ENERJİ SEKTÖRÜNDE KARAR VERMEDE BİLGİNİN YÖNETİMİ Dr. Tanay Sıdkı Uyar
Kocaeli Üniversitesi Öğretim Üyesi TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası Üyesi GİRİŞ
İnsan nüfusunun giderek çoğaldığı ve kişi başına düşen yaşam hacminin her yeni doğan bebek ile azaldığı dünyamızda, bireyler ve toplumlar arası ilişkilerin insanca düzenlenmesi amacıyla, sistemli karar verme mekanizmalarının oluşturulması önem kazanmaktadır.
Sürdürülebilir ekonomik gelişmenin sağlanması ve toplumların ortak geleceğinin garanti altına alınması, teknoloji seçiminde toplum, enerji, ekonomi ve çevre arasındaki ilişkilerin dikkate alınmasını gerektirmektedir.
Dünyanın tüm ülkelerinde kendi doğal gelişimleri ve bugüne kadar tanımlayıp çözdükleri sorunların karmaşıklığı ve ülkede yaşayanların demokratik geleneklerine bağlı olarak geliştirilmiş ve halen kullanımda olan karar verme mekanizmaları bulunmaktadır.
İnsanlar dünyanın kendilerine dar gelmediği dönemlerde yeryüzündeki yaşamlarını, çoğu kez, birbirlerinin farkında olmadan sürdürmüşlerdir. Karar verme mekanizmalarının uğraş alanı, insanların yaşam hacimlerini kuşatan doğal çevrenin kısıt ve olanaklarının farkına vararak, insan- doğa ilişki ve etkileşimlerinin düzenlenmesi ile sınırlı kalmıştır. Günümüzde ise, yeryüzünde insanlarca oluşturulan ulaşım ve haberleşme ağlan yardımıyla, doğal dengeleri altüst edecek insan etkinlikleri planlanıp yürütülmektedir. Atmosfer hacminin insan nüfusuna bağlı olarak büyüyüp küçülmediği dünyamızda, belki de insan neslinin yeryüzünde yaşamasına olanak sağlayan koşulların ortadan kalkması için önemli adımlar atılmaktadır. İnsan etkinliklerinin gerek duyduğu enerjinin temini için oluşturulan enerji sektörü de doğal çevrenin yaşanılır olmaktan çıkarılmasına yönelik katkılarda bulunmaktadır.
Enerji sektörü denildiğinde enerji kaynakları, enerji gereksinimleri ve enerji teknolojileri bir bütün olarak anlaşılmaktadır. Ülkelere bölünmüş dünyada her ülke enerji sektörüne ilişkin kararların alınmasında farklı kriterlere sahiptir. Bu kriterlere baktığımızda her ülkenin Jcendi insanı için en iyi olanı gerçekleştirme çabası içinde olduğunu görmekteyiz.
Ülkelerin enerji sektöründe karar verme süreçlerinin etkinliği o ülkenin kamu kuruluşlarında çalışan bürokratların bilgi birikimi ve yeteneklerine ve toplumda var olan aktörlerden hangi ölçüde etkilendiklerine bağlı olarak değişmektedir. Görevlendirildikleri alanda yetkin olmayan bireylerin iç ve dış etkilenmelere daha açık olacakları bilinmektedir. Modern rüzgar türbinlerinin 1.5 MW kapasitede piyasada satılmakta olduğu bilgisinin erişmediği bürokrat, karar vericiye ülkesinde doğal gaz veya nükleer santral kurmayı en temiz çözüm olarak önerebilmektedir.
Diğer ülkelerin kendi verileriyle kendileri için en elverişli bularak aldığı kararların Türkiye'ye uygulanması çabalarının ekonomimize gelecek yıllarda getireceği mali yük nedeniyle durdurulması
gerektiği kanısındayım. Bunun en yakın örneklerini nükleer santral kurma ve ülkemizi uzun vadeli olarak doğal gaza bağımlı hale getirme kararlarında görmekteyiz
ENERJİ SEKTÖRÜNÜ ALGILAMA VE YENİLEME KOŞULLARI
Enerji sektörüne ilişkin kararlar verilirken öncelikle mevcut enerji sisteminin dinamizminin kavranması yaşamsal önemdedir. Enerji sistemi ve enerji sağladığı ekonomik yapı tam anlamıyla tanınmadan alınan kararlar ülkeleri uzun vadeli zarar ve sıkıntılara sokmaktadır.
Karar verme süreçlerinin iyileştirilmesinin ön koşulu karar vericilerin geleneksel karar verme biçimlerinin hatalı kararlara yolaçtığım kabul etme olgunluğunu göstermeleridir. Ancak genel olarak egemen olan yaklaşım yanlışların gözardı edilmesidir. Yanlışlarını gözardı eden ve üzerine alınmayan bireylerin de kendilerini ve etkinliklerini geliştirmeleri mümkün olamamaktadır.
Giderek karmaşıklaşan enerji sektörünün dinamizminin doğru olarak algılanılabilmesi ise enerji sektörünün sistemli olarak izlenmesini ve konu ile ilgili tüm bilgilere anında ulaşılmasını ve tüm bu bilgileri sistemli olarak değerlendirebilecek bir bilgisayar altyapısının kullanılmasını gerektirmektedir.
Kendilerini geliştirmede ne denli uzman olsalar da tek tek uzmanların sistemli değerlendirme araçlarına sahip olmadan, enerji sistemininin dinamizmini kavrayıp, geleceği sağlıklı bir biçimde planlayabılmeleri mümkün olamamaktadır.
ENERJİ SEKTÖRÜNÜN YÖNETİMİNDE KAMU SEKTÖRÜNÜN İŞLEVLERİ
Diğer tüm dünya ülkelerinde olduğu gibi ülkemizde de enerji sektöründen sorumlu kamu görevlileri bulunmaktadır. TBMM tarafindan güvenoyu alarak görevlendirilen hükümetler ve ilgili Bakan değişse de ülkemizin bütçesinden maaş alan bürokratlar Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı'nda görev yapmaktadırlar. ABD dahil tüm ülkelerde kamu görevlilerinin işlevi o ülkenin çıkarlarını iç ve dış etkilemelere karşı korumaktır.
Dış etkiler dediğimizde, aklımıza ilk olarak, diğer ülkelerin çıkarlarına uygun ancak bizim ülkemizin çıkarlarına aykırı olan uygulamalar gelmektedir. Örneğin Çin'de 1.2 milyar insanın kömür yakarak enerjisini sağlaması, yol açtığı küresel ısınma nedeniyle , tüm dünyayı tehdit etmektedir. Çernobü'de yaşanan nükleer santral kazası, Ukrayna'da elektrik üretip fayda sağlarken, Türkiye ve Ukrayna'daki tarım ürünlerine ve insanlara zarar vermiştir. Almanya'da fazla elektrik tükettiği için kullanım dışı bırakılan tekstil makinalarımn Türkiye'ye satılması Alman tekstil sanayiine kaynak aktarırken, ülkemiz tekstil sektörü için, enerji maliyetleri gözönüne alındığında yeni makına almaktan daha pahalıya malolmuştur.
Tüm OECD ülkelerinde uzun dönemli enerji planlama çalışmaları kamu eliyle yapılmakta ve tüm öze! sektör etkinlikleri o ülke için en yararlı bulunan çerçevede kamu eliyle denetlenmektedir.
Özel firmaların kendi karlarını en üst düzeyde gerçekleştirmek için çaba sarfetmeleri doğaldır.
Rakipleri ile yarışma durumunda olan bir şirketin gelecek nesilleri düşünmesi ve bunu üretiminde gözönüne alması şirketin iflası ile sonuçlanabilir.
Bu gerçekler nedeniyle özel ve kamu sektöründe çalışanlar da dahil olmak üzere bir ülkede yaşayan tüm insanların ve gelecek nesillerin çıkarlarının korunması için bir kamu iradesi gerekmektedir. Gelecek nesiller kendisini korusun demek yeterli olamamaktadır. Bugün alacağımız yanlış kararlar gelecek nesillerin temiz ve sağlıklı bir çevrede yaşama özgürlüğünü ellerinden almaktadır.
Ekonomisi serbest rekabet esasları ile yönetilen ülkelerde de anti tekel yasalarının varlığı yanısıra, kullanılacak enerji teknolojilerinin seçimi yerel ve merkezi kamu kuruluşlarınca konulan kısıtlar ve yapılan yönlendirmeler altında gerçekleştirilmektedir.
Enerji sektöründe karar verme süreçlerini örgütlemek, ilgili birey ve kuruluşların katkılarını özgürce sağlayabilecekleri birlikte değerlendirme platformlarını oluşturmak kamu kuruluşlarının en doğal işlevleri arasındadır.
Kamu kuruluşlarında çalışan kamu görevlilerinin tanımlanmaya çalışılan işlevlerini yerine getirebilmeleri için konu ile ilgili tüm bilgilen kapsayan ve sürekli güncel tutulan bir veri tabanına ve bu bilgileri sistemli olarak değerlendirebilecek bir bilgisayar yazılım ve donanım altyapısına sahip olmaları gerekmektedir
ENERJİ SEKTÖRÜNDE KARAR VERMEDE MODELLERİN KULLANIMI
Enerji probleminin doğru olarak tanımlanması ve tanımlanan çerçevede uygulanabilir çözümler bulunması için bilginin serbest dolaşımı, sistemli değerlendirme ve ülkede yaşayanların doğrudan ve dolaylı katılımının sağlanması gerekmektedir.
Bilginin serbest dolaşımından kastedilen enerji problemi ile bilgi ve verilerin değerlendirme platfbrmlannca erişilebilir olmasının sağlanmasıdır. Geleceğe yönelik bir planlama yapıldığında, geçmişin teknolojilerinin yanısıra, planlama döneminde ticari kullanıma sunulacak yeni teknolojiler de değerlendirme kapsamına alınmak zorundadır. . Ancak bu teknolojilerdeki gelişmeler izlenmeden kullanıma sunulacakları yılların öngörülmesi de mümkün değildir. Planlama dönemi içinde kullanıma girecek 50 elektrik ve 500'ün üzerindeki diğer enerji çevrim ve kullanım teknolojisinin varlığı bilinmeden ve bu teknolojiler aday oldukları yıldan itibaren karşılaştırılmalı olarak değerlendirilmeden enerji sektöründe doğru kararların alınması mümkün değildir.
