Şehirlerde Akıllı Enerji Yönetimi Nedir? 

Dünya nüfusunun büyük bir kısmı artık büyük şehirlerde ve metropollerde yaşarken, bu şehirler sadece insanların yoğunlaştığı yerler değil, aynı zamanda yüksek enerji tüketiminin ve karbon salınımının ana kaynaklarıdır. Bu çağda, enerji verimliliğini artırmak, çevre dostu enerji kaynaklarına yönelmek ve akıllı teknolojileri şehir yaşamına entegre etmek, sadece ekonomik faydalar sunmakla kalmayıp, aynı zamanda çevresel sürdürülebilirliği artırabilir. İşte bu yazıda, akıllı şehirlerin özelliklerini, sürdürülebilir enerji kaynaklarını, akıllı şehir uygulamalarını ve teknolojilerini inceleyeceğiz.

Akıllı Şehirlerin Özellikleri Nelerdir ve Akıllı Şehirler Nasıl Çalışır?

Akıllı şehirler, şehir yaşamını iyileştirmek için bilgi ve iletişim teknolojilerini kullanarak şehir altyapısı, hizmetleri, kaynakları ve vatandaşları arasında etkileşimi sağlayan kentler ve şehirler olarak tanımlanabilirler. Akıllı şehirler, enerji yönetimi açısından, enerji talebini azaltmak, enerji kaynaklarını optimize etmek, enerji verimliliğini artırmak ve nihayetinde  karbon ayak izini azaltmak için akıllı sistemler ve cihazlar kullanırlar. Akıllı şehirlerde, enerji üretimi, dağıtımı, tüketimi ve depolanması gibi süreçler, sensörler, sayaçlar, kontrol merkezleri, akıllı şebekeler (smart grid), akıllı binalar (smart building), akıllı aydınlatma (smart lighting) gibi teknolojilerle izlenir, yönetilir ve entegre edilir.

Akıllı Şehirler İçin Sürdürülebilir Enerji Kaynakları Nelerdir? 

Sürdürülebilir enerji kaynakları, yenilenebilir, temiz ve çevre dostu olan enerji kaynakları olarak tanımlanmaktadır. Bunlar arasında güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, biyokütle enerjisi, jeotermal enerji ve hidroelektrik enerji sayılabilir.

Çoğumuzun bildiği üzere, güneş enerjisi, güneş ışığını elektrik veya ısı enerjisine dönüştüren bir enerji kaynağıdır. Güneş panelleri veya güneş santralleri ile elde edilebilir. Güneş panellerinin fiyatları son yıllarda düşmekte ve bu bağlamda güneş enerjisinin fiyatları da giderek rekabetçi hale gelmektedir. Rüzgar enerjisi ise yine doğanın gücünü kullanarak rüzgarın kinetik enerjisini elektrik veya mekanik enerjiye dönüştüren bir enerji kaynağıdır. Rüzgar türbinleri veya rüzgar santralleri ile elde edilebilir. Ülkemizde her geçen yıl rüzgar türbinlerine daha fazla yatırım yapılmakta ve ve rüzgar enerjisinden elde edilen elektrik enerjisi de giderek artış göstermektedir. Resmi verilere göre Türkiye’de 20 yılda rüzgardan elektrik üretimi 570 kat artış gösterdi ve 2022 yılında 10.861 megawatt (MW) güce ulaşmıştır.

Suyun potansiyel veya kinetik enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren bir enerji kaynağı olan Hidroelektrik enerji ise hidroelektrik santralleri veya mikro hidroelektrik sistemleri ile elde edilebilir. Hidroelektrik enerji, yenilenebilir, ucuz ve güvenilir bir enerji kaynağıdır ve verimli su yönetimine geçmişten günümüze kadar katkı sağlamıştır.

Sürdürülebilir enerji kaynağı olan jeotermal enerji ise yerin derinliklerindeki sıcak kaynaklardan veya kayaçlardan elde edilen ısı enerjisi olarak bilinmektedir; ülkemizin de doğal kaynakları arasında yer alan bu enerji türü jeotermal enerji santralleri veya jeotermal ısı pompaları ile elde edilebilir. Bir yeraltı kaynağı olduğundan ötürü jeotermal enerji, temiz, yenilenebilir ve istikrarlı bir enerji kaynağıdır ve iklim koşullarından etkilenmez.

