elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Elektrik Enerjisini Üretmek mi? Verimli kullanmak mı?

Dünya ortalamalarına göre sanayi tesislerinde kullanılan elektriğin yaklaşık %70'i 3 fazlı asenkron motorlarda kullanılmaktadır.Sanayi tesislerinde tüketilen elektriğin yük tarafında çoğunlukla uygulamaları fan, pompa ve kompresörlerdir. Bu sebeple bu sistemlerde yapılacak düzenlemeler ve iyileştirmeler Elektrik Enerjisinin verimli kullanımı için oldukça önemlidir.



A- A+
21.10.2009 tarihli yazı 4826 kez okunmuştur.

Dünya ortalamalarına göre sanayi tesislerinde kullanılan elektriğin yaklaşık %70'i Üç fazlı asenkron motorlarda kullanılmaktadır. Ülkemizde Enerji Bakanlığı verilerine göre 2006 yılında sanayide tüketilen 68.000 GW elektriğin 48.000 GW'ı elektrik motorlarında tüketilmiştir. Yine uluslararası istatistiklere göre sanayi tesislerinde tüketilen elektriğin fan, pompa ve kompresörlerde dağılımı aşağıdaki gibidir:


 

POMPALAR % 29
FANLAR %16
KOMPRESÖR % 5
DİĞER MOTOR % 29
MOTOR HARİCİ %19

 

Ortalama bir otomotiv fabrikasında tüketilen elektriğin 2–2,5 milyon TL/ay, ortalama bir demir çelik fabrikasında tüketilen elektriğin 5-10 milyon TL/ay ve ortalama bir lastik fabrikasında tüketilen elektriğin 1-2 milyon TL/ay olduğu göz önüne alındığında fan, pompa, kompresör ve konveyörlerde yapılacak tasarruf ve iyileştirmelerin sağlayacağı faydalar kolayca görülecektir. Örnek olarak kompresör sistemlerini ele alırsak, basınçlı hava genellikle bir işletmedeki en pahalı enerji tipidir. Basınçlı hava belli başlı bütün endüstrilerde kullanılmaktadır. Avrupa da yaklaşık 80 TWh enerji basınçlı hava üretimi için kullanılmaktadır.


 

Sanayide öncelikli tasarruf alanları olarak fan, pompa ve kompresörlerin seçilme nedenleri olarak şunlar söylenebilir;

► Kullanılan motorların güç tüketimleri yüksektir.

► İlk kuruluşta maximum kapasitenin üzerinde motorlar seçilir.

► LCC (life cycle cost) ömür boyu maliyet içinde enerji maliyetleri büyüktür. (Ce)
 


 

LCC (Life Cycle Cost) = Cic + Cin + Ce + Co + Cm + Cs + Cenv + Cd


LCC= Ömür Boyu Maliyet

Cic = İlk Yatırım Maliyeti

Cin = Kurulum ve Devreye Alma Maliyeti

Ce = Enerji Maliyeti

Co = İşletme Maliyeti

Cm = Bakım Onarım Maliyeti

Cs = Arıza ve Üretim Kaybı Maliyeti

Cenv = Çevresel Maliyet

Cd = Kapatma ve Elden Çıkarma Maliyeti



Önemli olan birçok kişi tarafından bilinen ve değişik platformlarda tartışılan bu rakamların söylemden çok eyleme dönüştürülme zorunluluğudur. Bunun için mutlaka bilinçlendirme çalışmaları devam etmeli ve aslında mevcut olan enerji sorununun çözümünde üretim kadar verimliliğinde önemi doğru olarak anlatılabilmelidir. Enerji verimliliği; enerji girdisinin üretim içindeki payının azaltılması, aynı üretimin daha az enerji tüketerek gerçekleştirilmesidir. Bir başka tanımda ise enerji verimliliği; binalarda yaşam standardı ve hizmet kalitesinin, endüstriyel işlemlerde ise üretim kalitesi ve miktarının düşüşüne yol açmadan enerji tüketiminin azaltılmasıdır, şeklinde ifade edilmiştir. Enerji tüketiminde büyük paya sahip olan sanayi sektöründe yapılacak verimlilik çalışmaları bu sebeple oldukça önemlidir. Bu bağlamda verimlilik konusuna bu yazımda değişken hızlı sürücülerin kullanımı ve gereksiniminden bahsederek başlamak ve diğer yazılarımda bu konuyu daha da detaylandırmak istiyorum.


 

Üretmek mi? Verimli kullanmak mı? Sürücülerin önemi nedir?


Sürücü Sistemleri kullanmak için 4 ana nedeni şöyle açıklayabiliriz.


Yüksek kapasite gerektiğinde hızı yükseltme imkanı ile sistemin maksimum kapasitede kullanımı ve yüksek verimlilik,
Düşük kapasite gerektiğinde hızı düşürme imkanı ile en iyi enerji verimliliği ve en düşük enerji maliyetleri,
Her zaman motora yumuşak yol verme imkanı ile hem elektrik hem de mekanik ekipmanlar için minimum bakım,
Değişken proses durumlarında doğru ve optimal hız ile en iyi ürün kalitesi.