Sistemli değerlendirme araçları olarak, tüm karmaşık sorunların ele alınmasında olduğu gibi, bilgisayar modelleri kullanılmaktadır. Bu modeller de her geçen gün geliştirilmektedir.
Enerji sektörüne ilişkin karar seçenekleri üretilirken yerel yöneticilerin, sivil toplum temsilcilerinin, meslek odalarının, sendikaların, sanayicilerin, üniversitelerin, esnaf örgütlerinin bilgi birikimi, beklenti ve talepleri değerlendirme kapsamına alınmalıdır İlgili tüm birey ve kuruluşların
temsilcilerinin değerlendirme ve karar verme süreçlerine katılımının sağlanması bir lütuf değil, sorunların doğru tanımlanabilmesi ve tanımlanan sorunlara uygulanabilir çözümler bulunabilmesi için bir zorunluluktur.
OECD ÏEA ETSAP BÜNYESİNDE GELİŞTİRİLEN MODELLER
Ülkemizin de üyesi olduğu Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Teşkilatı'nın Uluslararası Enerji Ajansı kapsamında çeşitli uygulama antlaşmaları bulunmaktadır. Üye ülkelerden uygulama antlaşmalarına taraf olan kuruluş temsilcisi araştırıcılar ortak enerji araştırma ve geliştirme projeleri yürütmektedir.
Uygulama anlaşmalarından ETSAP (Enerji Teknoloji Sistem Analizi Programı) çalışmalarında ülkemiz Kocaeli Valiliği İl Çevre Koruma Vakfının sağladığı parasal destek ile Kocaeli Üniversitesi tarafından temsil edilmektedir.
ETSAP bünyesinde, her yıl yenilenen proje amaçlarına ulaşmak üzere, enerji teknoloji ve politikası analizcileri enerji/çevre/ekonomı konularında işbirliği ve ortak çalışmalar yürütmektedir. Bu çalışmalarda her ülke temsilcisi standard bir model ve yöntem kullanarak, kendi ülke gereksinimleri doğrultusunda tutarlı bir ulusal veri tabanı geliştirerek, analizler yapmaktadır.
Her altı ayda bir yapılan sempozyum ve çalışma grubu toplantılarında ise yapılan çalışmalar birlikte değerlendirilmekte ve bir sonraki yılın proje amaçları belirlenmektedir.
ETSAP üyeleri bulundukları ülkelerde karar vericilere aşağıdaki konularda yardımcı olabilmektedir:
Z Ülkenin enerji sisteminin MARKAL modelinin geliştirilmesi
Z Yeni enerji teknolojileri ve emisyon denetim teknolojileri hakkında en güncel bilgilen içeren bir veri tabanı oluşturulması
Z Geleceğin ekonomik ve enerji sistemi gelişimi içm alternatif senaryoların incelenmesi
Z Seragazı kaynaklarından gelen emisyonların hesaplanması, ve gelecek yıllar için ulusal emisyon envanterinin çıkarılması
Z İklim değişimi ve yerel çevresel kirlenme ile başedebılmek için en maliyet etkin politika ve önlemlerin belirlenmesi
Z MARKAL-MACRO ile ülke enerji sistem modeline ekonomik parametrelerin entegrasyonu Z İşbirliği ve ortak uygulama için uluslararası imkanların belirlenip değerlendirilmesi
ETSAP'ın sürmekte olan çok uluslu işbirliğine enerji teknoloji ve politika analizi için uygun metodolojiyi geliştirmek üzere katılınması
ETSAP YAKLAŞIMININ YARARLARI Standard bir model kullanılarak:
Z elde edilen sonuçlara uluslararası kredıbılite sağlanmaktadır Z çalışmalar değerlendirme için kolaylıkla erişilebilir olmaktadır.
-İ- elde edilen sonuçlar diğer ülkeler ile doğrudan karşılaştırabilmektedir
Bir enerji sistem modeli kullanılarak:
(D seçenekler arasındaki bağımlılıkları ihmal eden yanıltıcı görüşlerden kaçmılmaktadır.
Bir eniyiieme modeli kullanılarak:
CD maliyet etkin seçenekleri belirleyen en az maliyetli çözümler elde edilmektedir, seçenekleri derecelendirme sezgiler yerine model sonuçlanna dayanmaktadır.
ENERJİ SEKTÖRÜNDE KARAR VERMEDE BİLGİNİN YÖNETİMİ:
"MARKAL-MACRO" ENERJİ-EKONOMİ-ÇEVRE MODELİ Dr. Tanay Sıdkı Uyar
OECD IEA ETSAP Türkiye Proje Yürütücüsü Kocaeli Üniversitesi Öğretim Üyesi
ÖZET
Ülkemizde enerji sektöründe karar verme süreçlerinin etkinliği kamuda çalışan bürokratların gelişkinliğine ve özel sektör kuruluşlarının çıkarlarına bağlı olarak değişmektedir.
Enerji sektörüne ilişkin kararlar verilirken ülkemizin mevcut enerji sisteminin dinamizminin kavranması yaşamsal önemdedir. Ülkemizin enerji sistemi ve enerji sağladığı ekonomik yapı tam anlamıyla tanınmadan alman kararlar ülkemizi uzuun vadeli sıkıntılara sokacaktır.
Diğer ülkelerin kendi verileriyle kendileri için en elverişli bularak aldığı kararların ülkemize uygulanması çabaları da ekonomimize büyük darbeler vuracaktır. Bunun en yakın örneklerini nükleer santral kurma ve ülkemizi uzun vadeli olarak doğal gaza bağımlı hale getirme kararlarında görmekteyiz.
Tüm OECD ülkelerinde uzun dönemli enerji planlama çalışmaları kamu eliyle yapılmakta ve tüm özel sektör etkinlikleri o ülke için en yararlı bulunan çerçevede kamu eliyle denetlenmektedir.
Özel firmaların kendi karlarım en üst düzeyde gerçekleştirmek için çaba sarfetmeleri doğaldır.
Çevre Bakanlığının henüz farketmediği bir önlemi kendilerine maliyet getireceği düşüncesiyle bilseler de söylememeleri serbest piyasanın bir gereğidir. Rakipleri ile yarışma durumunda, olan bir şirketin gelecek nesilleri düşünmesi ve bunu üretiminde dikkate alması şirketin iflası ile sonuçlanabilir.
Bu gerçekler nedeniyle özel Ve kamu sektöründe çalışanlar da dahil olmak üzere bir ülkede yaşayan tüm insanların ve gelecek nesillerin çıkarlarının korunması için bir kamu iradesi gerekmektedir. Gelecek nesiller kendisini korusun demek yeterli olamamaktadır. Bugün alacağımız yanlış kararlar gelecek nesillerin temiz ve sağlıklı bir çevrede yaşama özgürlüğünü ellerinden almaktadır.
Bugün ekonomisi serbest rekabet esasları ile yönetilen ülkelerde de anti tekel yasalarının varlığı yanısıra, kullanılacak enerji teknolojilerinin seçimi yerel ve merkezi kamu kuruluşlarınca konulan kısıtlar ve yapılan yönlendirmeler altında gerçekleştirilmektedir.
Ülkede yaşayan tüm insanlar için varolan kamu görevlilerinin yukarıda tanımlanan işi yapabilmeleri için konu ile ilgili tüm bilgilere anında ulaşabilmeleri ve bu bilgileri sistemli olarak değerlendirebilecek bilgisayar altyapısına sahip olmaları gerekmektedir.
Enerji sektörüne ilişkin karar seçenekleri üretilirken yerel yöneticilerin, sivil toplum temsilcilerinin, meslek odalarının, sendikaların, sanayicilerin, üniversitelerin, esnaf örgütlerinin bilgi birikimi, beklenti ve talepleri değerlendirme kapsamına alınmalıdır. İlgili tüm birey ve kuruluşların temsilcilerinin değerlendirme ve karar verme süreçlerine katılımının sağlanması bir lütuf değil, sorunların doğru tanımlanabilmesi ve tanımlanan sorunlara uygulanabilir çözümler bulunması için bir zorunluluktur.
Bu tebliğde dünya ülkelerinde ulusal ve yerel ölçekte geliştirilmekte ve uygulanmakta olan bilgisayar modelleri tanıtılacak ve bu modellerin enerji sektöründe karar vermede bilginin yönetimini sağlamak amacıyla kullanılmasının olanakları tartışılacaktır.
Sözkonusu modeller evrensel bir sorun olan doğal çevrenin korunmasında işbirliği yapılmasını mümkün kılacak bir ortak dil ve metodoloji oluşturmak amacıyla diğer dünya ülkeleri ile birlikte geliştirilmektedir.
TARİHÇE
Enerji sistem analizcileri, 19701i yılların ortalarından başlayarak enerji politikalarının oluşturulmasına katkıda bulunmak amacıyla, enerji sistemlerindeki etkileşimlerin karmaşıklığını temsil etmek üzere modeller kullanmışlardır.
19801i yılların ortalarından itibaren yükselen bilinç, enerji politikalarının çevresel etkilerinin değerlendirilmesini gerekli hale getirmiştir. Günümüzde içice giren enerji-çevre politikalarının ekonomik etkilerine, karar vericiler tarafindan, 19901ı yıllarda daha yoğun ilgi duyulmaya başlanmıştır. MARKAL modeli bu giderek büyüyen gereksinimleri karşılamak üzere geliştirilmektedir.
MARKAL (Fishbone, ve ça., 1983) farklı teknolojik seçeneklere, emisyon kısıtlamalarına ve politika senaryolarına orta ve uzun dönemli tepkileri irdelemek için kullanılan ve en düşük maliyetli çözümleri arayan bir enerji-çevre sistem planlama modelidir. '
MARKAL-MACRO (Manne ve Wene , ve ça., 1992) MARKAL'ın bir uzantısı olup yukarıda belirtilen becerileri doğrudan bir neoklasik makroekonomik büyüme modeli ile entegre etmekte, böylece "bottom-up" mühendislik ve "top-down makroekonomik yaklaşımları tek bir model çerçevesinde biraraya getirmektedir.
