KONULAR A. Türkiye’nin Genel Enerji Durumu B. Türk sanayisinin yapısı ve enerji tüketimi C. Enerji Yönetimi D. Elektrik sistemleri E. Aydınlatmada enerji tasarrufu F. Ekonomik analiz yöntemleri Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi - Göksu GÖREL 2 KONULAR G. H. I. J. K. Alternatif enerji kaynakları Ölçü aletleri ve ölçüm teknikleri Kazanlarda enerji verimliliğinin arttırılması Bileşik ısı-güç üretim sistemleri Çevre Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi - Göksu GÖREL 3 Değerlendirme • %60 Yarı yıl sonu sınavı • %10 Yarı yıl ara sınavı •%30 Araştırma proje değerlendirmesi • %10 Literatür incelemesi ve yorum • %10 Sektörsel analiz • %10 Sunum •Proje teslim tarihi yarı yıl sonu sınav başlangıç tarihlerinden 15 gün önce sondur. •Yarı yıl ara sınavlarına girmeyenlerin proje değerlendirilmesi yapılmayacaktır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi - Göksu GÖREL 4 Araştırma Projeleri 1. Çok amaçlı bileşik ısı-güç sistemlerinin analizi kojenerasyon sistemler) 2. Türk sanayisinin enerji tüketimi bakımından incelenmesi 3. Türkiye’de rüzgar enerjisi potansiyelinin ve durumunun incelenmesi 4. Türkiye’de güneş enerjisi potansiyelinin ve durumunun incelenmesi 5. Rüzgar türbün panellerinin yapısının incelenmesi 6. Güneş pillerinin yapısının incelenmesi Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi - Göksu GÖREL 5 Araştırma Projeleri 7. Aydınlatmadaki ışık kaynakları ve birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları 8. Endüstride aydınlatma teklikleri ve verimli aydınlatma 9. Güç faktörünün düzeltilmesi ve sanayi açısından önemi 10.Elektrik motorlarında enerji tasarrufu yöntemleri 11. Güç kompanzasyonu (statik VAR) temel özellikleri 12.Türkiye’de kullanılan yenilenebilir enerji kaynakları ve ve mevcut tüketimdeki yeri Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi - Göksu GÖREL 6 Araştırma Projeleri 13. 14. 15. 16. Elektrik iletim hatlarında enerji kayıpları Enerji sistemlerinde dinamik kararlılık Enerji sistemlerinde statik kararlılık Enerjinin üretiminde, iletiminde ve tüketimindeki harmonikler ve etkileri 17. Harmoniklerin azaltılmasında kullanılan filtreler ve özellikleri Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi - Göksu GÖREL 7 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi - Göksu GÖREL 8 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi - Göksu GÖREL 9 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 10 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 11 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 12 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 13 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 14 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 15 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Ülkelerin rekabetçi koşulları yakalayabilmeleri ve bunun sonucunda ekonomik gelişmeleri sağlayabilmeleri “enerji yoğunluğu” tanımı ile doğrudan ilişkilidir. Enerji Yoğunluğu; bir birim elde edilebilmesi için harcanan enerji miktarı, Gayri Safi Yurtiçi Milli Hasıla (GSMH) başına tüketilen enerji (TEP) Enerji Yoğunluğu değerinin düşük olması enerjinin verimli kullanıldığını göstermektedir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 16 A- Türkiye’nin Genel Enerji Durumu Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 17 Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 18 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları Ülkemizin enerji alanındaki başlıca doğal kaynaklarını Hidrolik ve Linyit oluşturuyor. Bu iki temek doğal enerji kaynağının yanında Ham petrol, Doğalgaz, Taş kömürü, Jeotermal, Güneş, Rüzgar , Biokütle, Toryum, Uranyum ve Bor tuzlan gibi değişik kaynaklardan enerji ihtiyacını karşılamaya çalışmaktadır. Kısa ve genel ifadelerle başlıca enerji kaynaklarına değineceğiz. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 19 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 1- Hidrolik Türkiye mevcut yer üstü su potansiyelinin ancak %30’unu kullanabilmektedir. %70’i ise atıl halde beklemektedir. 2000 yılındaki verilere göre Türkiye’de ki çalıştırılması planlanan 485 adet santralın ancak 108 adedi çalıştırılabilmektedir. Türkiye %30’luk su potansiyelinden 2000 yılında %40’lık enerji ihtiyacı karşılanmıştır. Bu rakamlar göz önüne alındığında eğer %100’lük bir çalışma performansı sağlanacak olursa hidrolik enerjisinin genel enerji ihtiyacını karşılayacak miktarda olduğu görülmektedir. 2002 yılı uzun dönem elektrik planlama çalışması sonuçlanana göre 2020 yılında hidrolik enerji potansiyelinin %90’dan fazlasının değerlendirilmesi bekleniyor. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 20 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 2- Linyit Türkiye’de 8374 milyon ton linyit kömür rezervi bulunmaktadır. Fakat kömür üretimi 74,1 milyon ton civarlarındadır. Mevcut rezervin %68’lik bir kısmı düşük ısıl değerler sahip olduğundan üretilen kömürler genellikle termik santrallerde elektrik üretiminde tüketiliyor. Linyit kömürü zehirli ve kirletici bileşenlerden arıtılmadığı durumlarda çevre kirliliği ve insan sağlığı bakımından büyük problemler beklenebilir. Son dönemlerde yapılan çalışmalarda linyit kömürüyle üretimin insanlığa faydasından çok zararı olduğu fark edilmiştir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 21 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 3- Ham petrol ve Doğal gaz Ham petrol ve doğalgaz Türkiye’de kullanılan yenilenmesi ve sürdürülmesi mümkün olmayan başlıca enerji kaynaklarındandır. Ülkemizde ki elektrik üretiminin %10’u fuel oil kullanılmak suretiyle elde edilmektedir. Elektrik üretimi dışında ise ulaşım ve sanayide kullanılmaktadır. Türkiye’nin petrol ithalatı 2000 yılındaki verilere göre günde 600 bin varil civarlarındadır. Ülkemizdeki doğal gaz üretimi ise 810 milyon , civarlarındadır. Doğal gaz ithalatı yılda 15 milyar kadardır ve %66’lık büyük bir kısmı Rusya’dan gelmektedir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 22 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 3- Ham petrol ve Doğal gaz Doğal gaz üretimi özellikle Kuzey Marmara sahasında 1997 yılında devreye alınmasıyla önemli ölçüde artmıştır. Ancak kullanılabilir rezervinin azalmasıyla 2001 yılında %51 azalmıştır. Halen Haradeniz kıyılarında ve doğu ve güneydoğu anadolu bölgelerinde petrol ve doğal gaz aramaları devam etmektedir. Özellikle petrol aramaları zor coğrafyalarda ve maliyeti yüksek oldukları için ciddi şekilde ihmal edilmiştir. Doğal gaz ile birlikte petrol aramalarına özellikle Türkiye gibi engebeli arazilere sahip ülkelerde çok daha fazla kaynak ayırmak gerekiyor. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 23 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 4- Jeotermal Jeotermal enerji Türkiye’de kullanılan belli başlı birkaç sürdürülebilir enerji kaynaklarındandır. Çok amaçlı kullanılabilen (Elektrik, Isıtma) ve meteorolojik değişkenlerden (güneş, yağmur, rüzgar) etkilenmemesi başlıca avantajlarındandır. Türkiye jeotermal ısı ve kaplıca uygulamaları bakımından Çin, Japonya, ABD ve İzlanda’nın ardından 5. sırada geliyor. Ülkemizde ve dünyada yer altı sıcak su (jeotermal) enerjisi kullanımı halen, şehir, konut, termal tesis ve sera gibi uygulamalarda ısıtmacılıkta ve elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 24 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 4- Jeotermal Dünyada Jeotermal enerjisinin kullanım alanları (Elektrik hariç) Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 25 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 5- Güneş Türkiye 36-42 °kuzey enlemleri arasında yer alan coğrafi konumuyla, güneş kuşağı (±40°) içerisinde bulunuyor. Yüzeyine yılda düşen güneş enerjisi miktarı 977 x KWh kadardır. Güneş 1012 enerjisinden toplayıcılar vasıtasıyla ısı üretiminde önde gelen ülkeler arasında. Ancak bu potansiyel, elektrik üretiminde henüz kullanılmıyor. