Üç fazlı alternatif akıma dayalı elektrik üretim , dağıtımı 19. Yüzyıl Doğru akım Nikola Tesla tarafından geliştirildi. Tesla Altenatif akım sisteminin, güç dağıtımıaçısından kayıpları yüksek olan doğru akım sistemine göre üstün olduğunu belirlemişti. Yaptığı araştırma ve hesaplamalardan sonra, Altenatif akımda güçüretimi için en uygun frekansın saniyede 60 salınım, yani 60 Hz olduğu sonucuna vardı. Bu frekansla birlikte 240V luk gerilim düzeyini öneriyordu. Fakat bu durum,110V luk doğru akım sistemlerini devreye sokmuş bulunan ve düşük voltajın daha güvenli olduğunu savunan Thomas Edisonla ters düşmelerine neden oldu.
Zamanla,elektrik kullanımı yaygınlaştıka, daha uzak mesafelere güç iletebilmek amacıyla doğru akım dan Altenatif akıma geçildi. Bu yapılırken, Tesla nın 60Hz önerisibenimsenmişti. Fakat Edison un yerleştirmiş olduğu 110V luk gerilim düzeyi korundu.
Avrupada ise; Alman AEG firması Avrupa daki ilk güç üretim tesisini inşa ettiğinde,işe 110V luk gerilimle başlandı. Halbuki bu, pek de isabetli bir seçim değildi.Çünkü, düşük gerilim bazı sıkıntılara yol açıyordu. Aynı güçle çalışan iki cihazdan;110V luk olanı, 220 V luk olanına oranla, iki misli akım çekmek zorundadır. Sonuç olarak, düşük gerilim tercihi halinde; kablo kesitlerinin daha kalın olması gerekirve hattan çekilebilecek güç miktarı daha düşüktür. Ayrıca, cihazların ilk anahtarlama anlarında çekeceği geçici akımlar yüksektir ve güvenlik amacıyla,prizlere giden dağıtım hatlarına devre kesicilerin konması gerekir. Dolayısıyla, bu sıkıntıları aşabilmek ve aynı bakır tel kesitinden daha az kayıpla daha fazla güççekebilmek için gerilimi arttırmak gerekiyordu. Nitekim, zamanla 220V standardına yönelindi.
AEG mühendisleri frekans seçiminde de hata yapmış ve 60, onlu sayı sistemine ve metre standardındaki birimler dizilimine uymadığı için, frekansı 50 Hz olarakseçmeyi tercih etmişlerdi. Halbuki 50Hz, üretimde %20 daha az etkin, iletimde %10-15 daha verimsizdir ve trafo üretiminde, %30 a varan oranda daha büyük sarımların vemanyetik çekirdek malzemesinin kullanımını gerektirir. Öte yandan, elektrik motorları düşük frekanslarda daha verimsiz çalışır ve elektrik kayıplarıyla, bukayıpların yol açtığı ek ısıya dayanıklı olmaları için, daha sağlam yapılmaları gerekir. Ancak, AEG o sıralarda bu alanda bir tekel oluşturduğundan, benimsediğifrekans standardı tüm kıtaya yayıldı. İngiltere de ise, ta ki II. Dünya Savaşı ndan sonra 50Hz standardı benimsenene kadar, her iki frekans da kullanıldı. Bugün ülkeolarak sadece; Peru, Ekvator, Guyana, Filipinler ve Güney Kore, Tesla nın 60Hz frekans önerisini, 220-240V gerilimle birlikte kullanıyor. Avrupa düşük frekanstercihinin doğurduğu ek maliyetleri üstlenirken, ABD ve Japonya düşük gerilimin sıkıntılarını yaşıyor.
Bu nedenle olsa gerek, devre kesiciler ABD de, Avrupa dan çokdaha önceleri yaygınlaşmış bulunuyor. Ancak, ABD deki yeni inşa edilen binalar artık, nötür uçla arasında 115V gerilim bulunan iki faz ucuna ayrılmış halde, 230Vluk gerilim alıyor. Böylelikle fırın gibi fazla güç kullanan ana aygıtlar, 230V a bağlanıyor. Avrupa dan sağlanan elektrikli aygıtlar, frekans farkını kabul ettikleritakdirde bu prizlere bağlanabiliyor.
Ortaya çıkan yeni teknolojilerle ilgili olarak hep, bazı tercihlerin yapılması ve kararların alınması gerekir. Yapılan tercihlerin hepsi, her zaman isabetliolmayabildiği gibi; hatalı tercihlerin uzun vadeli faturası ağır, geriye dönüşü isedaha da maliyetli olabilir. Ancak, tercihlerin tam isabetliliğini sağlamakendişesiyle kararsızlığa kapılmak; o teknolojinin hayata geçirilmesini ertelemek vebu arada, kullanımının sağlayacağı yararlardan yoksun kalmak anlamına gelir. Ki bu felç hali çoğu kez, toplumsal gelişme açısından maliyeti en yüksek olanalternatiftir. Elektrik gücü üretim ve dağıtımındaki frekans ve gerilim tercihlerinin öyküsü, yeni teknolojiler karşısında ne denli cesur ve ne denlidikkatli olunması gerektiğinin tipik bir öyküsüdür.
Ali Çaşkurlu
Elektrik-elektronik Mühendisi
Not: Çeşitli kaynaklardan derlenmiştir. (internet/mesleki yayın vs)