Avrupa'daki büyük elektrik kesintisi: Türkiye fragmanı mı izledi?
Pazartesi İspanya, Portekiz ve Güney Fransa'da yaşanan devasa elektrik kesintisinin arka planını ve hattın Türkiye ile bağlantısını Milliyet.com.tr'ye açıklayan İTÜ'den Profesör Dr. Mustafa Ergen uyarılarda bulundu.
Profesör Mustafa Ergen, Avrupa'daki kesintinin sürpriz olup olmadığıyla ilgili "Teknik olarak mümkün olsa da bu çapta ve hızda bir kesinti sürpriz olarak değerlendirilebilir. İspanya'da elektrik talebi yalnızca birkaç saniye içinde 27 bin 500 MW'tan 15 bin MW’a düşerek yaklaşık 12–15 GW'lık ani kayba yol açtı. Bu, daha önce benzeri az yaşanmış bir senaryo. Şebekeye aynı anda 20 GW'a yakın güneş enerjisinin yüklenmesi, sistemin dengesini bozarak frekansta ani bir artışa neden oldu. Bir anlamda, güneş açtı, Avrupa kapandı! Modern koruma sistemleri bu kadar büyük ve hızlı yüklemeye karşı yetersiz kaldı ve zincirleme çöküş yaşandı" diyor ve ekliyor:
'HIZLA GİDEN KAMYON GİBİ'
"Bu büyüklükte bir ani kayıp, elektrik şebekesi gibi 50 Hz frekansında dengede kalması gereken hassas sistemlerde çok ciddi sonuçlar doğurur. Şebekeye giren 20 GW'lık güneş üretimi, gaz ve hidro santrallerin yükünü bir anda düşürmüş. Elektrik üreten büyük makineler (mesela kömür veya hidro santrallerdeki dönen türbinler) mekanik olarak döner (genellikle dakikada binlerce devir 50 Hz frekans elde etmek için gereken rotor hızı, jeneratörün kutup sayısına bağlı olarak değişir). Türbinlerin bu dönme hareketi, jeneratör aracılığıyla elektrik üretir. Dönerken hızlarını bir anda değiştiremez, tıpkı hızla giden bir kamyonun hemen duramaması gibi."
Ya da bisiklet sürüyorsun ve pedalı çeviriyorsun, önünde bir yokuş yukarı yol ve yük var. Bu yokuş seni yavaşlatır ve dengede tutar. Ama bir anda yokuş kaybolur, yol düzleşirse yani yük kaybı olursa aynı kuvvetle pedallamaya devam ettiğinde hızlanırsın. Aynı şey türbinler için de geçerlidir. Bu da türbinlerin kontrolsüz şekilde hızlanmasına ve frekansın 50.5 Hz'nin üzerine çıkmasına neden olmuştur.
- NOT: 'Yük' kelimesi elektrik mühendisliğinde, tüketilen gücü ifade eder. Yani sistemden elektrik çeken her şey -evler, fabrikalar, trenler, makineler- bir yüktür. Elektrik sistemleri 50 Hz frekansta çalışır. Yani tüm üretim kaynakları senkronize şekilde bu frekansı korumak zorundadır. Ancak: eğer talep (tüketim) bir anda artarsa, sistemdeki yük artar ve frekans düşer. Eğer fazla enerji üretimi olursa, sistemdeki yük azalır vefrekans yükselir.
"Bu frekans artışı, otomatik koruma sistemlerini tetiklemiş, santraller devreden çıkmış ve şebeke parçalanmıştır. Bu olay, yenilenebilir enerji sistemlerinin yeterli fiziksel atalet sunamaması durumunda, sistemlerin ne kadar kırılgan olduğunu net biçimde gösteriyor. Fiziksel atalet, elektrik sisteminde adeta 'süspansiyon sistemi' gibi çalışır. Ani sarsıntılara karşı sistemin dengesini korur."
SİBER SALDIRI OLABİLİR Mİ?
