Enerji Dönüşümü Sürecinde İber Yarımadası’ndaki Sistemsel Çöküş

İspanya ve Portekiz’in elektrik sistemlerini kapsayan, 28 Nisan’da İber Yarımadası’nda yaşanan büyük çaplı elektrik kesintisi SHURA Gündem’in yedinci sayısının konusunu oluşturdu. Yaşanan sistemsel çöküşle modern elektrik sistemlerinin kırılganlıkları ve yüksek oranda yenilenebilir enerjiye dayalı sistemlerde enerji güvenliği bir kez daha gündemde yer buldu.

SHURA Enerji Dönüşümü Merkezi’nin hazırladığı SHURA Gündem’in yedinci sayısının konusu, 28 Nisan’da İspanya ve Portekiz’in elektrik sistemlerini kapsayan İber Yarımadası’nda yaşanan büyük çaplı elektrik kesintisi oldu. Saat 12.03’te başlayan ve zincirleme etkilerle tüm elektrik sistemini etkileyen olay, toplam 15 GW’lık üretim kaybına yol açtı ve İber elektrik sistemini, Avrupa enterkonnekte şebekesinden izole etti. Bu sistemsel çöküş, modern elektrik sistemlerinin kırılganlıklarını ve yüksek oranda yenilenebilir enerjiye dayalı sistemlerde enerji güvenliğine ilişkin soruları bir kez daha gündeme taşıdı.

İspanya iletim sistemi operatörü Red Electrica’nın (REE) haziran sonunda yayımlanan detaylı raporu, kesintinin teknik yönünü büyük ölçüde açıklığa kavuşturdu. Elektrik kesintisinin nedeni ve kesintinin büyümesine neden olan olay zincirini içeren teknik analiz, bu kesintiden enerji dönüşümü ve şebeke güvenliği açısından çıkarılabilecek dersler, çözüm ve öneriler hakkında öne çıkan satır başları şu şekilde:

Elektrik Kesintisinin Nedeni

Elektrik kesintisinin başladığı sırada İspanya elektrik üretiminin yaklaşık %70’i güneş ve rüzgar enerjisinden sağlanıyordu. Bu durum ilk başlarda sistem ataleti (inertia) eksikliğinin elektrik kesintisinin temel nedeni olabileceğini gündeme getirmiş olsa da REE raporuna göre, sistemin çöküşü düşük ataletin doğrudan sonucu değildi. Asıl neden, gerilimdeki dalgalanmalar, kontrolsüz üretim kayıpları ve iletim sistemindeki ani reaktif güç değişimleriydi. Raporda, sistemde daha fazla atalet olsaydı bile çöküşün önlenemeyeceği belirtiliyor. Analiz, yenilenebilir ağırlıklı sistemlerde voltaj kontrolünün ve şebeke izlenebilirliğinin ne kadar kritik olduğunu net bir şekilde ortaya koydu.

Kesinti Olay Zinciri

12.03–12.19 | Voltaj dalgalanmaları başladı
İlk dalgalanma yaklaşık 5 dakika sürdü. Gerilim nominal seviyedeyken başlayan bu salınım, ortalama voltaj değerlerinde düşüşe yol açtı. Sistem işletmecisi, sistemin dengesini sağlamak için elektrik ihracatını azaltıp elektrik iletim hatlarındaki akışa müdahalede bulundu. Üretim maliyeti düşük olduğu için ilk önce güneydeki güneş santrallarının üretimi kesildi (curtailment); ancak gerilim düşüşü devam etti.

12.19–12.22 | İkinci Salınım ve Yeni Gerilim Düşüşü
Bu kez Avrupa enterkonnekte sisteminde bir frekans salınımı yaşandı. Gerilimi dengelemek amacıyla Yüksek Voltajlı Doğru Akım (HVDC) hatlarıyla Fransa ve Portekiz’e yapılan elektrik ihracatı azaltıldı. Saat 12.22 itibarıyla sistemdeki voltaj yeniden yükselmeye başladı.

12.22–12.32 | Gerilim Dalgalanması ve Dağıtık Üretimde Kayıplar
Elektrik dağıtım sisteminden iletim sistemine aktarılan reaktif güçteki değişimler voltajı etkiledi. Bunun yanı sıra 1 MW altı kapasiteye sahip, üretimi izlenemeyen öz tüketim amaçlı dağıtık enerji santrallarındaki üretim düşüşüyle birlikte toplam 845 MW’lık ani talep artışı ortaya çıktı. Sistem dengesinin sağlanması amacıyla doğalgaz santralları devreye alınmak istense de bu tesislerin senkron olamamaları nedeniyle bu adımlar zamanında gerçekleşemedi.