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 26 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 5- Güneş Türliye’de ki güneşli gün sayısı birçok ülkede bulunamayacak seviyededir. Dünya ortalaması 2000saat/yıl iken, Türkiye’de ortalama 2600 saat/yıl’dır. Hesaplar Türkiye’de ilk etap da 44 milyar KWh enerji elde edebileceğimizi gösteriyor. Anca bu konuda herhangi bir somut adım atılmış değil. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 27 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 5- Rüzgar Türkiye’nin rüzgar enerjisi açısından yaklaşık 400 milyar kWh/yıl brüt ve 120 milyar kWh/yıl teknik potansiyele sahip olduğu tahmin ediliyor. Ancak bu rakamların kesinleşmesi için ayrıntılı rüzgar haritalarının tamamlanması gerekiyor. Halen, başta Çeşme, Çeşme-Alaçatı, Çanakkale-Bozcaada ve Bandırma’da olmak üzere kurulu pek çok rüzgar türbini çiftliği bulunuyor. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 28 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 5- Rüzgar YERİ İzmir - Çeşme Türkiye'deki Rüzgar Santraleri ÜRETİME ŞİRKET GÜÇ(MW) İMALATÇI GEÇİŞ Alize A.Ş 1998 1.5 Enercon İzmir - Çeşme Güçbirliği A.Ş. TÜRBİN SAYISI 3 1998 7.2 Vestas 12 Çanakkale Bozcaada Bores A.Ş. 2000 10.2 Enercon 17 İstanbul Hadımköy Sünjüt A.Ş. 2003 1.2 Enercon 2 Balıkesir Bandırma Bares A.Ş. I/2006 30 GE 20 İstanbul - Silivri Ertürk A.Ş. II/2006 0.85 Vestas 1 izmir - Çeşme Manisa Akhisar Çanakkale İntepe Çanakkale Gelibolu Hatay Samandağ Mare A.Ş. I/2007 39.2 Enercon 49 Deniz A.Ş. I/2007 10.8 Vestas 6 Anemon A.Ş. I/2007 30.4 Enercon 38 Doğal A.Ş. II/2007 14.9 Enercon 18 Deniz A.Ş. I/2008 30 Vestas 15 Manisa - Sayalar Doğal A.Ş. I/2008 30.6 Enercon 38 İzmir - Aliağa İnnores A.Ş. I/2008 42.5 Nordex 17 Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 29 B- Türkiye’nin Enerji Kaynakları 5- Rüzgar Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 30 C- Enerji Yönetimi 1- Enerji Yönetimine Giriş Enerji yönetimi tanımı farklı kişiler için değişik anlamlar ifade etmektedir. Enerji Yönetimi; “Minimum maliyet ile maksimum kar elde etmek ve rekabet edebilir pozisyonlar yaratmak için, enerjinin etkin ve akıllıca kullanımı” şeklinde tanımlanacaktır. Oldukça geniş kapsamlı olan bu tanım ürün ve tasarım teçhizatından, üretimin taşınmasına kadar bir çok işlemi kapsamına almaktadır. Atıkların en aza indirilmesi ve elden çıkarılması da enerji yönetim olanakları arasında sayılabilir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 31 C- Enerji Yönetimi 1- Enerji Yönetimine Giriş Tüm sistemin enerji yönetimi, bir çok önemli işlemin incelenmesini ve optimizasyonunu gerektirir. Günümüzde, çoğu iş yeri ve endüstri tesisi, işlemlerini iyileştirmek, geliştirmek için Toplam Kalite Yönetimi (Total Quality Management) (TQM) stratejisini benimsemiştir. Herhangi bir Enerji Kalite Yönetimi kavramı mutlaka enerji maliyetlerini azaltmak için enerji yönetim bölümünü de kapsamına almalıdır. Enerji yönetiminin birincil amacı, maksimum kar ya da minimum maliyettir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 32 C- Enerji Yönetimi 1- Enerji Yönetimine Giriş Enerji yönetimi programlarının bazı arzu edilen alt amaçları ise şöyle sıralanabilir: 1. Enerjiyi etkin kullanarak enerji tüketimini azaltmak, dolayısıyla maliyetleri düşürmek, 2. Enerji konuları arasında iyi bir iletişim sağlamak, 3. Enerji kullanım yöntemleri için etkin izleme, raporlama ve yönetim stratejileri geliştirmek ve uygulamak, 4. AR-GE çalışmaları ile enerji yatırımlarından geri dönüşümleri arttırmak için yeni ve daha iyi yollar aramak, Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 33 C- Enerji Yönetimi 1- Enerji Yönetimine Giriş 5. Tüm kullanıcıların enerji yönetim programı ile ilgilenmelerini ve onun bir parçası olmalarını sağlamak, 6. Enerji teminindeki kısıtlayıcı etkileri veya kesintileri azaltmak. Bu liste ayrıntılı olmamasına rağmen, bu altı madde bizim amaçlarımız için yeterlidir. Diğer yandan, altıncı amaç biraz açıklama gerektirmektedir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 34 C- Enerji Yönetimi 1- Enerji Yönetimine Giriş Değişik hava koşulları ve/veya dağıtım problemleri nedeniyle, bir enerji kaynağının ana besleme ünitesinden iletim ve dağıtımın azaltılması zorunda kalınıldığında enerji kullanımında kısıtlamalar (curtailments) ortaya çıkar. Örneğin, endüstriye nispeten daha ucuza satılan doğal gaz kesilebilir. Kısıtlamalar çok sıklıkla olmamasına rağmen, olduğunda maliyeti çok yüksek olduğu için, bazen de tamamen kesintiler (interruption) söz konusu olabildiğinden, yönetim bunların etkisini minimuma indirebilmek için alternatifler yaratmalıdır. Bunun çok değişik yolları olmasına rağmen, en sık uygulanan yöntem depolama ve yedek yakıtın kullanımıdır. Genelde 2 numara fuel-oil yakıt depolanır ve hem doğal gaz hem de fuel-oil yakabilen kazanlarda kullanılır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 35 C- Enerji Yönetimi 2- Enerji Yönetimi Gereksinimi Ekonomik; Serbest girişimci, sistem karının gerekliliği veya kar gütmeyen organizasyonlar durumunda da bütçe tahsisi üzerine işler. Böylece, herhangi bir yeni aktivite ancak maliyeti efektif ise uygulanabilir, net sonuç olarak kar miktarı veya maliyet azalmasının aktivitenin maliyetinden büyük olduğu gösterilmelidir. Sıkı bir enerji yönetim programı başlatıldığında, genelde hiçbir sermaye yatırımı gerekmeden çabuk bir şekilde %5-15 arasında enerji maliyet tasarrufu elde edilebilir. %30’luk bir tasarruf sıklıkla sağlanırken, %50-60 hatta %70’lere varan tasarruflar bile elde edilebilir. Bu tasarruflar daha önce gerçekleştirilen aktivitelerin tamamının sonucudur. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 36 C- Enerji Yönetimi 2- Enerji Yönetimi Gereksinimi Ulusal çıkarlar; Günümüzde, enerji yönetimi programlarının hayati önemi vardır. Enerji yönetimi en büyük problemlerden bazılarına çözüm olabilmektedir. Küresel ısınma, hava kirliliği v.b. Enerji tüketiminin azaltılması bu problemlerin minimize edilmesine de yardımcı olacaktır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 37 C- Enerji Yönetimi 2- Enerji Yönetimi Gereksinimi Enerjinin etkin ve verimli kullanımı sonucunda; -asit yağmurları azalır, -global iklim değişikliği sınırlandırılabilir, -ozon delinmesi sınırlandırılabilir, -ulusal güvenlik geliştirilebilir, -ticari rekabet gücü artırılabilir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 38 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Birimleri KWh (kilowat-saat): Bu birim daha çok endüstride kullanılan elektriğin belirlenmesinde kullanılır. 1 saat içerisinde tüketilen enerjinin miktarıdır. 1 kWh = 3.6x10⁶joule British thermal unit (Btu): Bu birim eski imparatorluğa ait bir ısı birimidir. Hala çok sık kullanılmaktadır ve özellikle USA’ da çok popülerdir. 1Btu=0.1055x10⁴ joule Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 39 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Birimleri Therme: Gaz üretim endüstrisinde kullanılan bir birimdir. 1 therme=100.000 Btu 1 therme=1.055x10⁸ joule Varil (Barrel): Petrol endüstrisinde kullanılan bir birimdir. 1 varil=6x10⁹ joule Kalori (caloire): Bu birim özellikle yiyecek (gıda) endüstrisinde kullanılan bir birimdir. Gerçekte 1 gram suyun sıcaklığını 1°C yükseltmek için gerekli ısı enerjisi miktarıdır. 