Aşağıdaki bilgiler incelendiğinde sürücüler kullanılan toplam elektrik enerjisinden %9,5 tasarruf sağlayabileceği açıkça görülür.


Toplam elektrik enerjisi % 100
% 63 elektrik motorlarında tüketiliyor % 63
% 60 pompa veya fan tahrik ediyor % 37
% 50 proses gereği sürücü kullanılabilir % 19
% 50 enerji tasarrufu sağlanabilir
 
% 9,5

Fazladan boyutlandırılmış bir pompa sisteminde hız %20 düşürülür ise güç tüketimimiz nasıl etkileneceğini sayısal olarak hesaplarsak?



P1 =132 kW ve n1=1500 rpm ve P2 = ? kW ve n2=1200 rpm


P2= 132 / (1500/1200)^3 Güç hızın küpü ile orantılıdır. (P~N^3)


Sonuç olarak P2 = 67,58KW bulunur ve Enerji de %51 lik bir düşüş olduğu görülebilir.


 

Enerji Tüketimleri Karşılaştırması


Genellikle fan &  pompa sistemlerinin parametrelerini net olarak belirlemek güç olduğundan maksimum ihtiyacın üzerinde bir pay bırakılarak boyutlandırılırlar. Sistemin fazla boyutlandırılmasından kaynaklanan gereksiz enerji tüketimi bazı basit kontrol yöntemlerinde sabit motor devrinde debi ile oynayarak giderilmeye çalışılır. Diğer kontrol yöntemleri sistem eğrisi üzerinden kontrol sağlarken, VSD uygulamalarında fan & pompa eğrisi değiştirilerek enerji tasarrufu sağlandığından daha verimli sonuçlar elde edilir.



Pompalarda

Mekanik darbeleri azaltır. (Hammering Effect)

Boşluk oluşumu riskini azaltılır.(Cavitation)

LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bakım giderlerini düşürür. ( Cm )



Fanlarda

Mekanik darbeleri azaltır

Kalkışta tork sıçramaları oluşmadığı için mekanik aksamları da yıpratmazlar.

LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bakım giderlerini düşürür. ( Cm )



Kompresörlerde

Kalkışta tork sıçramaları oluşmadığı için mekanik aksamları da yıpratmazlar.

Böylece, bakım maliyetlerini düşürüp, servis sürelerini uzatarak; LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bakım giderlerini düşürür. ( Cm )



 

Elektriksel Faydaları


VSD uygulamalarda motorlar her zaman yumuşak kalkış ve duruş yaptıkları için direkt yol verme, yıldız üçgen veya soft starter uygulamalarındaki gibi şalt ekipmanlarını yıpratan ani akım sıçramaları oluşmaz. Low Harmonics serisi sürücüler seçilerek şebekeye zararlı harmonikler azaltılabilir.



Mekanik Faydaları


Pompalarda


Mekanik darbeleri azaltır.(Hammering Effect)

Boşluk oluşumu riskini azaltılır.(Cavitation)

LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bakım giderlerini düşürür. ( Cm )



Fanlarda

Mekanik darbeleri azaltır

Kalkışta tork sıçramaları oluşmadığı için mekanik aksamları da yıpratmazlar.

LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bakım giderlerini düşürür. ( Cm )



Kompresörlerde

Kalkışta tork sıçramaları oluşmadığı için mekanik aksamları da yıpratmazlar.

Böylece, bakım maliyetlerini düşürüp, servis sürelerini uzatarak; LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bakım giderlerini düşürür. (ABB) ( Cm )



Toplumdaki enerji kültürünün ve verimlilik bilincinin geliştirilmesinin sağlanması halinde ülkemizde 2010 yılına kadar yılda 2,5 milyar YTL enerji tasarruf etme imkanı bulunmaktadır. Ayrıca ülkemizde 2008 yılı 'Enerji Verimliliği Yılı' olarak ilan edilmiş olup, enerjinin ve suyun verimli kullanılması amacıyla, 'En-Ver' enerji verimliliği projesi ile su verimliliği konusunda 'Su-Ver' projesi uygulanmak suretiyle toplumun eğitimi ve bilinçlendirilmesi için çalışmalar sürdürülecektir. Enerji konusunda sağlanan her bir birim tasarrufun, enerji için yapılacak harcamaları 2,5-3 birim azalttığı yapılan çalışmalarda hesaplanmıştır. 


Bunun sonucunda enerji arz güvenliğinin sağlanması ile enerji yatırım ihtiyaçlarımız ve ithalat bağımlılığımız azalacak, ekonomik büyümenin iyileştirilmesine ve temiz çevrenin korunmasına önemli katkılarda bulunacaktır. Kısacası enerji verimliliği bilincinin toplumun her kesiminde yaygınlaştırılması ile bir yaşam biçimi olarak hayatımızın her alanına taşımamız gerekmektedir.


 

Gelecek yazımızda görüşmek üzere


engin.aycicek@elektrikport.com



ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar