ENERJİ
Güç Elektroniği Araştırma Grubu
Karbon emisyonu olmadan elektrik üretiminin hedeflendiği ve mümkün olan her sistemin elektrikle çalışmasının amaçlandığı günümüzde, ihtiyaç duyulan elektriksel niceliklerin statik elemanlar yardımıyla dönüştürülmesini sağlayan AC/DC doğrultucular, DC/AC eviriciler, AC/AC çevirgeçler ve DC/DC dönüştürücüler için donanım, anahtarlama ve kontrol sistemleri yerli mühendislik ile tasarlanmakta ve geliştirilmektedir. Watt seviyesinden megawatt seviyesine kadar uzanan güç elektroniği sistemlerinin üretimi, kurulumu, devreye alınması ve teknik destek hizmetleri Araştırma Grubu bünyesinde yürütülmektedir.
Güç Elektroniği Araştırma Grubunun temel amaçları:
- Güç elektroniği alanındaki bilimsel ve teknolojik gelişmeleri yakından takip etmek.
- Ar-Ge faaliyetleri kapsamında yeni teknolojilere dayalı prototipler geliştirmek, laboratuvar çalışmaları ile literatüre katkı sağlamak.
- Dünya çapında yalnızca sınırlı sayıda kurumun faaliyet gösterdiği özel alanlarda, ülkemizin ihtiyaçlarına yönelik özgün güç elektroniği sistemleri geliştirmek.
- Geliştirilen ürünlerin lisanslama yoluyla ticarileştirilmesini sağlamak, yerli firmalara teknoloji transferi gerçekleştirmek.
- Yüksek kaliteli çıktılar üreterek ve projeler sonrası teknik destek sağlayarak müşteri memnuniyetini en üst düzeyde tutmak.
- Yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik şebekesine bağlantısını sağlayan eviriciler (Mikro, dizi, merkezi)
- Elektrik iletimini ve dağıtımını düzenleyen esnek alternatif akım iletim sistemleri (FACTS) (STATCOM, Aktif Güç Filtresi)
- Yüksek gerilim doğru akım (YGDA) sistemleri
- Orta gerilim seviyesindeki yüksek güçlü elektrik makinalarının kontrolünü sağlayan sistemler
- Batarya enerji depolama sistemleri
- Güç kalitesi danışmanlık hizmetleri
Uygulama Alanları
Güç Elektroniği Araştırma Grubunun temel çalışma alanları/konuları, araştırma geliştirme fonksiyonları aşağıdaki gibi tanımlanmaktadır:
- Fotovoltaik Evirici Teknolojileri
Fotovoltaik evirici alanında, farklı güç seviyeleri için mikro, dizi ve merkezi eviriciler olmak üzere hem yurt içi hem de yurt dışındaki birçok kurum ile iş birlikleri geliştirilmekte ve çeşitli projeler yürütülmektedir. Küresel ölçekte hedeflenen net sıfır karbon emisyonu hedefine ulaşmak amacıyla, özellikle güneş enerjisine dayalı elektrik üretimi giderek artmakta ve yaygınlaşmaktadır.
Bu doğrultuda, söz konusu teknolojinin gelişimini takip etmek ve katkı sağlamak amacıyla, düşük güçlü konut uygulamalarından yüksek güçlü santral uygulamalarına kadar geniş bir yelpazede Ar-Ge çalışmaları sürdürülmektedir.
- 6MW merkezi evirici geliştirme ve lisanslama çalışmaları ASELSAN işbirliği ile devam etmektedir.
- TÜBİTAK KAMAG 1004 programı kapsamında TFTP Projesinde 125kW dizi evirici geliştirme çalışmaları tamamlanmıştır.
- TÜBİTAK KAMAG 1007 programı kapsamında MİLGES Projesinde 1MW merkezi evirici geliştirilmiştir.
- Suudi Arabistan’dan KACST Enstitüsü ile 300W mikro evirici geliştirilmiş ve sahada kurulumu yapılmıştır.
- Elektrik Güç Kalitesi ve Şebeke İzleme Sistemi
Elektrik şebekesinin üretim, iletim ve tüketim aşamalarında güç elektroniği tabanlı cihazların (çevirgeçler, fotovoltaik eviriciler, hızlı anahtarlamalı yükler vb.) kullanımının artmasıyla birlikte; harmonikler, ani gerilim değişimleri, fliker ve gerilim dengesizlikleri gibi güç kalitesi problemleri daha yaygın hale gelmiştir. Bu nedenle, şebekenin güvenilir ve kararlı çalışmasını sağlamak, ekipman ömrünü korumak ve enerji verimliliğini artırmak amacıyla; güç kalitesi parametrelerinin doğru şekilde ölçülmesi, izlenmesi ve analiz edilmesi büyük önem taşımaktadır.
Bu kapsamda, Güç Elektroniği Araştırma Grubu, TÜBİTAK MAM Enerji Teknolojileri bünyesindeki diğer araştırma gruplarıyla iş birliği içinde ilgili sistemlerin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.
- TEİAŞ Elektrik Güç Kalitesi ve Şebeke İzleme Sistemi Cihazı
- Güç Kalitesi Milli Projesi
- Uyartım Sistemleri ve Elektriksel Yardımcı Sistemler
Elektrik santrallerinde emre amadeliği artırmak ve işletme kolaylığı sağlamak amacıyla; santrallerin devreye alma aşamasında kullanılan doğrultucu sistemlerin tasarımı, üretimi ve devreye alınması ile santrallere ait elektriksel yardımcı sistemlerin güncel teknolojiyle yenilenmesi yönünde çalışmalar yürütülmektedir.
Bu kapsamda tamamlanan ve devam eden başlıca uygulamalar aşağıda listelenmiştir:
- Karkamış HES Uyartım Sistemleri
- Keban HES, Sarıyar HES, Hirfanlı HES Uyartım Sistemleri
- Hidroelektrik Santral Bileşenlerinin Yerli Olarak Tasarımı ve Üretimi (MİLHES) – Kepez-1 HES Uyartım Sistemi
- 330 VDC, 2700 ADC Statik Uyartım Sistemi – Kemerköy TES
- Esnek Alternatif Akım İletim Sistemleri (FACTS) ve Güç Kalitesi Cihazları
Elektrik iletim seviyesinde güç aktarma kapasitesini artırmak ve şebeke kontrol edilebilirliğini sağlamak, dağıtım seviyesinde ise şebeke güç kalitesini iyileştirmek amacıyla; şebekeye seri veya şönt olarak bağlanan aşağıdaki güç elektroniği temelli çevirgeç sistemleri geliştirilmektedir:
Grup bünyesinde geliştirilen ve sahada uygulanan başlıca sistem örnekleri şunlardır:
Modüler Çok Seviyeli Çevirgeç (MMC) Tabanlı STATCOM Sistemleri
- 154 kV / ±50 MVAr STATCOM – Sincan TM
- 6,3 kV / 2 × 6,5 MVAr STATCOM – KEAŞ
- 36 kV / 25 MVAr STATCOM – Viranşehir TM (TEİAŞ)
- 36 kV / 2 × 12,5 MVAr STATCOM – Kızıltepe TM (TEİAŞ)
Akım Kaynaklı Çevirgeç Tabanlı Aktif Güç Filtresi (AGF)
- Denizli-2 TM
- Bursaray Raylı Sistemleri
Gerilim Kaynaklı Çevirgeç Tabanlı Hibrit Aktif Güç Filtresi (AGF)
- Megademir
Statik VAR Kompanzasyonu (SVC) Sistemleri
- 13,8 kV / 32 MVAr SVC – Erdemir
- 13,8 kV / 16 MVAr SVC – KACST (Suudi Arabistan)
- Yüksek/Orta/Alçak Gerilim Doğru Akım (HVDC / MVDC / LVDC) Sistemleri
Son yıllarda, hem Yüksek Gerilim Doğru Akım (HVDC) hem de Orta ve Alçak Gerilim Doğru Akım (MVDC/LVDC) sistemlere olan ilgi hızla artmaktadır. Bu eğilimin başlıca nedenleri arasında; yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu, düşük iletim kayıpları, sistem verimliliğinde artış ve enerji sistemlerinin dijitalleşmesi yer almaktadır.