1 kalori=0.42x10 ⁴ joule Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 40 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Birimleri Tablo: Enerji birimleri ve yakıtların enerji içeriği Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 41 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Yönetim taahütü: Bir enerji yönetim programının başarılı bir şekilde uygulanması için gerekli en önemli madde en üst yönetim tarafından programa verilen destektir. Bu destek olmaksızın, programın amaçlarına ulaşmada büyük bir olasılıkla başarısız olunacaktır. Yönetimin programa karşı olan desteklerini güvence altına almada en büyük pay enerji yöneticilerine aittir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 42 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Enerji yönetim programı ve tasarımı sırasında muhtemelen eşit olasılıkta iki durum meydana gelecektir. İlkinde, yönetim enerji yönetiminin zorunlu olduğunu ve programın uygulanması gerektiğini belirleyebilir. Bu da enerji yöneticisi olarak sizi cevap verme (response mode) durumunda bırakacaktır. İkincisinde, çalışan olarak siz yönetimi enerji yönetimi gereklidir konusunda ikna etmeye çalışırsınız, yani siz (girişken) atak (aggressive mode) durumda olursunuz. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 43 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Yönetimi ikna etmenin en iyi yolu gerçekler ve istatistiklerdir. Bazı durumlarda en etkin yol gerçekleri sonraki Şekil’de olduğu gibi grafikle göstermekle mümkündür. Burada enerji maliyetlerinin azaltılmasının farklı hedefleri gösterilmiştir. Bu grafik bütün enerji kaynakları için kullanılabilir veya her bir kaynak için ayrı grafikler kullanılabilir. Daha sonra, enerji kaynaklarına göre tasarruf hedefleri belirlenmelidir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 44 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 45 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Tablodaki veilerle birlikte zaman ilerledikçe ve teknoloji geliştikçe, bu şekildeki eğilim değişecektir. Örneğin kısa bir süre önce ofislerde enerji tüketiminin %70’li oranlarda azalabileceğine veya üretim yerlerinin daha önce kullanılan enerjinin yarısı ile çalışabileceğine çok az kişi inanmaktaydı. Şu anda her ikiside düzenli bir şekilde yürütülmektedir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 46 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Enerji yönetim koordinatörü / Enerji yöneticisi Enerji yönetimini geliştirmek ve sürdürmek için şirket, program koordinasyonundan sorumlu bir kişi bulundurmak zorundadır. Eğer görevi sadece enerji yönetimi olan bir kişi yoksa, yönetim başka bir işten sorumlu olan ve gücünü enerji yönetimine verebilecek bir kişiyi görevlendirmelidir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 47 Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 48 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Destekleyici unsurlar Maalesef başarılı bir program için bir kişinin veya bir disiplinin başarılı olması yeterli değildir. Örneğin, buhar üretimi, dağıtımı, kullanımı ve yoğunlaştırma sisteminin bulunduğu bir fabrikanın çalışabilmesi için bir çok mühendislik disiplinine gereksinim vardır. Başarılı bir enerji yönetim programı bir enerji yönetim komitesi ile olur. Genellikle teknik ve yönetim alt komitelerinden oluşan iki alt takım tercih edilir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 49 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Yönetim komitesi üyeleri enerji problemlerini çözmeye istekli ve ilgili kişilerden seçilmedir. Bölüm ve vardiya temsilcileri dönüşümlü olarak seçilmelidir. Böyle bir komite ile fabrikanın genel enerji tüketiminin profili geliştirebilir ve bunun bu şekilde geliştirilmesi, enerji yönetim koordinatörünün yapması gereken faaliyetleri seçmesine ve yürütmesine yardımcı olur. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 50 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Bütçe tahsisi Enerji yöneticilerinin en zor problemlerinden biri kuruluşların genel harcamalarının bir parçası olan enerji maliyetlerini azaltmaktır. Bu durumda, tek tek yöneticiler ve danışmanlar enerji maliyetlerini kontrol altına almayı kendi sorumluluklarında düşünmezler. Genel Komite başkanı (genelde enerji yönetim koordinatörü) harcama içerisinde enerji maliyet azaltmanın direkt faydasını göremezler. Bu durumda en iyi çözüm üst yönetim tarafından firmanın enerji maliyetlerini düşürecek bir maliyet merkezi oluşturmasıdır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 51 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Raporlama ve izleme Enerji yönetim koordinatörü ve yönetim komitesi fabrikadaki enerji tüketimini izleyen kişilerdir. En iyi kazanım etkin ve verimli bir sistem yaratılması veya enerjinin raporlanmasıdır. Enerji raporlamanın amacı enerji tüketimini ölçmek ve hem şirketin hedefleri ile hem de bazı tüketim standartları ile kıyaslama yapabilmektir. İdeal olarak ölçümler fabrikadaki her bir işlem veya üretim merkezi için yapılmalıdır, fakat çoğu kuruluş gerekli ölçüm aletlerine sahip değildir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 52 C- Enerji Yönetimi 3- Enerji Yönetim Programlarının Tasarlanması Çoğu enerji yönetim koordinatörü gerçekçi bir eğitimin gerekli olduğu konusunda hemfikirdirler. Bu eğitim Şekil’deki gibi çeşitli guruplara ayrılabilir. Yeni teknoloji ve üretim metodlarında olduğu gibi yönetim personelinde ve çalışanların bütün kademelerinde değişiklikler meydana gelebilir. Bütün bunlar eğitimin sürekliliğini gerektirir. Enerji yönetim koordinatörü eğitimden sorumlu olan kişidir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 53 Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 54 D- Elektrik Sistemleri Elektrik enerjisi temizlik kullanım ,ölçüm kontrol ve dağıtım kolaylıkları nedeniyle diğer enerji türlerinden daha kullanışlıdır. Elektrik enerjisi fabrikalarda prosese bağlı olarak toplam enerji tüketiminin %10-25 arasında yer tutar. Ancak birim fiyatının yüksekliği nedeniyle toplam %50 ye yakını bazı hallerde çok daha fazlası elektrik enerjisi için ödenir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 55 Satın alınan elektrik; Elektrik enerjisini izleme çalışmalarına başlamak için önce , satın alınan elektrik enerjisinin kullanım miktarı ve maliyetinin bilinmesi gerekir. Çünkü maliyeti etkileyen başka unsurlarda vardır . Bunlar; *Maksimum talep fiyatı *Birim fiyatı *Reaktif enerji birim fiyatı *Maksimum talebi aşma fiyatı. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 56 GÜÇ FAKTÖRÜ Mevcut faydalı gücün maksimum faydalı güce oranına güç faktörü adı verilir. Bu faktör faz açısının kosinüs değerine eşittir. GÜÇ FAKTÖRÜNÜN DÜŞÜK OLMASININ ENERJİ ÜRETEN VE DAGITAN İŞLETMELERDE YARATACAGI ETKİLERİ Donanım bakımından ; *Daha güçlü jeneratör ve transformatörlere *Daha büyük kesitli hat iletkenlerine daha büyük güçlü şalterlere koruma kontrol cihazlarına ihtiyaç olacaktır Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 57 İşletme bakımından ; *Daha düşük üretim ve iletim kapasitesi *Daha düşük verim *Daha zor gerilim ayarı ortaya çıkacak Koruma cihazlarının daha hassas olmaları gerekir GÜÇ FAKTÖRÜNÜN DÜŞÜK OLMASININ ELEKTRİK ENERJİSİ TÜKETİM ABONELERDEN YARATACAĞI ETKİLERİ Donanım bakımından ; *Daha büyük güçte transformatör , sigorta , şar tel vb. cihazlara *Daha büyük kesitli iletkenlere ihtiyaç duyulacaktır İşletme bakımından; *Daha düşük verim *Daha pahalı tarifeler enerji tüketimine *Hat ve transformatörlerden daha az enerji çekimine neden olacaktır Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 58 KOMPANZASYON Tüketicilerin şebekeden çektikleri endüktif gücün, kapasitif güç çekilerek faz kaydırıcıları tarafından dengelenmesine kompanzasyon denir. Kompanzasyonu sağlayacak faz kaydırıcıları ikiye ayrılır. Dinamik faz kaydırıcılar: Şebekeden çektiği az miktarda aktif gücü reaktif güce çevirerek çalışırlar. Statik faz kaydırıcılar: Statik faz kaydırıcılar enerji tüketen birimlere bağlanır. Bu nedenle orta ve alçak gerilim şebekelerine boş yere reaktif güçle yüklemezler Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 