MARKAL 19701i yılların sonunda Uluslararası Enerji Ajansı işbirliği çalışmalarının bir parçası olarak ABD'de Brookhaven Ulusal Laboratuvan ve Almanya'da KFA Julich'de geliştirilmiştir.
MARKAL bugüne kadar dünyanın çeşitli ülkelerinde ulusal, bölgesel ve yerel düzeyde uygulanmıştır.
T3u modelin tüm dünyada yaygın kullanıma girmesinin en önemli nedenleri : 1. Model sisteminin kurulması ve çalıştırılmasının maliyetinin düşüklüğü,
2. MARKAL-MACRO'nun enerji, çevre ve ekonomik konulan entegre eden benzerlerine göre en geniş kapsamlı model oluşu ve
3. Model'in kullanıcı dostu MUSS (MARKAL Kullanıcısı Destek Sistemi) analiz kabuğunun getirdiği kullanım kolaylıklarıdır.
Uluslararası Enerji Ajansı ETSAP katılımcıları tarafından MARKAL ve MARKAL-MACRO halen çok uluslu karşılaştırmalı değerlendirmeleri gerçekleştirmek amacıyla kullanılmaktadır (Kram, 1993). ETSAP üyeleri ve diğer ilgilenen taraflar yılda iki kez bilgi alışverişi, sürdürülen model geliştirmesinde önceliklerin belirlenmesi ve ortak değerlendirmeler için senaryoları tanımlamak üzere çalışma grup toplantıları düzenlemektedir. ETSAP ayrıca modelin en son gelişme ve uygulamaları hakkında dünya çapında sayılan giderek artan kullanıcı ve karar vericileri bilgilendirmek üzere periyodik bir bülten yayınlamaktadır.
MARKAL MODELİNİN YAPISI
MARKAL ağ şeklinde tanımlanan bir enerji sistemini eniyileyen dinamik bir doğrusal programlama modelidir. ( Şekil 1). Ağ içine enerji sisteminin tamamı (kaynak çıkarmadan yararlı enerji hizmetlerine kadar) dahil edilmektedir. Ağdaki her bağlantı modelde mevcut bir veya daha fazla teknoloji ile karakterize edilmektedir. Benzeri pek çok enerji ağı, veya Referans Enerji Sistemi (RES), her zaman dönemi için oluşturulabilmektedir. MARKAL kısıtlara bağlı olarak tüm model süresi için maliyetleri en aza indiren seçenekler grubunu belirleyerek her zaman dönemi için en iyi enerji sistem ağmı yaratmaktadır.
MARKAL'ın her uygulaması için, modelde temsil edilen detay seviyesi öncelikle enerji sisteminin karmaşıklığına, verilerin mevcudiyetine ve değerlendirilen politika hususlarına bağlı olmaktadır.
Modelde oluşturulan RES yapısına ilişkin tam bir esneklik bulunmaktadır. Dünyada geliştirilmiş bulunan pek çok MARKAL veri tabanı yeni modellerin geliştirilmesi için önemli bir referans oluşturmaktadır. .
MARKAL arz ve talep tarafi seçeneklerini ele alan teknoloji esaslı bir modeldir. Kaynak arzları, verili fiyatlarda mevcut olan kaynaklan gösteren, bir dizi arz eğrisi ile temsil edilmektedir.
Teknolojiler için gerekli olan temel veri girdileri:
1. kullanılan ve/veya üretilen yakıt (lar) 2. yatınm, sabit ve değişken işletme maliyetleri
3. verimlilik ve emre amade olma benzeri teknik karakteristikler 4. pazara girme kısıtlan
5 emisyon katsayılan ve arazi kullanımı gibi çevresel göstergeler
Şekil 1 Basitleştirilmiş Referans Enerji Sistemi
Verilerin çoğu sistem karakteristiklerindeki değişiklikleri temsil decek şekilde zaman içinde değiştirilebilmektedir. MARKAL her zaman dönemi için son kullanım kategorisi tarafından dışardan belirlenen faydalı enerji hizmetlerine olan bir dizi talep tarafından yönlendirilmektedir.
Talep seviyeleri ısıtılan konut metrekaresi ve taşıt seyahat km si benzeri bilgilerden yararlanılarak belirlenmektedir. Bina izolasyonu ve daha hafif otomobiller gibi son-kullanım enerji tasarruf önlemleri tasarruf teknolojileri olarak değerlendirilmektedir. Kompakt florasan lambalar benzeri yeni teknolojilerin kullanımını gerektiren karbon dioksit emisyonlarını azaltma seçenekleri, modelde mevcut diğer seçenekler gibi değerlendirilmektedir. Bunlar model tarafından maliyetleri, verimleri ve çevresel yararlarına göre değerlendirilmekte ve derecelendirilmektedir.
ABD MARKAL modeli yaklaşık 40 talep kategorisi, 100 kaynak arz seçeneği, 210 arz-tarafi teknolojisi, ve 330 talep-tarafi teknolojisinden oluşmaktadır. Oluşturulan,model yaklaşık 7000 doğrusal kısıt içermektedir. MARKAL çözümleri eniyilenmiş bir referans enerji sistemi düzeninin tüm detaylarını içermektedir. Bunlar birincil enerji karışımı, yakıt karışımı, ve teknoloji karışımı (her teknolojinin kapasite ve aktivitesi), ayrıca doğrudan yatırım, işletme ve yakıt maliyetleridir.
Bir eniyileme çerçevesinin kullanılmasının bir diğer yaran ise her teknoloji, yakıt ve çevresel kısıtın marjinal maliyetlerinin elde edilebilmesidir. Marjinal maliyet, arzu edilen bir model elemanının (örneğin ucuz gaz arzı) bir birim daha kullanılması duurumunda toplam enerji sistem maliyetinin ne kadar daha az olduğunun göstergesidir. Böylece, diğer metodolojilerden farklı olarak, her arz seçeneği ve teknolojisinin göreceli cazibesi model tarafından doğrudan belirlenmekte ve girdi olarak verilmesine gerek kalmamaktadır.
Üst düzeyde etkileşimli ilişkisel veri tabanı ve eniyileme sonrası analiz destek sistemi olarak MUSS'ın kullanılmasıyla MARKAL ile çalışma kolaylaşmıştır. MUSS bir modeli formüle etmek
için gerek duyulan tüm bilgileri yönetmekte ve duyarlılık analizlerini yapmaktadır. MUSS kullanıcılarına bir dizi Standard grafik sağlamaktadır.
MARKAL-MACRO MODEL TANIMI
Mühendislik modelleri (bottom-up) ile makroekonomik modellerin (top-down) özellikleri uzun yıllardır tartışılmaktadır. Teknolojik detaylara sahip "bottom-up" modelleri, ulusal veya elektrik şirketi seviyesindeki yatırım ve ARGE planlamasında, özellikle arz tarafı teknolojileri için, alternatif teknolojiler arasında karar vermede yararlı olduğunu kanıtlamıştır. Tüketici davranışının değerlendirilmesinin önemli olduğu son kullanım teknolojileri ele alındığında ise uygulanmaları daha da kaçınılmaz olmaktadır. "Top-down" modeller enerji sistemi ile ekonominin geri kalan kısmının etkileşimi üzerine yoğunlaşmaktadır. Bu modeller genelde elektrik ve diğer yakıtlar için gelecek yıllardaki talebi öngörür ve petrol, kömür çıkarma veya elektrik şirketleri benzeri enerji endüstrilerinin istiham ve ekonomik sağlığı üzerindeki etkileri değerlendirebilir. Bu modeller gelecek on yıllar içinde rüzgar, güneş ısıl veya doğal gaz santralların hangisine yatırım yapma gibi teknolojik kararlar için çok az veya hiç bilgi sağlamaktadır.
Son olarak varılan mutabakata göre ve Birleşmiş Miletler Çevre Programının tavsiyesiyle (UNEP,1994) emisyon azaltma seçeneklerinin değerlendirilmesi için en uygun olan birleştirilmiş veya hibrid bir yaklaşımdır. MARKAL-MACRO böylesi bir hibrid modeldir. Şekil 2'de görüldüğü gibi Prof. Alan Manne tarafından ilk kez kendisinin ETA-MACRO modelinde geliştirilen tek bir üretici/tüketici makroekonomik model MARKAL ile birleştirilmektedir.
"Türkiye MARKAL-MAKRO Modeli Oluşturularak Seragazı Emisyon Envanterinin Çıkartılması ve Emisyonların Azaltılması için Teknolojik Seçeneklerin ve Önlemlerin Belirlenmesi" isimli bir proje çalışması Kocaeli Üniversitesi tarafından Türkiye'nin gündemine getirilmiştir. Proje teklifi değerlendirilmek ve desteklenmek üzere TBMM Çevre Komisyonu, Devlet Planlama Teşkilatı, Enerji Bakanlığı, Çevre Bakanlığı, İstanbuul Valiliği, İstanbul Sanayi Odası, Türkiye Toplu Konut İdaresi Başkanlığı, Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği Başkanlığı, TÜBİTAK Başkanlığı ve Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı ilgililerine sunulmuş olarak yıllardır beklemektedir.
Kocaeli Valiliği İl Çevre Koruma Vakfı Eski Başkanı Sn. Kemal Nehçozoğlu ve çalışma arkadaşlarının desteği sayesinde projenin uluslararası bağı kurulabilmiş ve IBM firmasından projeye sağlanan bir bilgisayar sayesinde bu bağ gevşekte olsa sürdürülebilmiştir.
Eğer konu ile ilgili kuruluşlar dirençlerini sürdürür, ülkenin bu amaçla varolan kaynaklarından projeye katkıda bulunmazlar ve bu proje yürütülemez ise, enerji ve çevre sorunlarını daha sistemli olarak değerlendiren ve kendi istek ve beklentilerinin farkında olan ülkelerin, kişi ve kuruluşların, çıkarımıza uygun olmayan bir biçimde, ülkemiz karar verme mekanizmasını yönlendirme tehlikesi ortaya çıkabilir..
