngörülebilmekte, engellenebilmekte ve santral devreye alma sürecinin güvenilirliği artırılabilmektedir.
Yukarıda belirtilen dijital sistemler, elektrik üretim sistemlerinde elektrik üretim sürecine yönelik daha çok endüstriyel verileri kullanan üst seviye mühendislik sistemlerini içermektedir. Diğer yandan binalarda tasarruf ve verim konularını ele almak için geliştirilmiş daha alt seviye dijital sistemler de bulunmaktadır. Bunlar arasında en yaygın olarak kullanılan enerji yönetim sistemi yazılımları olup, bu yazılımlar; binalarda ve tesislerde enerji tüketen cihazları belirlemek, bunların tüketim miktarlarını izlemek, enerji tüketimini ve maliyetleri azaltmak, kısaca oluşturulan enerji yönetim sisteminin uygulamasını kolaylaştırmak için hazırlanan bilgisayar tabanlı uygulamalardır. Enerji yönetim sistemlerinin takip ettiği ekipmanlar arasında; aydınlatma, ısıtma ve havalandırma sistemleri, buzdolapları, fanlar, pompalar gibi çok enerji tüketenler bulunmaktadır. Bu yazılımlar için bazen “bina yönetim sistemi” adı da kullanılmaktadır.
Enerji yönetim sistemi yazılımları genellikle kuruluşların fatura yönetim sistemleri, otomatik havalandırma ve aydınlatma sistemleri, enerji sayaçları ve ekipman yönetimi gibi sistemlerle entegre bir şekilde kullanılarak maksimum fayda elde edilmeye çalışılmaktadır. Tipik bir enerji yönetimi yazılımı izleme paneli ekran görüntüsü Şekil 18’de gösterilmektedir.
Birçok tesis, binalarında enerjiyi verimli kullanmadığı için para kaybetmektedir. Kaybedilen bu miktar genellikle bir binanın toplam giderlerinin yaklaşık %15’ini temsil etmektedir. Enerji yönetim sistemi yazılımları, oluşturulan etkin bir enerji yönetim sistemi ile beraber uzun vadede bu giderlerde tasarruf sağlanmasına yardımcı olmaktadır.
Bu yazılımlar; enerji tüketiminin sürekli bir şekilde izlenmesi, çok enerji kullanan bileşenlerin tespit edilmesi, bunların daha ekonomik alternatifleri ile değiştirilmesi, maliyetlerin karşılaştırılması, çok enerji tüketilen zaman aralıklarının belirlenmesi, yazılımın havalandırma, aydınlatma gibi sistemleri otomatik olarak kontrol eden diğer sistemlerle entegre edilerek işletmelerin daha modern çalışma ortamlarına dönüştürülmesi gibi birçok faydayı da beraberinde getirmektedir.
Piyasada bulunan enerji yönetim sistemlerinin genel özellikleri aşağıda listelenmektedir:
Enerji yönetim sistemleri, kuruluşlara özellikle de enerji yönetim sistemlerini tamamlayacak bir araç olarak önemli faydalar sağlayabilmektedir. Örneğin elektrik taleplerinin ve maliyetlerinin en yüksek olduğu zaman aralıklarını belirleyip bu dönemler için stratejiler geliştirmek, enerji tüketim maliyetlerinin daha ucuz olduğu zaman aralıklarına dağıtılması, elektrik tüketimi fazla olan ekipmanları belirleyerek değiştirilmesi, alternatif enerji kaynaklarına yönelim, ısıtma, soğutma, vs. sistemlerindeki yanlış ayar noktalarının belirlenerek düzeltilmesi gibi birçok ilave fayda elde edilebilmektedir.
Enerji yönetim sistemi yazılımlarını, üst düzey performans ve durum izleme sistemlerinden ve ayrıca santral otomasyon sistemlerinden elde edilecek verilerle zenginleştirerek, daha geniş kapsamlı enerji performans analizlerine imkân sağlayacak enerji yönetimi bilgi sistemlerine dönüştürmek mümkündür. Tipik bir örneği Şekil 19’da gösterilen enerji yönetim bilgi sistemleri, enerji yönetimi performansının bir kuruluşun farklı düzeylerine görünür kılınmasına, bireylerin ve şirket birimlerinin enerjiyi planlamasını, karar vermesini ve etkili bir şekilde harekete geçmesini sağlayacak bilgilere kolayca ulaşmasına yardım etmektedir.
Piyasada çok sayıda enerji yönetim sistemi yazılımı bulunmaktadır. Bunların çoğu internet tabanlı olarak veri toplamakta ve kullanıcı raporlama ara yüzleri internet sayfası olarak görüntülenmektedir. Kuruluşların kendilerine uygun enerji yönetim sistemi yazılımı belirlerken bir ihtiyaç analizi yapılması gerekmektedir.
Yapay Zeka (AI) ve Makine Dili (ML) şüphesiz 2024'teki en son gelişmelerden biri olmuştur. Önümüzdeki on yılda yapay zeka (AI) pazarında dünyada çapında güçlü bir büyüme öngörülmektedir. Günümüzde AI ve ML'yi finans ve sağlık hizmetlerinden üretim ve perakendeye kadar her alanda bulunabilmektedir. Sağlam AI ve ML çifti, minimum insan müdahalesi gereksinimleriyle zamana duyarlı verileri iyileştirmeyi, otomatikleştirmeyi ve işlemeyi hedeflemektedir.
Tüm sektörlerdeki küçük ve büyük firmalar verilere bağımlıdır. Verilerin modern yaşamın temelini oluşturmaktadır; bu nedenle, verilerin güvenliğini sağlamak hayati önem taşır. Akıllı telefonlar, yapay zeka cihazları, endüstriyel makineler vb., insanlarla iletişim kurmak ve yaşam tarzlarını geliştirmek için verileri kullanmaktadır. Verileştirme, insan işlerini veri odaklı teknolojiye dönüştürmek anlamına gelir. İş gücü yoğun ve manuel prosedürleri, verilerle çalışan dijital cihazlara dönüştürür. Gerçek zamanlı bilgileri kullanarak sosyal davranışı niceliksel verilere dönüştürebilir ve işletme kalitesini geliştirebilir.
Bilgisayarların ve internetin gelişi yeni bir dijital siber alan oluşturdu. Her 39 saniyede bir siber saldırı gerçekleşiyor. Saldırılardaki, veri ihlallerindeki ve tehditlerdeki artış, uygulanabilir bir çözüme olan ihtiyacın altını çiziyor. Ve siber güvenlikte yapay zeka söz konusu olduğunda, etik kullanım ve sektör standartlarına uyma gereksinimi hayati önem taşıyor. "Önlem tedaviden daha iyidir" şeklindeki eski söz, işletmelerin siber suç kurtarmada 188.400 dolar kaybettiği siber dünyaya çok iyi uyuyor. Siber güvenlik, tüm internet kullanıcıları için olmazsa olmazdır. Bilgisayarınızı ve sanal verilerinizi bilgisayar korsanlarına açık bırakmak istemezsiniz, değil mi? Güvenlik duvarları, antivirüs yazılımları ve diğer yazılımlar, geliştiriciler önceki sürümleri en son teknoloji ve özelliklerle donattıkça ivme kazanıyor.
Herhangi bir sorunuz, öneriniz veya iş birliği teklifiniz için benimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Yalnızca birkaç adımda ulaşabileceğiniz bu sayfadan size en hızlı şekilde geri dönüş yapacağım. Beni e-posta veya iletişim formu aracılığıyla rahatlıkla bulabilirsiniz. Yardımcı olmaktan memnuniyet duyarım!