AKIM ÇEŞİTLERİ

Güncelleme 15/06/2020

Doğru Akım Nedir?

Doğru akım (Direct Current) elektrik yüklerinin yüksek potansiyelden alçak potansiyele doğru sabit olarak akmasıdır. Alternatif akımdan farkı elektrik yüklerinin aynı yönde akışı yönü ve şiddeti değişmemesidir.  Doğru akımın yönü değişmese de şiddeti değişebilir. Düzgün doğru ve değişken doğru akım olarak adlandırılabilir. Doğru akım Telekomünikasyon sektöründe Radyo, Teyp, Televizyon gibi elektronik cihazlarda Maden arıtma ve maden kaplamacılığında elektrikli taşıtlarda (Metro, Tramvay), DC elektrik motorlarında kullanılmaktadır.

Şekil 1: Doğru Akım ile Çalışan Motor

Doğru Akımın Elde Edilmesi

Doğru akım (Direct Current) üreten kaynakları sıralamak gerekirse;
-Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisi dönüştüren araçlara Pil denir. Doğru akım üreten kaynakların başında gelmektedir.
-Akümülatör, kimyasal yolla elektrik enerjisi üretir.
-Dinamo, alternatif akım elektrik enerjisini DC elektrik enerjisine çeviren araçlardır.
-Güneş pili, güneş enerjisini DC elektrik enerjisine çeviren elemanlardır.

Alternatif Akım

Zaman içerisinde yönü ve şiddeti belli bir düzende değişen akıma alternatif akım denmektedir. Alternatif akımın direnç üzerinden geçmesini sağlayan gerilim kaynağına ise alternatif gerilim kaynağı denir. Alternatif akımevlerde, ofis binaları,sokak aydınlatmasında gibi yerlerde kullanılmaktadır.  Batarya, pil, akü gibi elektrik kaynaklarında alternatif akım bulunmamaktadır.

Alternatif akım nedir ?

Alternatif Akımın Üretilmesi

Alternatör olarak bilinen cihazlar sayesinde alternatif akım üretilmektedir. Alternatörü tarif etmek gerekirse alternatif akım üretmek için tasarlanmış elektrik jeneratörünün özel türüdür. Alternatif akımın elde edilmesine gelinirse manyetik alan içerisinde tel çerçeve döndürülür. Bir tam tur dönüş yani 360 derecelik dönüş yapması için geçen süre T olarak adlandırılır. Tel manyetik alanın içerisinde döner ve bu sayede gerilim akım dönüşümüne girer. Bu ilkeyi gösteren kısa bir animasyona aşağıdaki videomuzda görebilirsiniz.

DC (Doğru Akım) mı ? AC (Alternatif Akım) mı?

1893 yılında Tesla ve Westinghouse için mutlu sonla biten akım savaşları sayesinde doğru akım mı yoksa alternatif akım mı sorusuna cevap bulunmuştur. Westinghouse firmasının kurucus George Westinghouse ile Nikola Tesla, elektrik iletimi için alternatif akımın tercih edilmesini öne sürerken Thomas Edison, doğru akımın savunucusuydu. Edison’ un savunma çabaları yetersiz kalıp Nikola Tesla’ ya boyun eğmek zorunda kalmıştı. O günden bugüne gelecek olursak alternatif akımlı şebekeler, tüm dünyada elektrik enerjisinin iletimine hakim olmuştur. Böyle bir sonucun tabi ki nedenleri olmalıdır. Transformatörler sayesinde alternatif akım istenilen herhangi bir değere kolayca ayarlanabilir; ayrıca alternatif akım, birbirine entegre güç şebekelerinin geliştirilmesini imkan sağlayabilmektedir.
Alternatif akımın önemli dezavantajları da vardır. Elektriğin yüksek gerilimli güç hatları ile uzun mesafelerde iletiminde her 1.000 km’lik mesafede elektrik enerjisinin %10’dan fazlası kaybolmaktadır. Bu bakımdan doğru akım daha avantajlı gözükmektedir. Sebebi ise doğru akımlı iletim sistemleri, güç hattındaki kayıpları 1/3 oranında düşürmektedir. Gelişen teknoloji ile birlikte elektronik güç yarı iletkenleri sayesinde güç santralleri ve rüzgar çiftliklerinden çıkan alternatif akım, uygun fiyatlarla doğru akıma dönüşebilmekte ve enerji kaybının minimize olduğu görülmektedir.

Uygulama evresinde çok fazla kullanılmasa da cıva buharlı redresörler sayesinde yüksek gerilimli alternatif akımı yine aynı yüksek gerilimli doğru akıma çevirerek enerjiyi iletmek mümkün ve hattın sonunda dönüştürücülerle düşük gerilimli alternatif akıma çevirmek mümkündür.AC şalt tesislerinin yatırım maliyetine göre yüksek olan güç dönüştürme istasyonları iletim maliyetleri ve enerji kayıplarındaki düşüşle birlikte HVDC teknolojisi,  minimum 600 km’lik hat uzunluklarında ve en az 1.000 MW’ lık güç iletim düzeylerinde kendini amorti edebilmektedir. Bunun sonucunda bu teknolojiye zamanla birçok talep olmuştur. Gelecekte de talebin artacağı tahmin edilmektedir. 2016 senesine kadar iki katına çıkması yaklaşık 6 milyar Euro seviyelerine ulaşması beklenmektedir. Bu sisteme en iyi örnek, Siemenstarafından yapılan 2010 yılının ortasından beri Çin de bulunan Xiangjiaba güç santralinden6.400 MW’lık elektriği 2.000 Km uzaktaki başkent Şanghay şehrine düşük kayıp oranıyla ileten Xiangjiaba-Şanghay HVDC elektrik otobanıdır. Dünyanın en büyük HVDC güç iletimistasyonu olarak bilinmektedir.

HVDC teknolojisi global seviyede ülkelerin ernerji politikaların değiştirme gücüne sahiptir. Örnek verirsek Güney Almanya da var olan yük merkezlerine Kuzey Denizinden veya rüzgar çiftliklerinden üretilen elektriği HVDC elektrik otobanları sayesinde iletilebilir. Almanya’ nın 2022 hedeflerinde bulunan yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam güç ihtiyacının 1/3 oranından fazlasını karşılanması hedeflenmektedir. Bu hedeflere ulaşabilmek için enerji altyapısının uzun rotalarda ki elektrik iletim hedefinin gerisinde olan yüksek gerilimli şebekeler ile büyük çapta genişletilmesine gerek duyulmaktadır.HVDC teknolojisi sayesinde enerji iletimi güvenliği açısından şebekelerin verimli şekilde geliştirilmesine destek verecektir.  Thomas Edison’un savunduğu doğru akımın “çevre dostu güç” üretiminde öncü bir unsur olarak geri dönüşünden büyük bir haz duyacaktır.