YARARLANILAN KAYNAKLAR
Manne. A.S., 1977, ETA-MACRO: A Model of Energy-Economy Interactions (EPRİ EA-592), Electric Power Research Institute, Palo Alto, California.
Fishbone, L.G., G. Giesen, G. Goldstein, H.A. Hymmen, K.J. Stocky H. Vos, D. Wilde, R.
Zölcher, C. Balzer ve H. Abilock. 1983. Uuser's Guide for MARKAL (BNL 51701), Brookhaven National Laboratory, Upton, NY 11973.
Manne, A.S., Wene, C-O, L.D. Hamilton, G.A. Goldstein, J. Lee, W. Marcuse, ve S.C. Morris 1992. MARKAL-MACRO: an overview (BNL 48377), Brookhaven National Laboratory, Upton, NY 11973.
Kram, T. 1993. National Energy Options for Reducting CO2, Volume 1: The International Connection (ECN-C-92-04), the Netherlands Energy Research Foundation, Petten, The Netherlands.
UNEP, Mayıs 1994. UNEP Greenhouse Gas Abatement Costing Studies: Phase Two, Part l:Main Report, UNEP Collaborating Centre on Energy and Environment, Riso National Laboratory, Denmark.
Sürdürülebilir Enerjiler ve Almanya'da Enerji Optimizasyonu Dikkate Alınan Projelerden Örnekler
Dr.-lng. G. Liersch OBERMEYER Giriş
Yapı sahipleri ve İdareler, daha projelendirme safhasında yeni yapılacak endüstri ve büro binalarında, enerji optimizasyonun dikkate alınmasına büyük önem vermekte- dirler. Enerji Tasarruf Yönetmeliği 2000; Federal Yapt Bakanlığının Eko-Elkitabı veya Enerjiye Eko-Vergisi gibi çeşitli yönetmelikler geleceğe yönelik gelişmeleri yönlen- dirmektedir.
OBERMEYER Planen+Beraten-Münih, Enerji sağlama, yapılar ve bina tekniği konu- larında aşağıdaki hizmetler vermektedir.
Enerji sağlama
Bina tekniği
Danışmanlık Değerlendirme Planlama
Enerji konseptieri, ikmal ve sağlama seçenekleri, uzaktan ısıtma konseptieri, sürdürülebilir enerjilerinden yararlanma, Kuvvet-lsı-Soğuk kuplajı, güneş enerjisinden yararlanma
Dinamik bina simülasyon hesaplamaları, termik bina optimizasyonu (bina-tesis tekniği), cephe seçeneklerinin de- ğerlendirilmesi, saydam ısı sönümlemesi, çift-atık hava cep- heleri, gün ışığı simülasyon hesaplamaları
RLT sistemlerinin termik/dinamik tasarımı, enerji tüketim pro- jeksiyonları, işletme karakteristiklerinin optimizasyonu, soğu- ma hesaplamaları, güneş enerjisinden aktif vè pasif yöntem- lerle yararlanma '
Bu bildiri kapsamında, sürdürülebilir enerjilerin önemli rol oynadığı, gerçekleştirilmiş 2 proje ve "konvansiyonel" modern teknik araçlar kullanılarak bir idari binadaki enerji tüketiminin etkin bir şekilde nasıl azaltıldığı tanıtılacaktır.
1
Yapılar
2 Remscheid Şehir İşletmeleri Yeni Binası
Enerji sağlayan bir kuruluş olarak, Remscheid Belediye İşletmeleri, doğal enerji kay- naklan ve çevre ilişkilerine sorumluluk bilinci ile yaklaşıma büyük önem vermektedir.
Daha 1997 yılında, Remscheid Belediye İşletmelerini çevre yönetim sisteminin geliş- tirilmesi için DİN EN ISO 14001 sertifikası verilmişti. Böylece, yapı sahibi yeni yaptı- racağı idari binasında, en yeni ekolojik ve enerji optimizasyonu ile ilgili bilgi ve bul- guların dikkate alınmasını şart koşmuştur.
2.1 Saydam Isı İzolasyonu ile Pasif Solar Enerjiden Yararlanma
Binanın güneye bakan kısmındaki pencere altları ve döşeme alınları saydam ısı sö- nümlendirici malzeme (TWD) ile kaplanmıştır. Bu malzeme güneş ışınlan için şeffaf ama aynı zamanda ısı kayıplarına karşı sönümleyicidir. Ayrıca dışarıdaki havanın so- ğuk olması durumunda bile güneş ışınlarının absorbsiyonu ile duvar konstrüksiyonunu ısıtmaktadır.
Şekil 1 : Remscheid Şehir İşletmeleri Binasının Bilgisayar Gösterimi
Aşağıdaki şekilde, bir simulasyon hesabından elde edilen sonuçlara bakıldığında, şubat ayında bile bina içine olan ısı akımı, bina dışına olan kayıptan daha fazladır.
İlave ısıtma tasarımında özellikle TWD-"Duvar Isıtması" dikkate alınmıştır. Sıcak iç duvarların ısınma efektini etkilememek için, zeminde küçük çaplı "şap konvektörleri"
(% 100 devridaim) öngörülmüştür.
2.2 Gün Işığının Yönlendirilmesi
Binanın güney cephesindeki Güneş Koruyucu Lamelleri alışılmış jaluziler gibi uniform olarak kapanmamaktadır. Gün ışığının, mekanın daha derinliklerine kadar yansıma- sını sağlamak için, üst taraftaki lameller daha az eğimli yapılmışlardır.
2.3 Solar Destekli Soğutma *
Bir bina simulasyon hesabı sonucunda, tamamen güney oryantasyonlu bürolarda pencerelerle havalandırmaya rağmen, zaman zaman hoş olmayan, elverişsiz oda sı- caklıkları ortaya çıkmıştır. Bunun sebebi, içerideki büro teknik donanımdan oluşan ısı yükü ile dış ısı yükleri olmaktadır. Mal sahibinin arzusu üzerine, soğuk su şebekesi ile çalışan, enerji tasarruflu bir soğutma sistemi (sessiz soğutma) tasarlanmıştır.
Soğuk hava üretimi solar destekli bir "Adsorbsiyon soğutucu makine" ile sağlanmak- tadır. Bu makinenin çalışma prensibi, soğutucu malzeme olarak suyun, adsorpsiyon aracı Silicagei üzerine adsorbe edilmesi esasına dayanmaktadır. Soğutucu makine, soğutucu malzemenin regenerasyonu yani desorpsiyonu için gerekli ısı ile çalış- maktadır. Absorsiyon soğutucu makinelerden farklı olarak, burada 70-75 CC ısı sevi- yesi yeterli olmaktadır ki, makine solar olarak ısıtılmış sıcak su ile çalışabilmektedir.
Tabiki bu durum, yazın soğuk hava talebinin en yüksek olduğu zamanla solar ar- zın en fazla olduğu zamanın denk düşmesi halinde çok uygun olmaktadır. Bunun i-
çin, komşu binaların bir kısmının da yararlanması düşünülerek, 106 kW soğutma ka pasiteli, verim faktörü 0,6 olan bir agrégat seçilmiştir. Yani 1 kW ısı ile 0,6 kW soğuk elde edilmektedir.
2.4 Büyük Kollektörlü - Solar Tesis
Buranın çatısına büyük kollektörlü bir solar tesis yerleştirilmiştir. Bu tesis, sıcak su el- de edilmesinde, geçiş dönemlerinde ısınmaya destek verilmesinde ve adsorpsiyon soğutucu makinesinin çalıştırılmasında kullanılmaktadır. Solar tesis, herbiri 7,5 m2 o- lan birimlerden oluşmaktadır ve toplam 150 m2 dir. 1000 W/m2 lik ışın olan yaz mev- simi koşullarında tesis yaklaşık 90 kW ısı kapasitesine sahiptir. Aşağıdaki şekilde solar tesisin erişilebilen karşılama paylan ile kullanım oranlan gösterilmiştir.
Şekil 3: Termik Solar Tesisin Karşılama Payları ve Kullanım Oranlan
2.5 Solar Elektrik Üretimi için Fotovoltek-Tesisi
Binanın güney/güneybatı cephesine mimari görünüme uygun olarak, solar elektrik ü- retimi için bir fotovoltek-tesisi entegre edilmiştir. Herbiri 5 modülden oluşan 12 Dizilik toplam 77 m2 alan öngörülmüştür. 90° Eğim ve güneybatı oryantasyonu sayesinde efektif olarak % 70 lik bir enerji kazanımı beklenmektedir. Bunun anlamı, yaklaşık 10 kWp kurulu güçten 7 kW efektif üretim sağlanıyor demektir.
Bununla ilgili bir simülasyon hesabının sonuçları aşağıdaki şekilde verilmiştir. Görül- düğü gibi, üretilen solar elektriğin büyük kısmı doğrudan tüketilmektedir; sadece yaz aylarında küçük bir miktar şebekeye aktanlmaktadır.
Şekil 4: Cepheye entegre Fotovoltek ile Solar elektrik üretimi
2.6 Yağmur Suyundan Yararlanma
Düz çatılar ve teraslarda toplanan yağmur suyu ayrı bir boru sistemi ile dışarda bulu- nan 4,3 ve 5,0 m3 iki sarnıç'a aktarılmaktadır. Burada toplanan sular tuvaletlerde ve yeşil alanların sulanmasında kullanılmaktadır.
3 Petersberg Katolik Eyalet Halk Yüksekokulu
Petersberg de yapılan yeni Eyalet Halk Yüksekokulu kaynak tasarrufu ve enerji ka- zanımı için modern bir mimari ve teknik araçlarla donatılmıştır. Tekniğin son durumu- nu yansıtan önlemler şunlardır
• Ahşap Yonga ateşlemeli bina ısıtması
• Kullanım suyu için solar enerji
• Bina yerleşimi ve pencere alanlarının seçimi ile solar enerjiden pasif yararlanma
• Elektrik üretimi için fotovoltek tesisi
• Çatının yeşiilendiriimesi
• Gün ışığının daha çok kullanımı
• Yağmur suyundan yararlanma
• Adiyobat sürekli hava nemi vasıtasıyla soğutma ve soğuğun geri kazanılması Bir önceki örneğe dayanılarak solar sıcaklık ve fotovoltek tanımlandığı için burada ö- zellikle tahta yongası ateşlemesi olan biokütlenin (biomas) kullanımına değinilecektir.