Bu kategoride değerlendirilebilecek son enerji türü ise daha ziyade yurtdışında yatırımları yapılan biyokütle enerjisi olarak gösterilebilir. Biyokütle enerjisi, bitkisel veya hayvansal atıklardan elde edilen organik maddelerin yakılması veya biyo yakıtlara dönüştürülmesi ile elde edilen bir enerji kaynağıdır. Biyokütle enerji santralleri veya biyogaz tesisleri ile elde edilebilir. Biyokütle enerjisi, karbon nötr bir enerji kaynağıdır ve atıkların değerlendirilmesini sağlar. Bu bağlamda sürdürülebilirlik açısından globalde üzerine en çok durulan güncel konulardan biridir.

Türkiye’de son resmi verilere göre, [Biyokütle Enerjisi Potansiyel Atlası (BEPA)], “biyokütle ve atık ısı enerjisine dayalı kurulu güç Haziran 2022 sonu itibariyle 2.172 MW’tı; bu verinin toplam kurulu güç içerisindeki oranı ise  %2.14’tür.”

Gelişmiş ülkeler açısından biyokütle enerjisini en aktif olarak kullanan İskandinav bölgelerinden biri olan Finlandiya’da 2019 verilerine göre yenilenebilir enerjinin yaklaşık %85’i biyokütleden elde edilmektedir. Finlandiya’da biyoenerjinin ana uygulama alanı, ülkenin iklim ve coğrafi koşullarından ötürü hem doğrudan ısıtma hem de yenilenebilir ısıtma olduğu ifade edilmektedir. Yine Finlandiya örneğinde yenilenebilir enerji ile üretilen elektrik enerjisi, ülkedeki toplam elektrik üretiminin %45’ini oluşturmaktadır ve üzerinde çalışılan akıllı şehir teknolojileri, bu sürdürülebilir enerji kaynaklarını daha verimli ve aktif biçimde kullanabilmek üzere geliştirilmektedir. (Smart City Solutions From Finland)

Bu bağlamda gelişmiş ülkeler perspektifinde sürdürülebilir enerji kaynaklarından kullanım amacıyla elde edilen elektrik ve ısı enerjisinin kentlerde ve akıllı şehir uygulamalarında kullanıldığını ifade etmek ve bu yönde yatırımların  artarak devam ettiğini söylemek mümkündür.

Bu sürdürülebilir kaynaklardan elde edilen enerjinin akıllı şehir teknolojilerine entegre edildiği çözümler geleceğin şehirleşme ve kentleşme projelerinin de ana omurgasını oluşturacaktır.

Akıllı Şehir Uygulamaları Nedir?

Akıllı şehir uygulamaları, akıllı şehirlerin hedeflerine ulaşmasını sağlayan çeşitli projeler, hizmetler, platformlar ve çözümlerdir. Akıllı şehir uygulamaları, şehir yönetimi, ulaşım, sağlık, eğitim, güvenlik, iletişim, inşaat, ısınma, çevre, turizm gibi farklı alanlarda geliştirilebilir.

Akıllı şehir uygulamalarının ortak özellikleri, vatandaşların ihtiyaçlarını ve beklentilerini karşılamak, veri toplamak ve analiz etmek, gerçek zamanlı bilgi sağlamak, katılım ve işbirliğini teşvik etmek, inovasyonu desteklemek ve tüm bu süreçler boyunca enerji kaynaklarını da verimli kullanacak ve karbon ayak izini azaltacak biçimde sistemleri optimize etmektir.

Bu kapsamda akıllı şehir uygulamalarının bazı örnekleri şunlardır:

• Merkezi yönetim yazılımları: Şehirlerde birçok farklı alt yapı için çeşitli kontrol sistemleri kurulmaktadır. Farklı sistemlerin olması beraberinde birçok operasyonel zorluk doğurmaktadır. Bu neden akıllı şehir hedeflendiğinde yapılması gereken ilk iş farklı yazılım veya kontrol sistemlerinin tek çatı yazılım altında toplanması olmalıdır.
• Akıllı park sistemi: Şehirdeki boş park yerlerini sensörlerle tespit eden ve sürücülere en yakın ve uygun park yerini gösteren bir sistemdir.
• Akıllı bisiklet paylaşım sistemi: Şehirdeki bisiklet istasyonlarını akıllı telefonlarla kontrol eden ve bisiklet kiralamayı kolaylaştıran bir sistemdir.
• Akıllı atık yönetimi sistemi: Şehirdeki çöp konteynerlerinin doluluk seviyesini sensörlerle ölçen ve atık toplama rotalarını optimize eden bir sistemdir.
• Akıllı aydınlatma sistemi: Şehirdeki sokak lambalarının parlaklığını hareket sensörleriyle ayarlayan ve elektrik tasarrufu sağlayan bir sistemdir.
• Akıllı trafik yönetimi sistemi: Şehirdeki trafik akışını kamera, radar ve GPS gibi teknolojilerle izleyen ve trafik sinyallerini, hız limitlerini ve alternatif rotaları uygun şekilde ayarlayan bir sistemdir.

Akıllı Şehir Teknolojileri Nelerdir?

Akıllı şehir teknolojileri, akıllı şehir uygulamalarının gerçekleştirilmesini sağlayan bilgi ve iletişim teknolojileridir. Akıllı şehir teknolojileri, veri toplama, iletim, işleme, analiz ve görselleştirme gibi işlevleri yerine getiren donanım, yazılım ve servislerden oluşur.

Akıllı şehir çözümleri, yukarıda da ifade ettiğimiz gibi birden çok farklı teknolojiyi içerir. Bunlar arasında en bilinen ve globalde de sıklıkla kullanılan, üzerinde çalışılan teknolojiler aşağıdaki gibi listelenebilir:

• Merkezi yönetim yazılımları: Aydınlatma, enerji, karayolları, su, doğalgaz vb. şehir yönetimindeki her bir farklı alt yapı kendi içinde farklı sistemlerle kontrol edilmektedir. Şehir genelinde toplanan bütün verilerin tek bir karar verici mekanizma tarafından yönetilebilmesi için bütün alt sistemlerle entegre olabilen merkezi yazılım sistemleri.
• Akıllı ulaşım sistemleri: Toplu taşıma, trafik yönetimi ve otopark sistemleri gibi ulaşım alanında kullanılan teknolojiler.
• Akıllı enerji yönetimi: Yenilenebilir enerji kaynakları, enerji verimliliği ve akıllı şebeke yönetimi gibi enerji alanındaki teknolojiler.
• Akıllı bina sistemleri: Binaların enerji kullanımını optimize etmek için kullanılan teknolojiler.
• Akıllı su yönetimi: Suya erişim, su kalitesi ve su kaynaklarının yönetimi gibi su yönetimi alanındaki teknolojiler.
• Akıllı atık yönetimi: Atık toplama, geri dönüşüm ve atık yönetimi gibi atık yönetimi alanındaki teknolojiler.
• Akıllı iletişim yönetimi: Akıllı şehirlerde kullanılan iletişim çözümleri, 4G ve 5G mobil ağların, yüksek hızdaki internet bağlantılarının ve akıllı cihazların kullanıldığı teknolojilerdir.

Bu teknolojiler, sensörler, veri analizi yazılımları, uzaktan kontrol üniteleri ve güvenlik faktörleri gibi uygulamalarla beraber kullanılmaktadır.

Akılı Şehirlerin Geleceğine Dair Son Birkaç Söz

Akıllı şehirlerin geleceği hakkında birkaç tahminde bulunabiliriz. Örneğin,  IoT iletişim terminallerinin bu teknolojilere daha fazla entegre edilmesi ve kullanılması ile, şehirlerde kullanılan teknolojilerin akıllı dönüşümü gerçekleşebilir. Bu cihazlar sayesinde, trafik akışı, enerji tüketimi ve hava kalitesi gibi kent sakinlerini de doğrudan ilgilendiren konularda daha verimli çözümler üretilebilir.

Ayrıca, yapay zeka ve büyük veri analizi gibi teknolojilerin kullanımı da akıllı şehirlerin geleceği için oldukça önemli olacak gibi görünmektedir. Bu teknolojilerin doğru ve verimli entegrasyonu sayesinde sayesinde, şehirler ve kentler daha iyi yönetilebilir ve hizmetler yurttaşlara ve kent sakinlerine daha etkili bir şekilde sunulabilir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte, daha da gelişecek olan akıllı şehirler, insanların yaşam kalitesini artırmak ve sürdürülebilir bir gelecek için önemli bir rol oynayacaktır.