Bu terimi ilk defa duyuyorsanız yalnız değilsiniz. 2008 yılında, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’ndaki (NREL) bir grup araştırmacı, modellemelerinde komik görünümlü bir şekil fark ettiler. Solar ölçekte fotovoltaik (PV) panellerini ciddiyetle incelemeye başlamışlardı, PV ölçeğinde konuşlandırılırsa ne olabileceğinin tahminlerini veriyorlardı. Büyük çaplı konuşlandırmanın, elektrik talebinin gün boyu sürdüğü şekliyle “yük eğrisi” elektriğine tuhaf bir etkisi olduğunu fark ettiler. Açıklaması, sektöre etkisi yazının devamında yer almaktadır.
Elektriği depolamak maliyetli ve zordur. Çoğu tüketici elektriğini öngörülebilir bir şekilde kullanır. Bu nedenle sektör profesyonelleri, müşterilerinin elektrik ihtiyaçlarını tahmin etmek için talep eğrilerini kullanır. Güneş enerjisi sektörü büyüdükçe, işleri biraz daha zorlaşacak gibi görünüyor. Normal bir elektrik tüketim talep eğrisi aşağıdaki şekle benzer.
Gördüğünüz gibi, sabahları (herkes uyandığında) ve akşamları (herkes işten eve döndüğünde) talep yükselir. Geceye yaklaşıldığında da düşmeye başlar. Elbette bu eğri farklı bölgelerde ve farklı mevsimlerde değişiklik gösterecektir. Ancak genellikle tüketim talepleri dar ve ön görülebilir aralıklarda gerçekleşmekteydi. Yenilenebilir enerji santrallerinin şebekeye olan etkisi arttığında bu eğri giderek değişmeye başladı.
The Duck Curve Nedir?
Elektrik sistem operatörleri gündüz ve akşam saatlerinde artan elektrik talebini şebeke parametrelerini de göz önünde tutarak karşılayabilmek için üretim santrallerin yük almasını ve gerektiğinde atmasını sağlar. Talep ne kadar az değişirse operatörlerin işi o kadar kolaydır. Ancak 2012-2018 yılları arasında başta güneş ve rüzgar olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretiminde kullanılmasının yaygınlaşmasının ardından tüketim profili çok fazla değişmese de üretim profilinde sistemi etkileyecek değişiklikler yaşanmıştır. Özellikle Kaliforniya gibi yenilenebilir enerji kurulu gücünün toplam kurulu güce oranının %25’lere çıktığı bölgelerde net yük profili aşağıdaki resimde de görüleceği üzere gibi ördek şeklini aldığı için “duck curve” olarak isimlendirilmiştir.
Daha basit bir anlatımla ördek eğrisi(duck curve), günün ortasında güneş ve rüzgârın ürettiği gücü çıkardıktan sonraki 24 saatlik bir süre içinde elektrik talebini tanımlamak için kullanılan bir terimdir.
The Duck Curve Neden Soruna Yol Açar?
Grafikte görebileceğiniz gibi, güneş enerjisi günün en parlak saatlerinde en yüksek üretime ulaşır ve bu da enerji talebini büyük ölçüde düşürür. Buna ördeğin göbeği diyoruz: en düşük talep noktası. Güneş battığında ve insanlar akşam 18:00’da eve geldiklerinde tüketim talebi hızla artmaya başlar. İşten veya okuldan eve dönen insanlar tarafından çalıştırılan tüm cihazların çalışmasını sağlayacak güneş enerjisi yoktur ve bu yüksek talebi karşılamak mevcut şebekeye kalacaktır. Bu nedenle şebekeden yapılacak tüketim talebi, akşam saatlerinde (ördeğin başı) çok hızlı bir şekilde (ördeğin boynu) yükselir.
Uzun yıllar boyunca, enerji talebi, talep seviyelerinde çok az bir değişiklikle birlikte oldukça öngörülebilir bir yol izlemiştir. Bu, elektrik sektör profesyonellerinin talep tahminlerinde uzmanlaşmalarını sağladı. Ördek eğrisinin oluşması ise talep alışkanlıklarını değiştirdi. En düşük enerji “Base Load” talebini karşılamak için sistem operatörleri nükleer, kömür santralleri gibi büyük enerji santrallerini 24 saat boyunca hiç durdurmadan çalıştırır. Bu santraller için en büyük sorun ise durdurulup tekrar çalıştırmanın getirdiği yüksek maliyettir. Dolayısı ile üretimi arttırıp azaltmak çok daha efektif olmaktadır. Bundan dolayı, puant yükün çoğunlukla gaza dayalı olan baz yük santrallerinden ve giderek daha sıklıkla yenilenebilir enerjiden karşılanması söz konusudur.
*Base Load: Belirli bir süre boyunca sabit bir oranda verilen veya gereken minimum elektrik gücü miktarı.
En yüksek verimi korumak için sistem operatörleri çoğu zaman güç santrallerini kapatır ve “ördek göbeği” saatleri gibi çok düşük talepli zamanlarda baz yük enerji santrallerinin düşürür. Ancak talepte ani ve hızlı artışın anlamı sistem operatörlerinin bu santralleri tekrar hızlıca devreye alması sadece pahalı değil aynı zamanda daha fazla kirlilik ve yüksek bakım maliyetlerine yol açması demektir.
Ördek eğrisindeki bir diğer sorun da ördeğin göbeğinde (belly of the duck) yatmaktadır. Bazı yerlerde, talep o kadar düşük hale gelir ki şebeke operatörlerini, enerji santrallerini kapatmaya ve baz yük santrallerinin üretimini düşürmeye zorlanır. Sadece bir kaç saat sonra tüm santraller tekrardan üretim yapmak zorunda kalıyor. Gerçekleşen bu dengesizlikler elektrik şebekesinde sorunlara yol açabilecektir.
Dolayısıyla, ördek eğrisindeki (duck curve) problemler, talepteki ani ve dik değişikliklerde yatmaktadır. Şebeke operatörleri ve düzenleyiciler, santralleri açıp kapatarak, güç kaynağında kararsızlığa, vergi mükelleflerine büyük masraf ve çevreye kirliliğe neden olarak istikrarı ve verimliliği korumakta zorlanıyor.
Peki, Ördek Eğrisi hakkında ne yapabiliriz?
Ördek eğrisi için muhtemel bir çözüm ara bağlantı (interconnection) adı verilen bir yöntemde bulunabilir. Bu strateji, büyük bir enerji şebekesi oluşturmak için birden fazla enerji şebekesini birbirine bağlamayı içerir. Teorik olarak bu güneş ve rüzgârın yükünü ve kullanılabilirliğini daha geniş bir alana yayar ve bu da ördek eğrisini düzleştirir. Bu strateji soruna uzun vadeli bir çözüm oluşturabilir.
Ördek eğrisini yumuşatmanın ikinci yöntemi, bu enerjiyi doğrudan şebekeye göndermek yerine, güneş ve rüzgar tarafından üretilen enerjinin depolanmasını sağlamaktır. Enerji daha sonra gerektiğinde kullanılabilir ve neredeyse kesinlikle ördek eğrisini düzleştirir. Bu yöntem kısa vadede hayata geçirmek için çok pahalı olabilir ancak enerji depolama maliyetleri düşmeye devam eder ve kullanımı yaygınlaştığında kalıcı bir çözüm haline gelebilir.