3.1. Biokütle ile İlgili Genel Hususlar
Ağacın veya diğer hızlı yetişen bitkilerin yakılmasında, bitkinin yetişme süreci içinde havadan aldığı kadar CO2 açığa çıkar. Dolayısıyla, yakma ve yetişme işlemleri CO2 açısından nötürdür.
Yakıt maddesi olarak odun Avrupa'da son yıllarda giderek önem kazanmıştır. Özel- likle Avusturya, İsviçre ve Danimarka birincil enerji ihtiyaçlarının önemli bir kısmını o- dun ile karşılamaktadırlar. Fakat, saman, çin kamışı, kolza, v.s. gibi enerji bakımın- dan zengin diğer bitkiler de giderek önem kazanmaktadırlar.
Landtechnik Weihenstephan'in verdiği bilgiye göre çok senelerden beri piyasada ( Bavyera ) odun fazlalığı mevcuttur. Odunun oldukça yüksek yenilenebilirliği bakı- mından bu yakıtın azalması beklenmemektedir.
Biokütle aşağıdaki avantajları birleştirmektedir.
» Yenilenebildik
• Geniş sunu bazı
• Tekelci yapı olmaması
• Kısa ve güvenli taşıma
• Çok, farklı yakıtların değiş-tokuş edilebilmesi
• Yerti ekonominin desteklenmesi
• Yurt dışına akan paraların azalması
• Ülkede işyerlerinin sağlanması
3.2. Yonga ile Ateşlemenin Yapısı
Tahta yongası ile ısıtmanın önemli bileşenleri olan; kazan, yonga deposu ve kazanı doldurma aşağıdaki şemada gösterilmiştir. Isıtma kazanının tam otomatik olarak doduruiması depodan gerçekleşir. Uygulamaya ve tesisin büyüklüğüne göre farklı dağıtma sistemleri piyasada mevcuttur.
6x6 m. boyutlarındaki depo binanın kuzey tarafında kazan .dairesinin önünde buiumaktadır. 3 metre yüksekliğindeki bu mekanın hacmi 108 m3 tür. Yongalar için yararlanılabilir mekan yaklaşık 90 m3 ile sınırlıdır.
Şekil 5: Tahta Yongası ile Isıtma Şeması
Tahta yongası deposu 6x3 m2 lik kolay açılabilen bir kapakla doğrudan yukarıdan doldurulabilir. Üstünden vasıta geçebilen bu kapak uygun bir hidrolik açma meka- nizması ile donatılmıştır. Tahta yongasının sevkiyatı kamyon veya damperli traktör ile gerçekleştirilebilmektedir.
3.3 Biokütlenin Enerji Verileri
Tamamen kuru 1 kg. tahtanın ısı değeri (ATRO) 5,2 kWh/kg. Su miktarına göre ısı değende (Hu) değişir. % 50 oranında su miktarı (W), % 100 düzeyinde bir neme (U) karşılık gelmektedir. Bağlantılar aşağıdaki grafikte ÖNORM B3011 normuna göre gösterimiştir.
Buradan 1 kg. petrolün yerine 3 kg. odununeşdeğer olduğu sonucunu türetebiliriz.
1 kg Petrol = 3 kg Odun
Şekil 6: Tahta yongasının ısı değerinin su miktarına ( depolama zamanı ) bağlılığı
Odunun ağırlığı esas alındığında ısı değeri odun türüne bağlı değildir. Fakat hacim esas alındığında odunların çeşitli ham yoğunlukları dikkate alınacaktır.
Gerekli yakıt deposu mekanının hesaplanmasında ÖNORM M 7133'e dayanılarak 1 ton sıradan tahta yongasının yığma yoğunluğu belirleyicidir.
W=% 25 olan 1 ton ince tahta yongası yaklaşık 4 m3 ince tahta yongasına karşı- lık gelmektedir.
Hacmi 90 m3 olan planlanan yakıt deposu böylelikle yaklaşık 23 ton tahta yongasını içine alabilmektedir. Bu 88.000 kWh düzeyindeki bir ısı değerine karşılık gelmektedir.
320 kW kapasitesindeki bir kazanda tam yükle çalışma durumunda yakıt deposu her 10 günde bir yeniden doldurulmalıdır. Bu miktar geçiş dönemlerinde' 1 aydan fazla yetmektedir.
3148 saatlik tam kapasite çalışma durumunda 263 ton ince tahta yongası seviyesin- de yıllık bir yakıt ihtiyacı ortaya çıkmaktadır. Yaklaşık 15 kez sevkiyat ile tahta yon- gası ile ateşlemenin yıllık yakıt ihtiyacı karşılanabilir. Tahta yongası ile ateşlemenin yıllık ısı miktarı 1008 MWh/a dolayındadır.
Günümüzün tahta yongası ile ateşleme sistemleri nominal yük ile çalışma durumun- da % 90'ın üzerinde bir verime ulaşmaktadır.
3.4 Emisyonlar
Çevre koruma meselesi kamuoyunda giderek daha önemli bir yer almaktadır. Sera etkisi, ozon tabakasının delinmesi ve CO2 durumu herkesin ağızındadır. Enerji tasar- rufu ve enerjinin akıllıca kullanılmasının yanında özellikle enerji dönüşümü yapan te- sislerde büyük bir ticari ihtiyaç vardır.
Şekil 7 rejeneratif enerji kaynağı oduna kıyasla, petrol ve gaz gibi taşıllaşmış (fosil- leşmiş) enerji kaynaklarının emisyonlarının sınırsız farklarını göstermektedir. Burada sadece logaritmik olarak gösterilebilen emisyonların mutlak değerleri dikkate alınma- lıdır.
Şekil 7. Çeşitli ısıtma tesislerinin emisyon kıyaslaması *
Odunun -ve özel durumda kolay kullanılabilir yonganın- son derece çevre koruyucu enerji kaynağı olarak geçerli olduğu buradan görülmektedir. Yasalara göre Alman- ya'da tahta yongası ile ateşlemelerde sadece işlenmemiş tahta yakılabilmektedir.
Kullanılan tekniklerle yasal sınır değerlerinin birkaç misli altına inilebilmektedir.
OBERMEYER - Münih Büro Binası Teknik Tesislerinin Enerji Optlmizasyortu
Söz konusu büro binası 1974 yılında inşa edilmiştir. Bina, Münih'in merkezinde trafik bakımından yoğun bir yerde bulunduğundan pencere açarak havalandırma, gürültü ve emisyon yükü nedeniyle mümkün değildir. Dolayısıyla bina makinalaria havalandı- rılıp klimatize edilmektedir.
Şekil 8. OBERMEYER - Münih Büro binasının görünüşü
4.1. Enerji Optimizasyonu Öncesi Enerji Tüketimi
Aşağıdaki Tablo 1996 yılındaki gaz tüketimini göstermektedir. Spesifik tüketim (yani
• ısıtılmış büro alanına göre) 194 kWh/m2/yıl. Bu değer bugünkü standartları karşıla- mamaktadır, ancak 27 yıllık bir bina için, havalandırma gereksiniminin büyük bir paya sahip olduğu dikkate alınırsa, fena değildir.
1996 Yılı Gaz Tüketimi Süre
01.01.1996 31.01.1996 02.03.1996 02.04 1996 03.05 1996 05 06.1996 04 071996 07 081996 03 091996 01 101996 01 111996 01 12 1996 Toplam Gaz
30.01.1996 01.03.1996 01.04.1996 02.05.1996 04 06.1996 L 03.071996 06.08.1996 02.09.1996 30.09.1996 31 101996 30.11 1996 31 12.1996
Aviar OcaK Şubat Mart Nisan Mavıs Haziran Temmuz Ağustos Evlül Ekim Kasım Aralık Kullanım alanı, m* isin spasffifc dejjer
Tüketim
16544 m»
80643 m3
28843 m3
17480 m3 11722 m' 6500 m3
7914 m"
4350 m3 12650 m3 15653 m3 21206 m3
29551m3 253056 m' 194 kmjnfM
Birim Fiat 38.91 Pfq./m3 35.02 Pfg/m3 37.94 Pta/m3 40.80 Pfg /m3
44.49 Pfq./m3 53.66 Ptg/m3 51.97 Pfq./m3 65.82 Pfq./m3
44.77 PfqVm3 36.23 Pfq./m3 36.23 Pfq./m3
36 23 Pfq./m' 43,50 Pfg Jm3
', Toclam
6.438.00 DM 28.239.00 DM 10.942.00 DM 7.131.00 DM 5.215.00 DM 3 488.00 DM 4.113.00 DM 2.863.00 DM 5.663.00 DM 5.671.08 DM 7.682.93 DM 10.706 33 DM 38.152,34 DM 6,02 kWh/nV/yil
Tablo 1. 1996 Yılı Gaz Tüketimi 4
Elektrik tüketimi oldukça yüksektir. Yıllık elektrik masrafları 411.000.- DM'ı bulmakta, yani binanın yıllık toplam enerji gideri 0,5 milyon DM'a ulaşmaktadır.
1996 Yılı elektrik Tüketimi
SOıe 05.01 1996 02.02.1996 02.03.1996 02.04.1996 03.05.1996 05.06.1996 04.07.1996 07.08.1996 03.09.1996 02.101996 05.11.1996 03.12.1996 Toptanı EMd
01.02.1996 01.03.1996 01.04.1996 02.05.1996 04.06.1996 03.07.1996 06.08.1996 02.09.1996 01.10.1996 04.11.1996 02.12.1996 10.01.1997 rik •.•• -, .-.