12.32–12.33 | Fransa’ya Enerji İhracatı Zirvesi, Trafo Arızası ve Zincirleme Üretim Kayıpları
İspanya elektrik sisteminde frekans düşüşü yaşanmasına rağmen Fransa’ya yapılan anlık elektrik ihracatı 1.500 MW’a ulaştı ve ardından hızlıca düşmeye başlayarak gerilimin yükselmesine neden oldu. Aynı anda Granada’daki bir trafoda arıza yaşandı; trafonun sekonder tarafında aşırı gerilim oluştu. Bu olaydan 20 saniye sonra toplam 727 MW’lık kapasite devre dışı kaldı, onu üç rüzgar santralı ve çeşitli güneş santrallarının üretim kayıpları izledi. Sadece 0,65 saniyede 834 MW üretim devre dışı kaldı. Reaktif güç emiliminin de düşmesiyle sistemin güney-kuzey yönlü güç akışı bozuldu ve sistem kararlılığı daha da zayıfladı.

Teknik Değerlendirme: Sistem Neden Çöktü?

Elektrik sisteminin çöküşü birbirini tetikleyen yapısal kırılganlıkların sonucu gerçekleşti. Bu olay, yüksek yenilenebilir enerji içeren sistemlerde voltaj ve frekans kontrolünün hayati önemini ortaya koydu. Olayın temel nedeni düşük sistem ataletinden ziyade gerilim kontrol mekanizmalarının yetersizliğiydi. Ancak düşük atalet, frekans ve gerilim salınımlarının hızla büyümesini tetikledi.

Savunmasızlık Neden Arttı?

• Dağıtık üretim tesislerinin yetersiz izlenmesi, sistem operatörünün müdahalesini zorlaştırdı.
• Trafo arızaları ve sistem esnekliğini artıracak yedek kapasitenin geç devreye girmesi sistemin kırılganlığını artırdı.
• İnverter tabanlı üretimlerin gerilim kontrolüne etkin katılamaması, voltaj dengesizliklerini artırdı.
• HVDC hattının frekans kontrolünü desteklememesi, asimetrik güç akışına yol açtı.
• Enerji depolama ve talep tarafı katılımı gibi sistem esnekliği mekanizmalarının yetersizliği, müdahaleleri geciktirdi.

Kesintinin Etkileri

• 35 bin kişi metro ve tren sistemlerinde mahsur kaldı, demiryolu şirketi Renfe tüm seferleri durdurdu.
• Madrid Barajas Havalimanı dahil birçok havalimanında uçuşlar durdu.
• Bankacılık işlemleri ve dijital haberleşme yapılamadı.
• Bazı hastaneler yalnızca acil servis hizmeti verebildi, bazı poliklinikler kapandı.
• Şehir içi güvenlik önlemleri için polis devreye girdi.

Sistem Nasıl Toparlandı?

• İspanya’nın hidroelektrik ve doğalgaz santralları kademeli olarak devreye alındı.
• Fransa, kriz öncesinde İspanya’dan anlık 1 GW elektrik ithal ederken, kriz sırasında İspanya’ya 2 GW elektrik ihraç etti.
• Fas, İspanya’ya 900 MW’lık elektrik arzı sağladı.
• 29 Nisan sabahı 7.30 itibarıyla sistemin %99’u yeniden faaliyete geçti.

Teknik Çözüm ve Öneriler

Akıllı şebekeler ve gerçek zamanlı izleme

• Dağıtık enerji kaynaklarının ve öz tüketim tesislerinin (özellikle < 1MW) sisteme entegrasyonu ve izlenebilirliği artırılmalıdır.
• Akıllı sayaçlar ve mikro şebeke kurulumları yaygınlaştırılmalıdır.
• Fazör ölçüm üniteleri (PMU) ve SCADA sistemlerinin yaygınlaştırılmasıyla iletim ve dağıtım düzeyinde gerilim-frekans verilerinin anlık izlenebilirliği artırılmalıdır.
• Şebeke genişlemesi ve modernizasyonu planlanmalıdır.

Yeni nesil depolama ve şebeke kontrol sistemleri

• Batarya sistemleri yalnızca enerji depolamakla kalmamalı, aynı zamanda “grid-forming” özelliği ile şebeke istikrarına aktif katkı sağlamalıdır.

Enterkoneksiyon hatlarının etkin yönetimi

• HVDC hatları, özellikle ada sistemleri ya da sınır bölgelerinde frekans kontrolü açısından kritik öneme sahiptir. Sistem kararlılığını desteklemek için bu hatlardaki frekans-güç kontrol (power-frequency control) fonksiyonları aktive edilmelidir.
• Enterkonnekte hatlarda sistem güvenliğini artırmak amacıyla, ülkeler arasında güç akış (ramping) ve voltaj uyum (regulation) hızlarının koordinasyonu geliştirilmeli; ani üretim ve tüketim değişimlerine daha uyumlu ve senkronize tepkiler sağlanmalıdır.