59 TALEP VE TÜKETİM YÖNETİMİ TALEP YÖNETİMİ Yük(talep)faktörü işletmenin pik talepte ne kadar azalma yapabileceğini belirten göstergedir. Elektrik enerjisi üreticisi,çift terimli tarifeden enerji tüketim anlaşması yaptığı tüketiciye maksimum talep durumuna göre enerji satılmaktadır. Her KW başına ek bir ücret alınmaktadır. Bu da tesise bağladığı demandmetre yardımıyla sağlanmaktadır Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 60 ELEKTRİK MOTORLARINDA ENERJİ TASARRUFU GENEL BİLGİLER Elektrik motorları,elektriksel gücün mekanik güce çevrilmesi amacıyla en yaygın olarak kullanılan makinelerdir. ELEKTRİK MOTORLARININ ÇALIŞMASI Motorların yeterli performansı, motorlar üzerindeki etiket geriliminin %10’u ve frekansın %5’i içinde çalıştırılmalıdır. *Motorların etiketteki gerilimin %10’undan daha farklı bir gerilimde çalıştırılmamalıdır. *Motorlar etiketinde belirtilenden başka nominal frekanslarda çalıştırılmamalıdır. *Motorlar etikette yazılı olan değerlerde daha fazla olarak yüklenmemelidir. *Sıcaklık artışı etikette belirlenen değeri aşmamalıdır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 61 ELEKTRİK MOTORLARININ BAKIMI Yatakların (rulmanların) yağlanması: Yağlanma sırasında gereken dikkat gösterilmelidir.Motorlar imalatçının tavsiyelerine göre yağlanmalıdır.Motor yataklarından sızan fazlalık yağ veya gres motora girebilir ve motor yalıtımını doygun hale getirir. Motor kontrolü: Motorun aşırı yüklü veya düşük yüklü olmamasını sağlamak için yük durumu kontrol edilmelidir. Motorun genel temizliği: Yataklardaki aşınmayı ve motor vantilatörlerindeki kir ve tozu belirlemek için motorların düzenli olarak bakım yapılmalıdır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 62 Mekanik düzgünlük: Eksen kaçaklığı olup olmadığı periyodik olarak kontrol edilmeli. Yalıtkanlığın elektriksel olarak sağlanmalıdır: Elektrik besleme hattı kabloların uygun biçimde boyutlandırılmış ve tesis edilmiş olduğundan emin olunmalıdır. Komütatör,bileziklerin ve fırçaların durumu: Komütatörler temiz tutulmalı.kirli komütatörler motor verimini çok etkiler.aşınmış fırçalar artan elektrik direncini nedeniyle motorun çalışma verimini düşürür ve dönen bölümlere hasar verir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 63 ELEKTRİK MOTORLARINDA KAYIPLAR MOTOR BOŞTA ÇALIŞIRKEN OLUŞAN KAYIPLAR *Demir kayıplar,bunlar gerilime bağlı olduğu için yükten bağımsız olarak sabittir. *Sürtünme kayıpları,yükten bağımsız olarak verilen hızda sabittir. ELEKTRİK MOTORLARININ YÜKTE ÇALIŞMASI SONUCU OLUŞAN KAYIPLAR *Stator bakır kayıplar *Rotor bakır kayıplar *Yükün dalgalanmasıyla oluşan kayıplar Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 64 PRİMER KAYIPLAR Primer I²R kaybı,akımın stator sargısından geçmesi ile oluşan bir direnç kaybıdır.Bu kayıp statordan geçen akımın ve stator sargısının direncine bağlıdır. SEKONDER KAYIPLARI Rotor iletkenindeki direnç kayıplarıdır.Rotordaki güç kaybı genellikle kayma kaybı olarak ifade eder. DEMİR VEYA MEKANİK GÖBEK KAYIPLARI, Demir kayıpları motorların manyetik devresinin enerjilenmesiyle ortaya çıkan anafor akımlarıyla histerisiz kayıplarının toplanmasıyla oluşur.Bu kayıplar motorun manyetik devresine enerji verilmesine sonucu oluşur. SÜRTÜNME VE HAVA SÜRTÜNMESİ Bu tür kayıplar rotor karşısında hava sürtünmesi ve yataklarındaki sürtünmeden oluşurlar. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 65 MOTOR VERİMİNİN HESAPLANMASI Bir elektrik motorunun verimi, motorun verdiği mekanik gücün motora verilen elektriksel güce oranı olarak ifade edilir. MOTOR VERİMİNİN SAPTANMASI Elektrik motor veriminin saptanması oldukça zor bir konudur.Dünya’da farklı motor üreticileri birbirinden farklı yöntemler kullandığı halde bu yöntemleri başlıca iki ana grupta ayrılabilir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 66 DİREKT ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ Direkt ölçüm yöntemleri,motor gerçek veriminin saptanmasında en belirgin yollar kullanılır. Üç tür direkt ölçüm yöntemi vardır. *Fren testi *Dinamometre testi *Kopya makinesi testi İNDİREKT ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ Çeşitli nedenlerle yük testlerinin kullanılmadığı durumlarda eşdeğer devre hesaplama kullanılır. *Eşdeğer devre hesabı yöntemi *Giriş ölçümü ve kayıpların ayrılması yöntemi Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 67 E- Aydınlatmada Enerji Tasarrufu (Bölüm 5.) Evlerde aylık elektrik faturalarının yaklaşık %1020'si aydınlatma amaçlı kullanıma aittir. Aydınlatma dizaynı yapılırken; mekanın hangi bölgesine, ne düzeyde ve nasıl bir aydınlatma gerektiği, nerede ne gibi işlevlerin yapılacağı bilinerek yapılmalıdır. Hem görsel konfor hem de enerjide tasarruf birlikte yapılmalıdır. Aydınlatmada enerji tasarrufunun basit tedbirlerle sağlanması bizim için önemli bir avantajdır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 68 Fiber Optik Aydınlatmalar Fiber optik aydınlatma teknolojisini diğer aydınlatma teknolojilerinden farklı kılan en temel özelliği özgürlük ve esnekliktir. Fiber optik aydınlatma sistemlerinde kullanılan ışık kaynağını istenilen herhangi bir noktaya yerleştirme özgürlüğüne sahipsiniz. Bu kavram size beraberinde bir çok avantaj sağlar. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 73 Fiber optik aydınlatma sisteminin diğer aydınlatma sistemlerine göre ayrıcalıkları; • Fiber optik kablo sadece ışık taşıyıcıdır, elektrik akımı taşımaz. ! • Nemli ve soğuk ortamlarda, aydınlatmanın elektrik riski taşıması istenmeyen yerlerde tam bir güven içerisinde kullanılabilir. •Işık kaynağında üretilen ve fiber optik kablolar ile taşınana ışık soğuk olduğu için yakınındaki canlılara ve malzemelere zarar vermez. Dolayısıyla, dış ortamlarda, insanların ve diğer canlıların birebir temasının olduğu yerlerde güvenle kullanılabilir. •Işık kaynağından çıkan ışık, ihtiyaca göre bir yada birden fazla noktaya dağıtılabilir. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 74 •Isıya duyarlı ve hassas, patlama riski olan yada bakımı zor / imkansız olan noktalarda diğer aydınlatma sistemlerine göre tek çözümdür. • ışık kaynağının içine yerleştirilen özel efekt diskleri ile renk değişimi, pırıltılı ışıma yada loşlaştırma sağlanır. DMX iletişim sistemi ile dijital aydınlatma teknolojisine uygun sistemler üretilebilmektedir. • Şiddete maruz kalınması ihtimalinin yüksek olduğu yerlerde güvenlik amaçlı aydınlatma sağlanır. • Seçilecek uygun armatürlerle, çok küçük ve etkileyici görüntüye sahip ışıklı fiber optik uçlar ile estetik bir görünüm kazanılır. Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 75 Lens Armatür kullanma amaçları; Estetik bir görünüm elde edilmesi, • Daha yoğun bir ışık elde edilmesi, • Noktasal ( spot ) aydınlatma istenildiği durumlar, • Yaygan ( Flood ) aydınlatma istendiği durumlarda, • Enerji Yönetimi - Çankırı Karatekin Üniversitesi Göksu GÖREL 76 ELEKTRĠK MOTORLARINDA ENERJĠ TASARRUFU GENEL BĠLGĠLER Evlerde kullanılan elektrikli aletlerin çoğu elektrik motorları ile çalışırlar. Yiyecek karıştırıcıları, elektrikli traş makinaları, makinalı aletler ve elektrikli oyuncak trenlerde hep bu motorlar vardır. Daha büyük ve daha güçlü elektrik motorları bulaşık ve çamaşır makineların da bulunur. Asansörleri, yeraltı tünellerini ve trenleri işletenler ise daha büyüktür. Birgün elektrik motorları otomobillerdeki içten yanmalı motorların yerini alacaktır. Bunların bugün kullanılmalarındaki başlıca engel verimli güçlü elektrik motorlarının eksikliği değil, uzun mesafelerde çalışırken gerekli elektriğin, araca aşırı ağırlık vermeden bataryalarda depolanamamasıdır. Elektrik motorları bir enerji şeklini ( elektrik- elektronik adı verilen küçük parçacıkların akışı) diğer bir enerji şekline (mekanik harekete) dönüştürür. En verimli enerji dönüştüren