Aylar Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Kullanım alam, m* için spesfflls değer
Pik Takatim
732 kW 724 kW 712 kW 692 kW 624 kW 622 kW 624 kW 616 kW 606 kW 608 kW 752 kW 752 kW
Taketim 184 840 kWh 226.820 kWh 217.260 kWh 204.620 kWh 199.700 kWh 184.760 kWh 222.560 kWh 168.100 kWh 178.800 kWh 205.820 kWh 185.720 kWh 252.660 kWh 2431.660 MNh
Karma Rat 16.01 Pfg./kWh 16,50 Pfg./kWh 18.06 Pfa/kWh 16.75 Pfa/kWh 16,88 Pfq./kWh 17,41 Pfg./kWh 16,32 Pfa/kWh 18,02 Pfq./kWh 17,60 Pfq/kWh 16.93 Pfq./kWh 18,87 Pfg/kWh 14.67 Pfq./kWh
ir,oa ws Jiim
. . - - • • - • ••*.- - • • • • •
Toplam 29 594,00 DM 37.430,00 DM 39.243.00 DM 34.266,00 DM 33.713,00 DM 32.165,00 DM 36.324,00 DM 30 285,00 DM 31.472,00 DM 34.847.00 DM 35.047,00 DM 37 059,00 DM
' 4tM4840OM İ189G Yık Toplam EnaıiiGkterl 509.597,34 DSW
Tablo 2. Yıllık Elektrik Tüketimi
Elektrik tüketiminin tam olarak bir profilini çıkarabilmek için 1996 Aralık ayında bir hafta boyunca karşılaştırma ölçümleri yapılmıştır. Geceleri ve hafta sonu tesisin kapalı olmasına rağmen genede yaklaşık 140 kW lık bir tüketim sözkonusudur.
Bunun nedeni hesap merkezinin soğuğun enerjisi ile beslenmesi ve buna bağlı ola- rak tüm soğuk ile besleme ağının çalışmasıdır. Gündüz, klima tesislerinin devreye sokulması sırasında yaklaşık 680 kW düzeyine kadar bir artış kaydedilmiştir.
4.2. Enerji Optimizasyonu/Teknik Tesislerin Tasarımı
Enerji tüketiminin azaltılması ve aynı zamanda konforun iyileştirilmesi için aşağıdaki önlemler gerçekleştirilmiştir.
• Bir yanma kazanı, düşük ısı kazanı ve bir BHKW vasıtasıyla 12 adet gazla ısıtma kazanının devre dışı bırakılması
• Gelen hava cihazı için devir sayısı ayarı olan yeni radyal vantilatörler
• % 70 düzeyinde ısı alış veriş derecesi olan esas havalandırma için devridaim WRG
• Soğuyan havşnın geri kazanılması ile adiyabat kirli hava nemi vasıtasıyla soğut- ma
• Ana klima cihazı için yeni verimli ve enerji tasarruf eden temiz hava (gelen hava) nemlendirmesi
• Kış mevsimi sırasında serbest soğutma, yani soğutma makinalarının komple dev- re dışı bırakılması
• İşletmenin optimizasyonu için öncelikli enerji yönetim sistemi ile yeni MSR ve bi- na yönetim tekniği:
- Isıtma ve havalandırma için yeni DDC trafoları
- Ana binada güneş ışınlarını dikkate alarak her bir odaya göre yeni ayarlama - Toplantı odalarında, aydınlatma kontrollü mekana göre yeni ayarlama - Teknik Tesislerin işletme organizasyonu ve denetimi için GLT
- Hafta sonunda, acil bir durum olduğunda bina yöneticisine D2-Mobil şebeke- den erişim
- GLT-Programına dışardan modern üzerinden giriş - Üst seviye elektrik yük yönetimi
Bu enerji tasarımına bağlı olmaksızın, geçen 24 yıldan sonra, ısı merkezinin zaten değişmesi gerekiyordu. Buna, çalışanlann konforu için bazı yeni hizmetler de eklen- miştir, örneğin, daha güçlü bir hava nemlendirici gibi. ,
Bu yeni enerji tasanmının gerçekleşmesi 1,-24 Milyon DM'a malolmuştu. Aşağıdaki tabloda ayrıntılar verilmiştir.
Yapılan İş BHKW
Havalandırma, Soğukluk sağlama Elektroteknik, BHKWye bağlı Bina Otornosyonu
Genel
Münih Çevre kurulundan teşvik Proje ve İnşaat İşlemi
Net Yatınm maliyeti 195.000 DM 575.000 DM 6.000 DM 365.000 DM 2.000 DM -100.000 DM 200.000 DM
[Net Toplam yak.
Tablo 3. Enerji Tasarımının Gerçekleşmesi Yatınm Maliyeti
4.3. Planlanan Enerji ve Gider Tasarrufu
Yukarıda belirtilen yatırım giderlerine karşılık, beklenen yıllık enerji tasarrufu 150.000 DM mertebesindedir.
Enerji Tasarrufu
Isı geri kazanımı ( Sıcak kazanım ) Isı geri kazanımı ( Soğuk kazanım )
Buharlı nemlendirici yerine püskürtmeli nemlendirici Bilanço BHKW
Yaklaşık Yıllık Toplam Tasarruf
Tasarruf
GOz
480 kW 150 kW 128 kW
250 kW
Enerji Tasarrufu /Yıl
-624,00 MWh -105,00 MWh -153,60 MWh 185,00 MWh
•729,00 MWh
Primer Enerji Tasarrufu
/Yıl -624,00 MWh -105,00 MWh -451,76 MWh -950,59 MWh
-1180,76 MWh
Birim Fiat
40,00 DM/MWh 80,00 DM/MWh 130.00 DM/MWh
187,00 DM/kW
Gider Tasarruf /Yıl
24.960,00 DM 8.400,00 DM 19.968,00 DM 53.650,00 DM
46.750.00 DM
• 153.728,00 DM
Tablo 4. Planlanan Yıllık Enerji ve Gider Tasarrufu '
1.180 MVVh'lık yıllık primer enerji tasarrufu, yılda yaklaşık 390 ton CCb-Emisyonuna karşılık gelmektedir.
4.4. İlk Sonuçlar
İlk sonuçlar, yani 1998 Aralık ve 1999 Ocak aylarının elektrik faturaları belirgin dere- cede yüksek enerji tasarrufu olduğu tahminine yol açmaktadır. Her iki durumda da elektrik tüketimi ve giderleri bir önceki yılın değerlerinin % 50 altındadır. Aşağıdaki grafik, münferit tüketicilere göre dağılmış olarak elektrik tüketimini göstermektedir.
Eski yapının teknik merkezinin tüketiminin son yılın değerinin % üne kadar uzatılabi- leceği görülmektedir. Diyagramda sağ taraftaki kirişler ana sayacı yüksek tarife (HT) ve düşük tarife (NT) olarak göstermektedir. Yüksek tarifede tüm tüketim buna göre yarıya indirilebilmiştir. Düşük tarife zamanlan sırasında tüketim hemen hemen elimi- ne edilmiştir.
Şekil 10. İyileştirmeden Önce ve Sonra ölçüm Yapılan, Yerlerdeki Elektrik Tüketimi
Özet
Almanya'da yeni inşaat projelerinde yenilenebilir enerjilerin kullanımının uzak görüşlü inşaat sahipleri tarafından teşvik edildiği ve hatta talep edildiği hususu sunulan ör- neklere dayanarak gösterilmiştir. Bir bina 100 yıla varan bir kullanım için inşa edilir.
Münferit önlemler bugün ekonomik olarak gözükmezse bile, önümüzdeki 10 yıl içinde enerji fiyatlarının gelişimini kim bilebilir.
Buna karşın idari binalardaki teknik tesislerin enerji bakımından optimal bir şekilde i- yileştirilmesi ekonomi açısından anlamlı bir önlemdir. OBERMEYER Planen+Beraten Şirketinin büro binası için sunulan örneğin yatırım giderleri 10 yıldan az, bir zaman i- çinde kendini amorte edecektir. Yeni tesislerin bileşenlerinin ömür süresi 15-20 yıldır.
40 5.
EKOLOJİK MİMARİ VE İNŞAAT TEKNİKLERİ İLE ENERJİ İHTİYAÇLARININ MİNİMİZE EDİLMESİ
Doç.Dr. Semih ERYÎLDIZ ODTÜ ve Anadolu Üniv. Öğretim Üyesi
GİRİŞ
Enerji ihtiyacının minimize edilmesi ekolojik mimarlık yaklaşımının en önemli hedeflerindendir.
İnsanların enerji kullandığı alanlardaki enerji gereklerinin azaltılması enerjiye olan ihtiyacın azaltılmasıdır.
İnsanlar ısınmak, aydınlatmak ve yapı yapmak kadar su sağlamak ve temizlemek, besin, giyecek vb. gereksinimleri sağlamak için ulaşım amaçlarıyla enerji tüketirler.
Bu temel saptamadan hareketle enerji ihtiyacının minimize edilmesi için enerjiye plan ihtiyacı nasıl minimize edeceğimizi tartışacağız.
Kent ve yapılardaki insan gereksinimleri enerji gereksiniminin %90'nını oluşturur. Bu gereksinimi; enerji, su. biyolojik üretimlerimiz ile ulaşım gereksinimlerimiz olarak dört ana başlıkta inceleyebiliriz. Beşinci bölümde ekolojik mimari ve yapım tekniklerini yaşama geçirecek planlama çerçevesi sunulmuştur.
ENERJİ SU ve YEŞİL MİMARLIĞI
BÖLÜM I
ENERJİ MİMARLIĞI
Kent, kasaba ,köy, çiftlik gibi yerleşimlerin enerji gereksinimlerinin geeeken enerjinin güneş,rüzgar, jeotermal. çevre hidroliği, bitki ve hayvanlardan sağlanmasının tasarlanmasıdır enerjinin daha etkin, verimli, tutumlu kullanımı ile birlikte.
Süper ve yarı iletkenlerin geliştirilmesi, hidrojen ve füzyon enerjilerinin günlük yaşamda yaralanılabilecek hale gelmesi, iletim sistemlerindeki kayıpların önemli oranlarda azaltılması, enerji kullanıcılarının tüketim miktarlarındaki önemli azalmalar, enerji mimarlığının seçeneği değil yardımcısı olabilir. Çünki bunların gelişmesi, kentlerin merkeze ve heran sorun çıkarabilecek iletim devrelerine bağımlılığı ortadan kaldırmaz, Küresel ısınma hava ve su kirliliği, merkezi sistemlere ve yüksek teknolojilere bozulma ve tehditlere bağımlılığın artması gibi fiyat ve pazar dalgalanmaları ile bu ürünlerin sattnahnması için gereken paranın bulunması sorunları ekolojik planlama karşısına çıkarılan bir bölümü çok uzun vadeli önlemlerin çare olmadığını olsa olsa ekolojik planlamayı geciktirici bahaneler olabileceğini ortaya koymaktadır. Yeni ve ileri teknikler ekolojik paradigma tarafından sarılıp sarmalanmaması halinde, çevrede ve yapılarda artan elektrik gerilim ve gerginlikleri, biyolojik ve psikolojik sorunlar yaratıcısı yeni devler yaratmayı sürdürrecektir.
A) ALTERNATİF TEKNİKLER
Yukarıda sayılan nedenlerle, gelişme ve keşiflerden yaşamı daha çok haz alacak ölçekli teknikler üretmek amacıyla kullanacak bir enerji mimarlığı yolun başında olmakla birlikte, seçeneksiz görülmektedir. Yapının penceresi, kapısı, çatısı ile uğraşmayı zorunluluk olduğu için beceren yapı üretim süreçleri zorlandığı ve pazarı oluştuğu takdirde pekala kolaylıkla ve üstelik büyük karlar elde ederek, su ve enerji mimarlığı ile besin üretimini yapabilecek durumdadır. Kullanıcıların iklimsel gereksinimlerini en az ek enerji kullanarak karşılayan yapıya ulaşmak amacıyla bina elamanları, mekanların yapılar içindeki örgütlenmesi, mekanların boyutları ve biçim faktörü, mekanları çevreleyen yapı elemanlarının fiziksel özellikleri iklimsel konfor ve enerji kullanımını etkilemektedir.
Güney yönden yirmi derceyi aşmayan salınım ve yönlenmeler, güneyde büyük kuzeyde küçük cepheler, yalıtılmış yapı kabuğunun içinde olabildiğince yoğun hacimli ve yüksek kitle, oturma hacimlerini güneye, yatak odalarını ortaya alan mutfak, depo merdiven benzeri mekanları kuzeye atan bina içi belgeleme, pencere ve diğer geçirgen yüzeylerin güneye yönelmesi, gece yalıtımı, diğer önlemlerle birarada yakıt maliyetlerinin üçte bire inmesini sağlamaktadır
Gereksiz ve aşırı yalıtım ise binanın alması gereken enerjiyi dışarda bırakabileceği gibi soğuması gereken zamanda sıcak kalmasına ve nefes alıp zararlı atıkları vermesine de dönüşebilir. Bir Mühendislik Mimarlık problemi olarak enerjinin korunması ve küçük birimlerde üretimi önemli bir olaydır.
Güneşin yaşamımızda düşüncemizdeki felsefemizdeki önemli yerini ancak günümüzdeki düşünce sistemleri arasındaki ihmal edilmişliüğin tartışmak da önemlidir. Bu tartışmalardan birçok ipucu alabiliriz.
Ancak "yerleşimlerde yapılarda kentlerde ekolojik bir yaşam için planlama ve tasarım yapmak model oluşturmak" bunları çok aşan karmaşık ve içice geçmiş bir eylem topluluğudur.
İnsanın bir damla suyun ,bir kw/saat enerjinin ve bir bitkinin kıymetini bildiği ; onlara kendisinin bir parçası gibi bakıp davrandığı, toplumsal örgütlenmede mekan yapılanmasında, yapı üretimine dair verilen her kararın ve uygulamanın her anında, yeniden kullanmak dönüştürmeci, azaltmacı. doğal zincirleri korumacı, veya ihya edici, bir düşünce ve eylem tarzı yaratmak gerekmektedir. Mesleklerin her noktasında güncel akımları modrenizmi, öncülüğü post modernizmi ve fordizmi değil ekolojizmi vaaz etmek ve ona göre yaşayıp üretmektedir.
Bu bağlamda ileri teknikli yapı. tek boyutuyla ele alınabilir. Enerji bilinçli veya sıfır enerjili yapı ekolojik yapılı çevre ile üstüste görünen yanlan sahip görünen birçok özellik yanında tek başına düşünülüp tasarlanır. Çelişen özellikle taşıyan hatta koşullar üstüste gelince ilk amaca tam zıt hale gelen örnekler oluşturulabilir. Bu alanda şimdilik bilinen örneklerin en iyilerinden olan Amsterdamdaki NBN binası ikibindörtyüz çalışanı için yapılan binası, yada kreuzberg kentsel yenilenmesinin 13. Bölümü, çok ağır ve bir bölümü haklı eleştirelere uğradı. Halbuki Çevreci mimarlık bütünsel düşünmekle başlar; yapı ve çevrelerindeki tasarımların öncelik ve özellikle enerjinin verimli ve tutumlu kullanımını sağlayacak, gereken enerjileri ise yapılar ve çevresinde doğal kaynak ve süreçlerden sağlayacak biçimde tasarlanmasıdır.
Enerji kayıplarının azaltılması, azalt (reduce) varolan enerjinin gerekli yerde kullanımı.
yeniden kullan (recycle) Enerji kazancının doğal kaynaklardan sağlanması ise dönüştür (reuse) ilkeleriyle kısmen ilişkilendirilebüir. Doğal kaynaklara, "yenilenebilir kaynaklar" da denir, Bunların hepsinin kaynağı özellikle güneş enerjisi olup; bir anlamda hepsi bunun türevi sayılabilecek olan rüzgar, bitki , hayvan, insan, jeotermal vb, enerji türlerinin kullanılır, hale getirilmesiyle elde edilen enerjilere doğal enerji diyebiliriz.
1-GÜNEŞ
Güneş enerjisi bilinen bir gelecek için tepemize yağmasını sürdürecek temel kaynağımızdır.
Gerek edilgen yöntemler, gerek rüzgar ve bitki üretimleri güneş enerjisinin başka işlemlerden geçmiş halidir. Ekolojik planlamada önemli olan ise güneş enerjisinin yapılar ve yerleşimler çevresinde, diğer türlere göre daha ulaşılır, verimli ve ucuz olarak doğrudan kullanıcıların emrine verilmesidir.
Güneş enerjisi ısı, ışık ve elektrik kaynağı olarak kullanılır. Isı, yapılarda hava toplayıcıları sulu toplayıcılar ve katı toplayıcılarla toplanır. Termal duvarlar, ısı perdeleri ve toprak kullanılarak ısının toplanması ve binaya gereken zamanda verilmesi edilgen sistemlerin bir parçası olarak görülür. Edilgen sistemlere manuel, mekanik yada elektrikli sistemlerle yardım edecek, pano örtü izolan ve pompa sistemleri eklenir.
Işığın bina içinde döndürülmesi tasarım ve mimari önlem ve oyunları dışında ışık tünelleri, aynalar, hareketli camlar ve binanın bazı bölümlerinin hareketli hale getirilmesi gibi sistemlerle sağlanır.
Yapıların bir bölümünün veya tamamının gömülmesi, yamaca yaslanması, su kitlesi veya satıhlarryla ilişkilendirilmesi, tasarımcının düşgücüyle geliştirilmeye muhtaç inanılmaz tasarruflar sağlayan güneş enerjisini en doğal haliyle kullanan yöntemlerdir.
2- YER ISISI
Yer yüzeyine yakın su veya buhar halinde ortaya çıkabilecek, volkanik alan dokularını hatırlatan bölgelerdeki enerji kazanımdan üstlerindeki yerleşimlerin sıcak su ve ısıtma gereklerini tamamen karşılamakta mekanik ve elekrik enerjisine dönüştürülmesi yerden gelen enerjinin büyüklüğüne göre verimli olabilmektedir. Denizli ev içlerinde ve özellikle seralarda toprağın iki metre altında başlayan ısı tutucu özelliği ısıtmada çok önemli bir yardımcı olarak yaygınlaşmaktadır. "Lebensgarten" in kuramsal öncüsü Kenedy çiftinin özel büro evinde yapılan ölçümler bu sistemlerden son derecede yüksek verim alınabileceği beklentisini yaygınlaşırdı.
Arazi ısı ölçümlerinin izin verdiği alanlarda daha derinlere uzatılacak sistemlerden çok daha yüksek verim beklentileri ise henüz bilimsel veya ticari bir deney konusu olamamıştır.
3- BİTKİ ve MİKROPLAR
Doğada bulunan veya kültive edilecek özel bitki, yosun ve mikrop türlerinin karbon dioksit, azot vb. ürünleri yiyerek veya toprağa yararlı elemanları toprağa bağlayan bitkiler denenmektedir. Brezilya mısır, vb. türlerin sap ve köklerinden sağlanan veya özel üretilen türleri ile ulaşım araçları yakıtlarının dörtte birini sağlayacak noktaya gelmiştir.
Japonya hidrojen üreten bakteri denemelerini tamamlamış; ticari kullanıma hazırlamaktadır.
Ekolojik planlamada bu türlerin yerleşim yerleri çevrelerinde boş alanların veya kullanılmayan zaman parçalarının değerlenmesi açısından dikkatle izlenmesi gerekir. Bir bölümüyle eksik enerji gereksinimi tamamlanabilir, diğer üretimler ise piyasaya sunularak yerleşim yerlerinin, dışarıdan sağlanacak elektrikli elektronik araçlar, kalıcı ve beyaz eşyaları, kültür ve dinlence gereklerinin sağlanmasına yardımcı olacaktır.