Talep tarafı katılımı

• Dinamik fiyat tarifeleriyle tüketicilere gerçek zamanlı piyasa sinyallerinin gönderilmesi sağlanmalıdır.
• Akıllı sayaçlarla hane halkı ve KOBİ’ler yönlendirilmelidir.
• Toplayıcı (aggregator) modelleriyle küçük üretici ve tüketicilerin piyasaya katılımı şebeke esnekliğini artıracaktır.

Sanal atalet ve dijital çözümler

• Yapay zeka destekli atalet tahmin sistemleri ve otomatik yanıt mekanizmaları kurulmalıdır.
• İnverter davranışları optimize edilerek, aşırı gerilim koruma sistemleri yeniden ayarlanmalıdır.

Büyük Kesintiden Türkiye için Çıkarılacak Dersler

28 Nisan 2025 İber Yarımadası elektrik kesintisinden çıkarılacak sekiz kritik ders şu şekilde öngörüldü:

1. Şebeke genişleme ve modernizasyonu, dağıtık enerji kaynakları göz önüne alınarak planlanmalıdır.
2. Dağıtık ve öz tüketim tesislerinin gerçek zamanlı izlenebilirliği sağlanmalı ve dağıtık enerji kaynaklarından iletim ve dağıtım işletmecilerine veri akışı artırılmalıdır.
3. İletim ve dağıtım şebeke operatörleri arasındaki koordinasyon artırılmalıdır.
4. Şebeke esneklik seçenekleri (enerji depolama, talep tarafı katılımı vb.) çeşitlendirilmeli ve acil durumlarda hızla devreye alınabilmelidir.
5. Dinamik fiyat sinyalleri ve akıllı sayaçlar yaygınlaştırılarak talep esnekliği artırılmalı ve toplayıcılık (aggregator) mekanizması ile üreten tüketiciler piyasaya erişim sağlamalıdır.
6. İnverter tabanlı üretimde gerilim kontrol kriterleri netleşmeli ve reaktif güç desteği iletim ve dağıtım seviyesinde entegre şekilde kurgulanmalıdır.
7. Enterkonnekte hat kapasiteleri artırılmalı ve gerekli kontrol sistemleri oluşturulmalıdır.
8. Ülke genelinde akıllı ve mikro şebeke uygulamaları yaygınlaştırılmalıdır. Kritik altyapılarda (örneğin hastane, havalimanı vb.) mikro şebeke uygulamaları zorunlu kılınabilir.

Analize göre; enerji dönüşümünün başarısı, yalnızca yenilenebilir enerji kapasitesinin artırılmasıyla değil; aynı zamanda planlı, dijitalleşmiş ve esnek bir sistem yapısının inşasıyla mümkündür. Fosil yakıtlara dayalı geleneksel sistemlerden, değişken üretimli yenilenebilir enerji kaynaklarının ağırlık kazandığı yeni bir düzene geçiş, sistematik bir yaklaşım gerektiren ve teknik açıdan dikkatle tasarlanması gereken bir süreçtir.

Dönüşüm, güçlü bir vizyonla desteklenen uzun vadeli planlama ve etkin kamu politikalarıyla yönlendirilmelidir. 28 Nisan 2025’te İber Yarımadası’nda yaşanan büyük çaplı elektrik kesintisi, bu geçiş sürecinde karşılaşılabilecek yapısal zorlukları çarpıcı biçimde ortaya koydu. Ancak bu tür olaylar, yenilenebilir enerji ağırlıklı bir sistemden vazgeçme gerekçesi değil; aksine, sistem esnekliği ve güvenliğini sağlayacak teknik çözümlerin ivedilikle hayata geçirilmesi gerekliliğinin açık bir göstergesidir.

Gerilim kontrolü, reaktif güç yönetimi, inverter tabanlı üretimin senkronizasyonu ve dağıtık üretimin izlenebilirliği gibi alanlarda yapılacak yatırımlar ve düzenlemeler sayesinde, yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı enerji sistemleri hem güvenli hem de sürdürülebilir şekilde işletilebilir. Enerji dönüşümü sürecinde yaşanan her kriz, iyi analiz edildiğinde geleceğin daha dayanıklı sistemlerini kurmak için bir fırsata dönüşebilir. Bu bağlamda İspanya’daki kesinti, Türkiye için proaktif biçimde şebeke güvenliğini yeniden tanımlama ve güçlendirme yönünde önemli dersler sunuyor.