araçlardandır. İçten yanmalı ve nükleer enerji santralleri, işlem sırasında büyük miktarda zararlı, yan ürünler ortaya çıkarmalarına rağmen kimyasal ve nükleer enerjiye diğer şekillere dönüştürürler. Öte yandan elektrik motorları diğerlerine göre az enerji kaybederle ve istenmeyen yan ürünler üretmezler. ELEKTRĠK AKIMI VE MANYETĠK ALAN Elektrik motor gücü elektrik ve manyetik alanın birbirine etkisi sonucu yaratılır. Alan, fiziksel bir harekete sebep olma yeteneği olan bir bölgedir. Bir tel sargısından akım geçtiğinden sargı mıknatıs görevi yapar. Sargı rotoru mıknatıslamakta yani kuzey ve güney kutbu oluşturmaktadır. Bir mıknatısın iki kutbu arasında oluşan magnetik alan, bir telden geçirilen elektrik akımı ile de yaratılabilir. Bir elektrik motoru ve bu kuvveti bir mili döndürmekte kullanılır. ELEKTRĠK MOTORLARININ ÇALIġMASI Motorların yeterli performansı, motorlar üzerindeki etiket geriliminin %10 u ve frekansın %5 i içinde çalıştırılmasıyla elde edilir. Motorların etiketteki gerilimin %10 undan daha farklı bir gerilimde çalıştırmamalıdır. Motorlar etiketinde belirtilenden başka nominal frekanslarda çalıştırmamalıdır. Motorlar etikette yazılı olan değerlerde daha fazla olarak yüklenmemelidir. Sıcaklık artışı belirlenen değeri aşmamalıdır. ELEKTRĠK MOTORLARININ BAKIMI Bir elektrik motorunun görevi, faydalı bir iş yapmak üzere çeşitli makinalara tahrik enerjisi sağlamaktır. Elektrik motorlarının bakımı genellikle çok kolaydır. Ancak bu basitlik nedeniyle bazen yeterince özen gösterilmemektedir. Elektrik motorları için bir bakım planı geliştirirken göz önüne alınacak noktaların bazıları şunlardır: YATAKLARIN (RULMANLARIN)YAĞLANMASI: Yağlanma sırasında gereken dikkat gösterilmelidir. Motor yataklarından sızan fazlalık yağ ve gres motora girebilir ve motor yalıtımını doygun hale getirir. MOTOR KONTROLÜ: Motorun aşırı yüklü veya düşük yüklü olmamasını sağlamak için yük durumu kontrol edilmelidir. MOTORUN GENEL TEMĠZLĠĞĠ: Yataklardaki aşınmayı ve motor vantilatörlerindeki kir ve tozu belirlemek için motorların düzenli olarak bakımı yapılmalıdır. YALITKANLIĞIN ELEKTRĠKSEL OLARAK SAĞLANMASI: Elektrik besleme hattı kabloların uygun biçimde boyutlandırılmış ve tesis edilmiş olduğundan emin olunmalıdır. KOMÜTATÖR, BĠLEZĠKLERĠN VE FIRÇALARIN DURUMU: Komütatörler temiz tutulmalıdır. Kirli komütatörler motor verimini çok etkiler. Aşınmış fırçalar artan elektrik direnci nedeniyle motorun çalışmasını ve verimini düşürür. Ayrıca dönen bölümlere hasar verir. ELEKTRĠK MOTORLARINDA KAYIPLAR MOTOR BOġTA ÇALIġIRKEN OLUġAN KAYIPLAR Demir kayıplar, bunlar gerilimine bağlı olduğu için yükten bağımsız olarak sabittir. Sürtünme kayıplar, yükten bağımsız olarak verilen hızda sabittir. MOTORUN YÜKTE ÇALIġMASI SIRASINDA OLUġAN KAYIPLAR • Stator bakır kayıplar • Rotor bakır kayıplar • Yükün dalgalanmasıyla oluşan kayıplar PRĠMER KAYIPLAR 2 Primer 1 R kaybı, akımın stator sargısından geçmesiyle oluşan bir direnç kaybıdır. Bu kayıp statordan geçen akımın ve stator sargısının direncine bağlıdır. SEKONDER KAYIPLAR Rotor iletkenindeki direnç kayıplarıdır. Rotordaki güç kaybı genellikle kayma kaybı olarak ifade edilir. DEMĠR VEYA MEKANĠK GÖBEK KAYIPLARI Demir kayıpları motorların manyetik devresinin enerjilenmesiyle ortaya çıkan anafor akımlarıyla histerisiz kayıplarının toplanmasıyla oluşur. Bu kayıplar motorun manyetik devresine enerji verilmesi sonucu oluşur. SÜRTÜNME VE HAVA SÜRTÜNMESĠ Bu tür kayıplar rotor karşısında hava sürtünmesi ve yataklardaki sürtünmelerden oluşurlar. ENERJĠ YÖNETĠCĠSĠNĠN GÖREVĠ Enerji verilerini toplama ve analizler Enerji alımının denetlenmesi Enerji tasarrufu imkanları değerlendirmesi Enerji tasarrufu projelerini denetlemek İletişim ve halkla ilişkiler Enerji muhasebe sisteminin oluşturulması Enerji tüketim standartlarının oluşturulması MOTOR VERĠMĠNĠN SAPTANMASI 1-DĠREKT ÖLÇÜM YÖNTEMLERĠ Bu yöntemlerde verimin saptanması, mekanik çıkışın ve elektriksel girişin ölçülmesi ile temel verim eşitliğinin belirlenmesine dayanır. Üç tür direkt enerji yöntemi vardır; 1-Fren testi 2-Dinamometre testi 3-Kopya makinası testi ELEKTRĠK MOTORU VERĠMĠNĠ ETKĠLEYEN FAKTÖLER 1-Motor ebadı: Büyük motorlarda sıcaklık artışı sınırlandırılması, motor kayıplarını daha düşük değerlerde kalmasını prensip olarak zorunlu hale getirir. Bu yüzden bu motorlar daha yüksek verimde üretilirler. Daha ağır bir demir göbek ve daha kaliteli malzemelerin kullanılması, büyük ebatlı motorların daha verimli çalışmasına katlıda bulunur. 2-Motor yükü: Motor yükü verimliliği etkileyen önemli faktörlerden biridir. Düşük verimler genellikle düşük yükte ve boşta çalışan motorlar nedeniyle oluşur ki; bu durumlar mümkün olduğu kadar önlenmelidir. 3-Motor seçimi: Motor seçiminde mühendisler, güvenlik faktörünü de göz önüne alarak gerekenden daha büyük ebatlı olarak seçerler. Ayrıca düşük yükte çalışan motorlar tesisteki güç faktörünün düşmesine de neden olur. 4-Gerilim sapmaları: Motor üreticileri, nominal frekansta gerilim sapmalarının %10 u aşmaması konusunda uyarıda bulunmaktadır. Örneğin 380 V luk sistem gerilimi için, nominal motor gerilimi 340 V civarındadır. 5-Motor bakımı: Doğru ve düzenli bir bakım ile motorlarda önemli bir biçimde enerji tasarrufu sağlanabilir. 6-Motorların tekrar sarımı: Teknisyenlere tekrar sarım işlemi sırasında çeşitli faktörlerin motor verimini etkilediği anlatılmalıdır. ABD ve Avrupa ülkelerinde yapılan araştırmalar, tekrar sarım işleminin doğru olarak yapılması durumunda, motorların orijinal verimlerini koruyabildiğini göstermiştir. Ancak yüksek iş gücü maliyeti nedeniyle bu işlem küçük motorlar için genellikle ekonomik olmamaktadır. MOTORLARIN VERĠMĠNĠN ARTIRMAK ĠÇĠN PRATĠK ÖNERĠLER oÇok kademeli motor, tek kademeli motorlardan daha az verimlidir. oTek sarımlı çok kademeli motor, çift sarımlı tek kademeli motordan daha verimlidir. oYüksek hız motorları, tam yükte çalışırken, alçak hız motorlarından daha verimlidir. oTam yükte çalışan motorların güçleri arttıkça verimleri de aynı oranda artar. oGüç faktörünü olabildiğince yüksek tutabilmek için motor tam yük veya tam yüke yakın bir güç ile çalıştırılmalıdır. oIsı kayıplarını en aza indirebilmek için iletkenler üzerinde yük mümkün olduğunca düşük tutulmalıdır. oManyetik kontaktörler sık sık kontrol edilmelidir. oKompresöre yol veren motorlar %50 ve daha aşağı kapasite ile çalıştıkları takdirde, daha küçük kompresör ve daha güçsüz motor ile değiştirilmelidir. POMPALARDA ENERJĠ TASARRUFU Pompalama işlemi endüstride, yapılarda ve tarımda elektriksel gücün en yaygın uygulama alanlarından birisidir. Pompaların çalışma veriminin arttırılması hiç kuşkusuz bu alanlarda güç tüketimini büyük ölçüde etkileyecektir. Başlıca pompa çeşitleri santrifuj, eksenel ve pistonlu pompalardır POMPA VERĠMĠNĠN ARTTIRILMASI YÖNTEMLERĠ Sürtünme Kayıplarının Azaltılması İle Debinin Azaltılması İle Enerji Tasarrufu (santrifüj pompalarda) Pompa Karakteristik Eğrisi ve Affinite Kanunları Kısma Yolu İle Debinin Azaltılması Çark Çapının Değiştirilmesi İle Debinin Azaltılması Hızının Düşürülmesi İle Debinin Azaltılması FANLARDA ENERJĠ TASARRUFU GENEL BĠLGĠ Fanlar yapılarda ve endüstride havanın sağlanması veya dışarıya atılması için kullanılan donanımlardır. Bugün kullanılan fanların bir çoğu elektirik enerji fiyatlarının düşük olması nedeniyle seçilmişlerdir. Hava debisinin azalması,fanda enerji tasarrufu için kullanılan en yaygın yoludur. FAN DEBĠSĠNĠN AZALTILMASI Akış kontrolü veya enerji tasarrufu için hava debisinin azaltılmasına yönelik olarak bir takım yöntemler kullanılmaktadır. 1.GiriĢ ve ÇıkıĢ Damperleri: Bu damperler hava debisinin kontrolü için kullanılan en yaygın mekanizmalardır.Ancak enerji tasarrufu açısından alınan kazanç çok düşüktür. 