4- AĞAÇ
Kent ve çevrelerinde yerine yenisi yetiştirilmek kaydıyla, koru ve orman dokularının dönüşümlü olarak bir bölümünün gibi; diğer ürünlerinden meyve, yaprak, kök, yosun gölge, kabuk ve salgüanndan en üst yarar sağlandıktan sonra geriye kalan odunun yakılması da en doğal ve geçerli yenilenebilir enerji ve malzeme kaynağıdır. Burda dikkat edilecek temel nokta bu dokunun ne nihai olara ne de ara aşamalarda yeşil örtüsünden soyulmamış olmasıdır. Ağaç kesenler için İskandinav ülkelerindeki kesine yakın olarak uygulanan "on bire on iki yasası"
yaygınlaştırılabilir. Böylece ağacı kesen kestiği on bir ağaç yerine aynı yerde veya yakınında ve yeni on iki fidanın kestiği ağaç büyüklüğüne gelmesine kadar her şeyinden sorumlu olmaktadır. Bu koşullarla ağaç ürünleri kullanımı ekolojik olmaktadır.
5- RÜZGAR
Rüzgar gülü tarlaları üzerinde en çok konuşulan ve yatırım yapılan yenilenebilir enerji türüdür. Yapıların üstünde veya yakın çevrelerinde kullanımı yaygınlaştırılmasına çalışılan suvanyak feneri bazı çevrelerde "kusto feneri" adıyla da bilinir. '•
Fener düşük hızla esen rüzgar ve hava akıntılarından yararlanır. İngiltere'deki yeni parlemento binası büro bloklan tepesine yerleştirilen ısı dönüştürücüleri/-heat exchanger-ler bu amaçla dış yüzeylerinden yararlanılacak durumdadır. İçerden gelen hava akımlarının feneri çalıştırmaya yardımcı olup olamayacağı ayrıca hesaplanmalıdır.
Uçak pervanelerine benzeyen üçlü dörtlü yada daha çok dilimli rüzgar gülleri tasarımlarında üç dilimli olanlar yaygınlaşmıştır. Türkiye'de denenen, EÎE tarafından Bandırma yakınlarındaki Merinos araştırma enstitüsü alanına yapılan rüzgar gülü çevre koşullan ve ısrarlı ilgi noksanı nedeniyle faal hale gelmemiştir.
Özellikle batı ve kuzey Avrupa'da denenen rüzgar güllerinin, gürültü, kuşlara zarar, aktarım hatlarında zaiatların ve toplam maliyetin fazlalığı gibi sorunlarıyla uğraşılmaktadır. ( Bu konuda uzman görüşleri için bakınız Tanay Sıtkı UYAR tebliği)
6- ISI TOPLAYICILARI
Ülkemizde en yaygın olarak kullanılan güneş enerjisinden doğrudan yararlanma yöntemidir.
Kullanım ve yıkanma sularının ısıtılmasında özellikle güney sahillerinden başlayarak yaygınlaşan uygulamalar Türkiye'yi bu konuda dünya ortalamalarının üstüne taşımıştır.
Türkiye'de de dünyada olduğu gibi havalı sistemler yerine sulu sistemler yeğlenir. Sulu sistemler suyun 90 derece üstünde ve altında ısıtılması esasına göre tasnif edilir. 90 derece altında ısıtılan suların doğrudan kullanıma verilmesi maliyeti ucuzlatır, sistemi basitleştirir ancak hatalarını arttırır. Kolay para kazanma hırsına kapılarak sistem tasarımına yatırım yapmamak ve eklenmesi gereken devreleri eklememek, ucuz olsun diye dayanıksız malzeme kullanmak, işçilikten kaçınırken imalat hatalarına düşmek, nedenleriyle sistemlerin bir bölümü çalışmamıştır. Çalışan sistemlerde izolasyon eksiği vana ve detay hataları kullanıcıların haşlanmalarına veya istenilen zaman ve yerde verim almalarına mani olmuştur. Belli mevsimlerde diğer enerji kaynaklarıyla yedeklenerek ısısı artan suyu istenilen sıcaklığa getirme devreleri eksik olduğundan sistem işlerliğine ilişkin hakkedilmemiş önyargıların oluşmasına neden olunmuştur.
Bütün bu eleştirilen noktalan düzelten yerli ve ithal sistemler pahalı görülmesine karşın işletme maliyetleri ve konfor koşullarını sağlama açılarından bakıldığında derme çatma sistemlere karşı üstünlüklerini her geçen gün daha belirginleştirmektedir. Güneşten alınan ısının soğutma ve ısıtmada kullanılması ise ana hedeftir. Özellikle güney bölgelerinde yapıların tüm ısı ihtiyaçları sistemin bir ayı geçmeyen yedeklenmesi sayesinde karşılanabilir. Yedekleme unsuru olarak fotovoltaikten sağlanan elektriğin veya üretilmiş bitkilerin yakıldığı şöminelerin alınması halinde en önemli masraf kaleminin sıfirlanması olasılığı tüm Türkiye de sunulmaktadır.
7- GÜNEŞ PİLLERİ
Güneş enerjisinden doğrudan doruya elektrik elde edilmesinde kullanılan bu araçlara güneş hücresi, fotovoltaik, vb. birçok ad verilmektedir. Başlangıçta evlerin dışında ve yakınlarında monte edilen ve ısı kollektörleri gibi bir görüntü kirliliği unsuru olarak algılanan birimler artık binanın duvarı yada kiremiti veya balkon korkuluğu görünümlerinde yapılarak güzelleştirmenin bir unsuruna dönüşmüştür.
Toplayıcı panoların aşın ısınması, soğutma için önlem alınmasına ısı kollektörleriyle aynı sistem içinde kullanılarak ısının su tarafindan emilerek soğutmayı sağlayacak hibrit sistem arayışlarına neden oldu. Saflaştırılmış silikon yerine geliştirilen yeni bileşikler ve tasarım ısı artışını önler ve ısı artışından doğan verim düşüşleri yaratmazken, maliyetlerin de on yıl içinde onda bir noktasına inmesini sağlamıştır.
Binanın bir parçası olarak monte edilen sistemler, aynı miktarda elektrik temini için gereken, kömür madeni ilk yatırım ve işletme elektrik santralı, yatırım bakım ve işletme iletim yükseltim ve indirim şebekelerinin maliyetlerinin ilgili miktarının da hesabını gerektirir.
Böylece güneş hücrelerinin ürettiği l.kw saatin elektrik enerjisi maliyeti 1997 yılında bir enterkonnekte şebeke almaşık maliyetinin altına inmiştir. İlk yatırım maliyetlerinin önemli bir bölümünün toplumca veya büyük sermaye tarafindan karşılanması ve büyük sübvansiyonlara
zorlanması karşısında yapı elektrik üretiminin finansmanını genellikle sınırlı koşullarda yatırım yapan yapı üreticilerinin sırtına kalması sistemin haksızlıklarla dolu en önemli darboğazıdır.
Sistemin en önemli darboğazı ise depolamadadır. Güneş gündüz hücrelere vurmakta elektrik oluşmakta ancak gereksinimin ağırlıklı bölümü gece ortaya çıkmaktadır. Üstelik tamamen kapalı uzun sürelerin gözönüne alınması bazı bölgelerde yedeklemeyi zorunlu hale getirir.
Doldurulabilir batarya, pil ve aküler büyük miktarda enerji depolama ve saklama konusunda yeterince gelişmemiştir. Varolanlar çevre kirliliği sorunları yaratabilir, binalarda yer tutar. Bu konularda son derece gelişmiş yeni teknik ve usuller olmasına karşın bunların ticari kullanıma sunumu büyük firmalar ve ülkeler arasındaki yakıcı rekabet koşullarına eklenen fosil yakıtçı baskılan nedeniyle her yıl ertelenmektedir. Bu ertelemenin daha uzun süre sürdürülmesi zorda olsa günümüz fizibilite hesapları bu aniamsızlaşan darboğazlardan etkilenmektedir. Buna karşı sistemin enterkonnekte şebekelere bağlanarak alışveriş sağlanması birinci yoldur. Böylece gündüz fabrika vb. kuruluşlara enerji sağlayan genel şebekeye elektrik satılarak, elektrik sayacı kar ve satış yönünde çalıştırılacak; gece veya kışın belli zamanlarında şebekeden satın alınacak belli zamanlarda saatte eksi gösteren taraflar birbirine ödeme yapacaktır.
Almanya ve Kalifornia'da kısmen uygulamaya başlanan sistem fizibile sorununu çözen bir yol açmakta ancak şebeke bağımlılığını özeğe bağımsızlık karşıtlığı sürdürmekte hatta kurumsallaştırmaktadır.
Elektrik enerjisinin fazlasının varolan ve farklı yüksekliklerde bulunan iki su göleti arasında suyun yükseltilmesi yoluyla stoklanması, gerek duyulan zamanda su pompasının jeneratör olarak çalıştırılması çoktandır bilinen ve sık uygulanan bir modeldir. Ancak bu sistemin kapasite kapları yer ve zaman zaman karşılaşılan yetersiz yer ve su bulunamaması don vb.
sorunları vardır. Ancak bütün bunlar sistemin artık genel şebekeden daha ucuz ve kesinlikle daha temiz olduğu gerçeğini tersine çeviremeyecektir.
BÖLÜM II
SU MİMARLIĞI
Yaşamın suda başladığı suyla biteceği söylenir. Su olan yerde yaşam, rahatlık ve konfor bulunabilir. Bütçelerimizi en fazla yakan harcama kesimlerinden biri sudur. Kentleri var ve yok eden en önemli sorun sudur. Üçüncü bin yılın savaş nedeni olarak önce su gösterilir.
Artık demir, kömür, petrol yerine su için savaşlar hazırlanmaktadır. Su, kentlerde ve sulamada en fazla kullanılmaktadır. Kentlerde su kullanılmak kirletilmek yerine yeniden kullanılır hale getirilse ve kullanılmak istenmeyince de gereksinimlerin yetiştirilebilmesi için kullanılsa, su kıtlığı olur mu?
Bu sorunun aşılması gerekir. Yağmur, kar, yoğunlaşma vb. türlerle üstümüze yağan su, bugün bile dünyamızda varolan her tür bitki ve hayvan varlıklarının oluşmasına ve varlıklarını