Güneş panelleri, batarya sistemleri ve veri merkezleri gibi birçok yapının doğal olarak doğru akım tabanlı çalışması, DC altyapıların tercih edilmesini teşvik etmektedir. Bu dönüşüm sürecinde güç elektroniği cihazları, enerjinin yönlendirilmesi, dönüştürülmesi ve kontrol edilmesinde hayati rol üstlenmektedir. Gelişmiş doğrultucular, çevirgeçler ve eviriciler sayesinde DC sistemler artık çok daha güvenli, esnek ve verimli bir yapıya kavuşmuştur. Bu sayede, DC tabanlı sistemler geleceğin enerji altyapısında stratejik bir konum elde etmiştir.
Grubumuz tarafından bu alanda yürütülen başlıca çalışmalar şunlardır:
- TÜBİTAK KAMAG 1007 programı kapsamında, 5,5 kV AC / 10,8 kV DC / 9,5 MW gücünde, modüler çok seviyeli çevirgeç (MMC) tabanlı, sırt sırta bağlı YGDA prototipi geliştirilmiştir.
- Prototip, şebeke işlevlerinin test edilmesi amacıyla Ankara/Akyurt Trafo Merkezi’nde iki bara arasına entegre edilmiştir.
- Türkiye’nin YGDA teknolojileri yol haritasının oluşturulmasına katkı sağlanmıştır.
- 154 kV seviyesinde YGDA çevirgeci geliştirilmesi ve tam ölçekli YGDA iletim sisteminin tasarlanması yönünde projelendirme çalışmaları devam etmektedir.
- Elektrikli Araç Şarj Teknolojileri
Fosil yakıtların kullanımının giderek azalmasıyla birlikte, elektrikli araç teknolojileri hızla gelişmektedir. Bu alandaki kritik adımlardan biri, araçların hızlı ve verimli şekilde şarj edilebilmesini sağlayan DC/DC çevirgeç teknolojilerinin geliştirilmesidir. Bu teknolojiler, özellikle yüksek güçlü hızlı şarj altyapılarının temel bileşeni olarak öne çıkmaktadır.
- Batarya Enerji Depolama Teknolojileri:
Yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen elektrik üretiminin artmasıyla birlikte, üretim süreksizliğini dengelemek amacıyla batarya enerji depolama sistemlerine olan ihtiyaç giderek artmaktadır. Bu sistemler; iletim seviyesinde primer ve sekonder kontrol görevlerinde, dağıtım seviyesinde ise yatırım erteleme ve yük yönetimi amaçlarıyla kullanılmaktadır. Bu tür uygulamalarda, batarya sistemlerinin şebekeye entegrasyonu için uygun çevirgeç teknolojilerinin geliştirilmesi kritik öneme sahiptir.
- Danışmanlık Hizmetleri
Güç kalitesi ile ilgili konularda, ulusal ve uluslararası standartlara uygun ölçüm, ayrıntılı analiz, benzetim destekli çözüm önerileri gibi hizmetler sunulmaktadır. Bu danışmanlık hizmetleri, güç elektroniği alanındaki kurumsal bilgi birikimi ve uygulama deneyimine dayanarak; fizibilite çalışmaları, sistem tasarımı, teknoloji transferi gibi geniş kapsamlı mühendislik çözümleriyle entegre şekilde yapılandırılmaktadır.
ENERJİ
Güç Elektroniği AG Projelerini görüntülemek için tıklayın
Bilgi almak içinİletişime Geçin
e-posta: mam.byet-geag@tubitak.gov.tr
Telefon: 0312 210 18 30
TÜBİTAK MAM Enerji Teknolojileri BY – Ankara