"Siber saldırı olasılığı değerlendiriliyor, ancak şu ana kadar bu yönde doğrulanmış bir bulgu yok. Atmosferik etkiler de 'hayalperest' olarak niteleniyor. Mevcut teknik bulgulara göre aşırı güneş üretimi kaynaklı frekans dengesizliği, olayın birincil nedeni olarak öne çıkıyor" diyen Profesör Ergen ekledi:
"Bu nedenle, yenilenebilir üretimin ani yüklenmesiyle oluşan arz-talep dengesizliği en güçlü senaryo olarak kabul ediliyor. Siber saldırı henüz kanıtlanmamış olsa da, olayın jeopolitik bir mesaj taşıma ihtimali göz ardı edilmemeli. Siber saldırı olsaydı bunu nasıl olabileceğine dair olası senaryoları teknik olarak açıklayabiliriz:
- Elektrik iletim ve üretim altyapısı SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) sistemleriyle yönetilir. Bu sistemlere yapılan bir siber saldırı ile yük atama veya üretim durdurma komutları verilerek arz-talep dengesi bilinçli şekilde bozulabilir.
- Yüksek düzeyli bir saldırgan (örneğin ulus-devlet destekli bir aktör), sistemin kritik noktalarına (örneğin ana kontrol merkezleri veya trafo merkezleri) erişerek şebekeye bilinçli olarak asenkron üretim yaptırabilir, sanal atalet sistemlerini bozabilir, frekansı kasıtlı olarak 50 Hz'in dışına çıkaracak üretim komutları verebilir.
- Siber saldırı doğrudan enerji üretim sistemlerini değil, iletişim altyapılarını hedef alarak da kesinti yaratabilir ve kontrol sistemleri birbirine senkronize olamaz. Böyle bir siber saldırının etkili olabilmesi için şebeke mimarisine dair detaylı bilgi, kritik altyapılara erişim, zayıf şifreleme veya açık portlar, iyi planlanmış zamanlama gerekir. Bu da genellikle içeriden bilgi sızdırılması, yetersiz siber hijyen, ya da uluslararası düzeyde organize bir operasyon gerektirir.
TÜRKİYE İÇİN FRAGMAN MI?
Profesör Ergen bu soruyu şöyle cevapladı:
Evet, bu tür kitlesel kesintiler artık sadece kurgu değil, gerçek bir sistem riski. Avrupa şebekesi gibi Türkiye de ENTSO-E ağına bağlıdır ve artan yenilenebilir enerji entegrasyonuyla benzer risklerle karşılaşabilir. Türkiye bu olayda etkilenmedi çünkü şebeke zincirinin kenarında yer alıyor. Ancak güneş ve rüzgâr üretimindeki artış, gerekli altyapı ve dengeleme sistemleri olmadan yapılırsa, benzer domino etkileri Türkiye'de de yaşanabilir.
"Benzer kırılganlık örnekleri daha önce de yaşandı" diyen Profesör Ergen ekliyor: "Örneğin 4 Kasım 2006'da Almanya'nın kuzeyindeki bir iletim hattı planlı bakım için devre dışı bırakıldı; ancak bu operasyon yeterli koordinasyon sağlanmadan gerçekleştirildi. Sonuç: frekans dengesizlikleri zincirleme reaksiyon yaratarak Avrupa'nın büyük bölümünü etkileyen bir kesintiye dönüştü. 2016 yılında Güney Avustralya'da yaşanan şiddetli fırtına, rüzgâr santrallerinin koruma sistemlerini tetikledi ve santraller ardı ardına devre dışı kaldı. Tüm eyalet saatler süren bir karanlığa gömüldü, yaklaşık 15 milyon hane elektriksiz kaldı."
İSPANYA ŞİMDİ NE YAPACAK?
Ergen, "İspanya basınında bundan sonra asıl işin mühendislere düştüğü yönünde haberler var. Bu problemle ilgili nasıl bir mühendislik süreci izlenmesi gerekiyor?" sorusuna ise şu yanıtı veriyor:
- Yüksek hızlı batarya sistemleri kurulmalı, frekans sapmalarına milisaniyeler içinde tepki verebilmeli.
- HVDC (yüksek gerilim doğru akım) hatları ile şebekeler arası esnek ve kontrollü enerji aktarımı sağlanmalı.
- Sanal atalet sağlayan inverterler ve akıllı üretim kontrol sistemleri (AGC) daha yaygın hale gelmeli.
- Şebeke senkronizasyonuna katkı sağlayan döner kütle sistemleri veya onların dijital eşdeğerleri entegre edilmeli.
- Şebekeler bölgesel olarak 'ada modu' ile izole çalışabilir hale getirilmeli.
- Yapay zeka destekli tahmin ve koruma algoritmaları ile olası dengesizlikler önceden öngörülmeli.