1.SANAYİDE ENERJİ YÖNETİMİ Dünyada enerji fiyatları hep istikrarsız ve hep pahalılaşmaktadır. Sıkılaşan çevre yönetmelikleri daha pahalı enerji kullanımını gerektirmektedir.Bir çok işletmede enerji masrafları toplam masrafın %30-40’ına kadar varabilmektedir. Enerjiyi düşünmeden duyarsızca tüketiriz, oysa enerji giderleri iyi yönetildiğinde önemli tasarruflar sağlanabilir.Bu yüzden sanayide enerji yönetimine ihtiyaç vardır. 2.ENERJİ YÖNETİMİ KAVRAMLARI Etkili bir enerji yönetimi için İNSAN, TECHİZAT, MEVCUT KAYNAKLAR ve ÇALIŞMA ORTAMI dikkate alınmalıdır. Tesisin enerji performansı bu dört unsurun karşılıklı etkileşimine bağlıdır. Bu performans en zayıf unsurun performansı ile kısıtlıdır. Performansı artırmanın yolu en zayıf unsuru teşhis ederek bunun iyileştirilmesidir. Çoğu zaman zayıf olan unsur insan olmaktadır. Ya yönetim enerji tasarrufuna gereken önemi vermemekte ya da çalışanlar bilinçsiz ve konuya ilgi duymamaktadır. Ancak enerjiyi nerede ve nasıl kullanacağımızı ve verimin nasıl artırılacağını bilmezsek, enerji tasarrufu yapmak mümkün olmaz. 3.ENERJİ TARAMASI Enerji taraması enerjinin ne bedelle alındığını, israfın ve verimsiz harcamanın olduğu alanları tespit eder. Böylece mevcut durum belirlenir. Tasarruf alanlarının belirlenmesi için sistematik bir yoldur. Tarama enerji yönetimin ilk adımıdır. Çeşitli seviyelerde ya kendimiz veya uzman firmalara yaptırabiliriz. 4.SANAYİDEKİ ENERJİ HAKKINDA BİLGİ Sanayide enerji tüketiminde taş kömürü,linyit,petrol,doğalgaz,hidrolik ve jeotermal enerji, odun, hayvan ve bitki artıkları gibi birincil enerji kaynakları ile güneş ve rüzgar enerjisi kullanılmaktadır. Elektrik enerjisi ise ikincil enerji kaynağı olarak değerlendirilmektedir. Büyüyen ekonomiye, gelişen ve çeşitlenen sanayi faaliyetlerine ve değişen demografik yapıya paralel olarak, ülkede birincil enerji ve elektrik tüketim değerlerinde son 40 yılda önemli gelişmeler sağlanmıştır. Bu dönemde birincil enerji tüketimi yıllık ortalama %4.7 ve elektrik tüketimi %9.7 civarında artış göstermiştir. 5.SANAYİDE ENERJİ TASARRUFU NASIL ELE ALINMALI Sanayide enerji tasarrufu iki kategoride ele alınmalıdır. 1.Isıtma,soğutma ve havalandırma. 2.Sanayide enerji maliyeti hesabı Makine,alet,ekipman ve aydınlatma araçlarının kullandığı elektrik enerjisi,su miktarı harcadıkları hava,buhar ve gaz miktarları ve bedelleri konusunda olmalıdır. 6.SANAYİDE NERJİ TASARRUFU VE VERİMLİLİĞİN SÜRDÜRÜLMESİ Sanayide ve yurt genelinde enerji kayıplarını azaltmak,verimliliği artırmak,diğer bir deyişle sürdürülebilir bir ekonomi için enerji tasarrufunun ve verimliliğin sürekliliğini sağlamak gerekir.Bunun için; a.Sanayi girdilerini sabitlemek b.Ar-ge yi takip etmek ve uygulamak c.Enerji tasarrufu sağlayan teknoloji ürünü ekipmanların teminini sağlamak. d.Danışmanlık şirketlerinden ve yatırımcılardan faydalanmak e.Elektrik ve diğer enerjinin kaliteli olarak teminini sağlamak f.Halkın enerji tasarrufu konusunda bilgisini artırmak g.İklim değişikliğini önleyen yenilenebilir enerji kaynaklarını kullananlara teşvikler vermek ve ödüllendirmek. 7.SANAYİ TESİSLERİNDE KULLANILAN MOTORLARDA ENERJİ TASARRUFU Sanayide kullanılan elektrik enerjisinin %45 kadarı motorlarda % 5i ise fabrikanın idari,ambar ve üretim binalarının aydınlatmasında kullanılmaktadır.Sanayide son zamanlarda bilgisayar destekli otomatik kontrol sistemlerinin devreye girmesiyle üretimde verim artışı sağlanmış ve yakıtta bir miktar tasarruf sağlanmıştır. Sanayide enerjiden tasarruf sağlamak için sürekli proses verimi izlenmelidir.Sanayide motorlarda enerji tasarrufunun sağlanması için;iç kayıpları az güç katsayısı yüksek devir kayması az olan motorlar tercih edilmelidir.Motorlar çalışırken verimli olmaları için motorların yük ihtiyacına göre motor devrini ve şebekeden enerji çekimini ayarlayabilen kontrol ve yol verme sistemlerinin kullanılması halinde enerji tasarrufu sağlanır. SANAYİ TESİSLERİNDE AYDINLATMA SİSTEMLERİNDE ENERJİ TASARRUFU Hem iyi bir aydınlatma yapmak hem de elektrik enerjisi giderlerimizi azaltmak mümkündür.aydınlatma insanlar için önemli bir yaşam parçasıdır.şunu da bilmek gerekir ki enerji tasarrufu aynı zamanda hayat kalitemizi de yükseltir. Bu tasarrufu nasıl sağlayabiliriz: •Eski ampulleri yeni tasarruflu ampullerle değiştirerek •Aydınlatma sistemi bakımını zamanında yaptırarak •Gün ışığından azami derecede yararlanmak ve evin karanlık bölümlerine son zamanlarda kullanılmaya başlanan gün ışığı taşıma borularını kullanarak tasarruf etmek. •Aydınlatma prensiplerine uygun dizayn ve montaj yapmak •Aydınlatma sistemlerinin otomatik kontrol altına alınması ile enerji tasarrufu sağlamak….gibi Dalga Enerjisi • Bildiğimiz gibi, dünyanın yüzde 70’i sularla kaplıdır. Bu oran bize suyun doğal gücünün büyüklüğü ve bu büyüklükten yararlanarak enerji elde etmek konusunda umut vermektedir Suyun bu erişilmez gücünden yararlanarak “dalga enerjisi” elde edilebilir. Bu muazzam gücün bir kısmı bile kullanılabilince, dünyanın elektrik ihtiyacının büyük bir kısmı karşılanabilir. Günümüz teknolojisi ile, dünyanın elektrik ihtiyacının yüzde 10’u dalga enerjisinden karşılanabilir. Halbuki edindiğimiz bilgiye göre, okyanuslarda bulunan dalga enerjisinin yüzde 2’si bütün dünyanın elektrik ihtiyacını karşılayabilecek kapasitededir. Denizlerde meydana gelen dalga, güneşin dünyayı ısıtmasıyla ortaya çıkan rüzgarlar tarafından başlatılır. Bu rüzgarlar, denizlerde güçlü dalgaların oluşmasına neden olur. Rüzgarın hızı ve süresi dalganın gücünü belirleyen faktörlerdir. Dalga enerjisi, suya yerleştirilen jeneratörler yardımıyla elektrik enerjisine dönüştürülür. Ülkemiz için üzerinde durulabilecek bir enerji grubudur. Marmara denizi hariç, açık deniz kıyılanınızın uzunluğu 8210 km kadardır. Buradan yıllık olarak 18.5 TWh/yıl düzeyinde bir enerji elde edilmesi mümkün olabilir. Bu enerji deposu bilim insanlarının da dikkatini çekmiş ve denizler üzerine çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar birkaç bölümde özetlenebilir: Yüzey suları derin sular arasındaki sıcaklık farkından yararlanan teknolojiler. Gelgitlerin mekanik enerjisinden yararlanan sistemler. Dalgalardan yararlanan sistemler. Akıntılardan yararlanan sistemler. Yüzey ve dip arasındaki tuzluluk farkından yararlanan sistemler. KAPALI ÇEVRİMLİ SİSTEMLER Bu sistemde özel bir akışkan yüzeydeki sıcak sularla karşılaştığında buharlaşır ve buhar türbinini harekete geçirir. Daha sonra buhar dipteki soğuk sularla karşılaşır ve tekrar yoğunlaşır. bu işlem döngüsel olarak devam eder. Uygulanabilir olmasına karşın bu sistem bazı kısıtlamalar içermektedir. Öncelikle yüzey ve 1000 metre derinlerdeki sular arasında en az 20°C sıcaklık farkı olması gerekir. Bununla birlikte döngü borularındaki sıvının debisinin saniyede 48 metreküp olması gerekir. Diğer bir önemli sorun da 300-400 metrelik 2,5m çaplı borulara ihtiyaç duyulmasıdır. Bu tip santrallerin ilk örneği 1979 yılında Havaii açıklarında kurulmuştur. Yukarıdaki şartlar sağlanamadığı için üretim ancak 18kW'de kalmıştır. Sistemi verimi ise %3 gibi çok küçük bir değerdedir. AÇIK ÇEVRİMLİ SİSTEMLER Bu sistemlerde özel bir akışkan yerine su kullanılır. Deniz suyunun kaynama sıcaklığı yüksek olduğu için dış basınç düşürülerek düşük sıcaklıklarda kaynama sağlanır. Aynı şekilde yoğunlaştırma işleminde de basınç değiştirilir. Bu hal değişimlerinde her 1MW için 1500 metreküp su buharlaştırılır. Bu da tatlı su eldesi demektir. Bu özellik sitemin en büyük artısıdır. Fransa Denizden Yararlanma Araştırmaları Enstitüsü(IFREMER) 5MW gücündeki bir santrali Tahiti'de açmayı denemiştir. Ama bu ülkenin tatlı suya ihtiyaç duymaması araştırmanın durmasına sebep olmuştur. Havaii'de Ulusal Enerji Laboratuarı(NELH) 1987'de bir pilot uygulama başlatmıştır. Aslında bu sistemler %3 civarında verimleriyle pek kullanışlı değillerdir. Fakat tatlı su üretimi ve bununla birlikte imkan bulan deniz ürünü yetiştiriciliği önemli bir avantajdır. Dalga Enerjisi Uygulamaları • Çeşitli tasarımlar dalgalardan gelen bu enerjiyi elde etmek için üretilmiştir. Dalga enerjisi tasarımlarının bazıları kıyı şeridinde, bazıları kıyıya yakın ve bazılar da kıyıdan uzak bölgelere kurulmaktadır. • Kıyı Şeridi (Shoreline) Uygulamaları Bu tür uygulamalarda enerji üretim yapıları kıyıda sabitlenmiş veya gömülü halde bulunurlar. Bakım ve inşası diğer uygulamalara göre daha kolaydır. Derin su bağlantılarına veya uzun sualtı elektrik kablolarına ihtiyaç yoktur. Daha az güce sahip dalga rejimi nedeniyle elde edilen dalga enerjisi daha az olabilmektedir. Salınımlı Su Kolonu (Oscillating water column-OWC ) Bu sistemlerde su kolonu ve onun üzerinde bir hava kolonu vardır. En alttaki kapı suyun içeri girmesini sağlar. Su tarafından sıkıştırılan hava dar kısımdan geçerek çıkıştaki türbini hareket ettirir. Dalga geri çekilirken içerdeki havayı boşaltacak bu hareket türbinin yeniden hareket etmesini sağlayacaktır. Bu sistemde normal bir türbin kullanılırsa su odaya girdiğinde ve odadan çıkarken türbin pervanesi farklı yönlere dönecektir. Bu durumda pervane durup durup çalıştığı için enerji üretimini azaltacaktır. Ancak wells türbini kullanıldığında bu türbinin özel yapısı sayesinde zaman kaybı yaşanmadan her zaman tek yöne doğru dönüş sağlanır ve daha verimli bir şekilde enerji üretilmesini sağlar. Daralan Kanal Sistemi (TAPered CHAnel TAPCHAN) Bu sistemler su seviyesinin 3-5 metre üzerinde duvar yüksekliğine sahip, uçurumun kenarına inşa edilmiş hazneyi besleyen, gittikçe daralan bir kanaldan oluşmaktadır. Kanalın daralması dalga yüksekliğinin artmasına neden olur ve yükselen dalgalar kanal duvarlarından haznenin içine boşalır. Su haznede depolandığı için hareketli dalganın kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşür. Depolanan su türbine verilir. Çok az hareketli parçası olduğundan düşük bakım maliyetine ve yüksek bir güvenirliğe sahiptir. Bu sistemde ihtiyaç duyulana kadar enerji depolanabilmektedir. Ancak sistemleri bütün kıyı kesimleri için uygun değildir. Pendular • Pendular, bir tarafı denize açılan dikdörtgen bir kutu şeklindedir. Bu açıklık üzerine sarkaç bir kapak menteşelenmiştir. • Kapak dalga hareketiyle ileri-geri hareket etmektedir. Bu hareket jeneratörün ve hidrolik pompanın çalışması için kullanılır. Kıyıya Yakın (Near Shore) Uygulamalar • Wosp 3500 WOSP (Rüzgar ve Okyanus Salınım Enerjisi) kıyıya yakın dalga ve rüzgar enerji istasyonun birleştirilmiş halidir. Eklenen 1,5 MW’lık rüzgar üretim kapasitesi, tesis kapasitesini 3,5 MW’a yükseltir. Kıyıdan Uzak (Offshore) Uygulamalar • 40 metreden daha derin sularda kıyıdan uzak uygulanan cihazlar kullanılmaktadır. Bu tür sistemlerde uzun elektrik kablolarına gereksinim vardır. • McCabe Dalga Pompası (McCabe Wave Pump) Bu cihaz, birbirine menteşeli, düzenli bir şekilde sıralanmış ve birbirlerine bağlı hareket eden 3 adet dikdörtgen çelik (4 m genişliğinde) duba içermektedir. Ekstra bir kütle eklenmesiyle merkez dubanın ataletinin artması sağlanır. Enerji ise merkez duba ile diğer dubalar arasına monte edilen hidrolik pompa vasıtasıyla menteşe noktalarındaki hareketten sağlanmaktadır. Örnek bir cihaz 40 metre uzunluğunda Kilbaha, County Clare ve İrlanda’da kurulmuştur. OPT Dalga Enerji Dönüştürücüsü (WEC) 2-5 metre çaplı üstü kapalı, tabanı denize açık silindirik bir yapı içerir. Yapının tepesi ile yapı içerisinde yüzen çelik yüzücü arasına hidrolik pompa yerleştirilmiştir. Yapının yüzücüye göre hareketinden elektrik üretilir. Bu sistem, Doğu Atlantik’te büyük ölçekte test edilmiştir ve ilk ticari yapılar Avustralya ve Pasifik’te kurulmak üzeredir. Pelamis: • • Bu yapı, kısmi olarak su içinde yer alan, menteşeli noktalarla birbirine bağlı silindirik bölümlerden oluşan eklemli bir yapıdır. Dalga ile birleşim noktaları hareket eder ve bu hareketle hidrolik pompalar elektrik jeneratörlerini çalıştırır. Günümüzde, 375 KW gücünde, 130 metre uzunluğunda ve 3,5 metre çapında bir sistemin geliştirilmesi için çalışmalar devam etmektedir. Arşimet Dalga Salınımı • Bu sistem 10-20 metre çapında silindirik, içi hava dolu bir yüzücü içermektedir. Sistemin üzerinden geçen dalga, yüzücü içindeki havanın basıncını yükseltir veya düşürür. Böylelikle yüzücünün zemine göre yükselip alçalma hareketi enerji üretimine neden olur. Dalga Enerjisinin Sağladığı Faydalar • • • • • • • • • • Temiz, sınırsız ve ucuz enerji üretir. İlk yatırımından başka hiçbir girdisi yoktur. Nüfus yoğunluğu kıyılarda toplanmış olan ülkemizde enerji, üretilen yerde tüketileceğinden uzun iletim hattına gerek yoktur. Öngörülen enerji ihtiyacına göre boyutlandırılır. Büyük dalga boyutu maliyeti düşürür. Dalyan görevi görerek, denizlerdeki balık neslinin çoğalmasına yardım eder, ekolojik dengeye katkıda bulunur. Deniz üzerinde kurulduğu için tarım arazilerini yok etmez. İleri teknoloji gerektiren, politik baskı ve ambargo malzemesi olabilecek, hiçbir girdisi yoktur. Her zaman kesintisiz ve kaliteli enerji üretir. Dalgalardan elde edilen ucuz elektrik enerjisi, yoğun nüfuslu büyük şehirlerimizde ısınma amaçlı kullanılacağından, soluduğumuz havanın kalitesini yükseltecektir. Dalga elektrik santrallerinin üzeri otel, sosyal tesis, disko, gazino, restaurant vs. olarak kullanılabilir. Sistemde gürültü dahil, hiçbir kirletici yoktur. Dalga elektrik santralleri, adalar için ideal enerji santralleridir. SONUÇ • Dalga enerjisinden yararlanmaya yönelik olarak çok çeşitli tasarımlar gerçekleştirilmiştir. Bunların önemli bir bölümü, gerek maliyetleri gerekse de maruz kalacakları kuvvetler ve işletim koşulları nedeniyle proje boyutunda kalmıştır; diğer bir bölümünde ise deneylerden sonra yapılabilirliklerinin söz konusu olamayacağı sonucuna varılmıştır. Bu çalışmada verimleri yüksek ve gerçekleştirilebilir sistemlere tümüyle değinilmiştir; ayrıca avantajlı yönleri vurgulanmıştır. Türkiye’nin batı, özellikle kuzey kıyılarının dalga enerjisi yönünden oldukça zengin olduğu anlaşılmaktadır. Bu kıyılarda dalga enerjisi sistemleri kurularak, ilgili bölgelerdeki küçük yerleşim birimlerinin elektrik enerjisi gereksinimi sürekli olarak sağlanabilir. Dolayısıyla, Türkiye’de orta vadede yenilenebilir enerji kaynaklarından hidrolik enerjisine destek olunurken, uzun vadede dalga enerjisinden daha fazla yararlanma olanakları geliştirilebilir. Sunum İçeriği Motor Kullanımları Motorlarda Enerji Verimliliği Odakları - Yüksek Verimli Motorlar Değişken Hız Sürücüsü Güç Kalitesi Motor Seçimi Güç İletimi Ekipmanlar (Fan, pompa, kompresör vb) Sonuç Sanayide Kullanılan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri YÜK CİNSİNE GÖRE ELEKTRİK MOTOR DAĞILIMLARI 22% 42% 29% 7% FAN POMPA KOMP. DİĞER Elektrik Motor Sistemlerinde Enerji Verimliliği Odakları Yüksek verimli motor kullanımı Motor kontrol sistemleri (Değişken Hız Sürücüleri) Güç kalitesi Motor seçimi Güç iletim sistemleri Ekipmanlar (Fanlar, pompalar, kompresörler, vs) Sistem ve tasarım Proses tipi Bakım Yüksek Verimli Motorlar • Daha fazla ve daha kaliteli malzeme • Daha az tolerans. Ekonomik ömrünü tamamlamış düşük verimli (EFF3) motorları yüksek verimli motor (EFF1) ile değiştirelim, en fazla 2 yılda kâra geçelim. 100 90 85 Improved EfficiencyVerim (EFF2) EFF2 İyileştirilmiş 80 75 70 65 60 Rated powerGücü output in kW kW Çıkış 132 90 110 75 55 45 37 30 22 15 18,5 11 7,5 4 5,5 3 2,2 1,5 1, 1 0,75 0,55 0,37 0, 25 55 0,18 Efficiency in % Yanan motorların tekrar sardırılması ile motor veriminin %4’e kadar düşebileceğini unutmayalım ! High Efficiency Yüksek Verim(EFF1) EFF1 Verim % 95 Değişken Hız Sürücüsü (DHS) Yüküne göre alternatif akımın frekansını ve dolayısıyla motorun dönüş hızını ve elektrik gücünü kontrol ederek motoru uygun devirde tutan değişken hız sürücüleri %50’yi aşan tasarruf fırsatı sunabilir. Kendini sağladığı tasarruflarla 2 yıldan daha az süre içerisinde ödeyebilen bu sürücüler; - Yerleşim bölgelerinin su şebekesinde kullanıldığında %50, - 40 beygir gücünde motor kullanan bir yürüyen merdivende %36 tasarruf sağlayabiliyor. Güç Kalitesi (Gerilim Dengesizliği) Gerilim dengesizliği motor verimliliğini kötü etkilediği gibi vibrasyon ve mekanik vuruntular yaratacağı için motor ömrünü de kısaltır. Gerilim dengesizliğinin motor verimine etkileri Motor Yükü (%) Gerilim Dengesizliği Nominal %1 %2,5 100 %94,4 %94,4 %93,0 75 %95,2 %95,1 %93,9 50 %96,1 %95,5 %94,1 Güç Kalitesi (Gerilim Dalgalanmaları) Motorlar, işaret plakasındaki gerilimin %10’undan daha farklı bir gerilimde çalıştırılmamalıdır. Yüksek gerilimler motor sıcaklığını, hızı ve titreşimi olumsuz yönde etkiler. Düşük gerilimler ise, yol verme sırasında motorun aşırı yüklenmesine sebep olabilir. Çalışma Karakteristiği Gerilim Değişiminin Etkisi %90 Gerilimde %110 Gerilimde %120 Gerilimde Standart motor verimi Tam yükte %0,5-1 artar %1-4 azalır %7-10 azalır ¾ yükte %1-2 artar %2-5 azalır %6-12 azalır ½ yükte %2-4 artar %4-7 azalır %14-18 azalır Motor Seçimi Motorlar yüke uyumlu olarak seçilmeli ve aşırı ihtiyatlı davranıp gereğinden büyük motor seçme alışkanlığından vazgeçilmelidir. Böylelikle motorların plakalarında yazılı anma güçlerine göre düşük güçte ve dolayısı ile düşük verimde çalışmaları önlenmelidir. Motorlarda genellikle %75 yükte motor verimi azami seviyeye ulaşır. Düşük yüklerde tüketilen elektrik enerjisi mekanik güç yerine artan oranda ısıya çevrilir ve motorlarda aşırı ısınmadan doğan arıza riskini arttırıp motorun ömrünü kısaltır. Motorlarda Isınma FL I R Sy s te m s 65.5 °C FL IR Sy s te m s FL I R S y s te m s 102.3 °C 100 62.8 °C 60 Sp1 :temp 9 8 .6 60 80 Sp1 :temp 6 1 .6 Sp1 :temp 6 2 .3 50 50 60 40 40.4 Baca Fanı Motoru (Yüksek Verimli Motor – EFF1) P = 360 kW n = 743 d/dk (479 d/dk) 38.1 Kömür Değirmeni Filtre Fan Motoru (Verimi İyileştirilmiş Motor – EFF2) P = 380 kW – EFF2) 40.4 Baca Fanı (2) Motoru (Düşük Verimli Motor – EFF3) P = 300 kW n = 592 d/dk Güçleri birbirine yakın motorlar seçilmeye çalışılmıştır. EFF3’ün bariz sıcaklık farkı vardır. Güç İletim Sistemleri Motor gücünün direk bağlantı yerine indirek olarak düz kayış veya standart V- kayışları ile iletildiği sistemlerde kayış kayması ve sürtünmeden dolayı %2 ile %8 arasında kayıplar oluşur. Bu kayıplar ve ortaya çıkan kayış ısınması standart kayışların tırtıllı yüksek verimli V-kayışları ile değiştirilmesiyle önlenebilir. Basınçlı Hava Sistemleri ( BHS ) Basınçlı hava sistemlerinin elektrik tüketimi, sanayi elektrik tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturmaktadır. Basınçlı hava sistemlerinin verimi genellikle düşüktür. Enerji tasarrufu potansiyeli %5 ile %50 arasındadır. Motor İhtiyacımızı Nasıl Belirlemeliyiz? (1/3) Motor ihtiyaçlarımızı uygun belirlersek, hem enerji tasarrufu sağlar hem de arıza riskini azaltırız. Motor ihtiyacının belirlenmesinde dikkat edilecek hususlar - Yük momentinin sabit, değişken, şok ve şok değişken olma durumları - Aşırı yüklenme durumlarına göre uygun emniyet (servis) faktörü - Motorun yapısına bağlı olarak uygun yol verici düzeneği - Çalışma süresinin süreklililiği Motor İhtiyacımızı Nasıl Belirlemeliyiz? (2/3) Mekanik yükün tip ve özelliklerini tespit edin. Tespit edilen mekanik yük tip ve özelliklerine göre motor şaft gücünü belirleyin. Motor sınıfının ve karakteristiğinin seçiminin yapın. Üretici kataloglarından motoru seçin. ihtiyacınızı karşılayacak Seçilen motorun ekonomik analizini yapın. uygun Motor İhtiyacımızı Nasıl Belirlemeliyiz? (3/3) Motor gücünün küçük seçilmesi halinde, aşırı ısınma, kaymanın artması, devrin düşmesi ile işin kapasitesi ve iş verimi düşer. Motor gücünün yüksek seçilmesi halinde, kuruluş ve işletme masrafları artar, motor verimi ve güç katsayısı düşeceğinden enerji giderleri gereksiz yere artar. Motor koruma türünün uygun seçilmemesi halinde, tozlu ortamlarda sargılarda ve biyeler üzerinde biriken toz, sulu ortamlarda ise rulmanların paslanması ve sargıların yalıtım özelliğini yitirmesi motorun yanmasına sebep olur. Soğutma türünün uygun seçilmemesi halinde, yeterli derecede soğutulmayan motor kısa sürede yanar. Nükleer Enerji Santrali Nedir? • Nükleer enerji santralleri, kömürle çalışan termik santrallerden pek farklı değildir. Termik santrallerde kömür yakılarak su kaynatılır, böylece elde edilen buhar gücüyle bir türbin döndürülür ve türbin elektrik üretir. Nükleer enerji santrallerinde ise, gerekli ısı atomların bir reaktörde bölünmesiyle üretilir. • Kullanılabilir miktarda enerji üreten ilk reaktörler 1950'lerde İngiltere'deki Calder Hall'da kuruldu. Bu reaktörler aslında askeri amaçla plütonyum üretmek ve nükleer enerji konusunda deneyim kazanmak için kurulmuştu; bunlarda elektrik üretimine 1956'da başlandı. Bu reaktörlerin yavaşlatıcıları, Fermi'nin reaktöründe olduğu gibi grafit­ti; yakıt olarak, magnezyum alaşımından bir kap içine yerleştirilmiş doğal uranyum metali kullanılıyor ve sistem basınçlı karbon dioksitle soğutuluyordu.. Tepkime sırasında oluşan ısıyı emen karbon dioksit bunu ısı değiştiricilerine taşıyor ve ısı burada, elektrik üretmeye yarayan turbo alternatörleri çalıştıracak buharı elde etmek için kullanılıyordu. Bu reaktörlere "magnox" tipi reaktör denirdi; daha sonra bunların benzeri başka reaktörler yapıldı ve Geliştirilmiş Gaz Soğutmalı Reaktör (AGR) tipi ortaya çıktı. 1950'lerin başlarında ABD'li bilimciler, denizaltılarda güç kaynağı olarak kullanılmak üzere küçük reaktörler geliştirme çabasına giriştiler. ABD'li yetkililerin elinde çok mik­tarda zenginleştirilmiş uranyum (U-235 oranı artırılmış uranyum) vardı; yavaşlatıcı olarak da grafit yerine su kullanmayı düşündüler. Nükleer Santraller Nasıl Çalışır? • Bir nükleer santral kurmak için zenginleştirilmiş uranyuma ihtiyaç vardır. Bu uranyum türleri U-235 başta olmak üzere, U-233, U-238 ve Plütonyum; P-239 ve P-241′dir. Uranyumun fizyon tepkimesine girerek bölünmesi sonucunda açığa çok yüksek miktarda enerji çıkar. Bu bölünme için, nötronlar yüksek bir hızla uranyum elementinin çekirdeğine çarpar. Bu çarpışma çekirdeğin kararsız hale geçmesine ve sonrasında büyük bir enerji açığa çıkartan fizyon tepkimesine neden olur. Gerçekleşen tetikleyici ilk fizyon tepkimesi sonucunda ortama nötronlar yayılır. Bu nötronlar diğer uranyum çekirdeklerine çarparak fizyonu elementin her atom çekirdeğinde gerçekleştirene kadar devam eder. Ortaya çıkan enerji kontrol edilmediği taktirde ölümcül boyutlardadır. Kontrol etmek için reaktörlerde fazla nötronları tutan ve tepkimeye girmesini engelleyen üniteler vardır. Bu sayede kontrollü bir fizyon tepkimesi zinciri sağlanır. Nükleer santralin iç yapısına baktığımızda, uranyumun fizyon tepkimesine girmesiyle oluşan enerji su buharının çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılmasını sağlar. Yüksek sıcaklıktaki bu buhar, elektrik jeneratörüne bağlı olan türbinlere verilir. Türbin kanatçıklarına çarpan yüksek enerjili buhar, bilinen şekilde türbin şaftını çevirir ve jeneratörün elektrik enerjisi üretmesi sağlanır. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcıya gider ve su haline geldikten sonra tekrar bölünme ile açığa çıkan enerji ile ısıtılıp buhar haline getirilir ve döngü devam eder. Nükleer Santrallerin Bölümleri ve Görevleri • 1.Nükleer Reaktör: Uranyum atomunun fizyona uğradığı ve yüksek ısının elde edildiği, nükleer santralin en önemli kısmıdır. • 2.Basınç Kabı: Yakıtların tümünü barındıran ve buhar üretmek için kullanılan, yüksek basınçtaki soğutma suyunu içinde tutan kısımdır. Kalınlığı 20-25 cm kadardır. 3.Koruma Kabı: Basınç kabı, buhar üreteçleri gibi tüm reaktör parçalarını koruyan kaptır. İç kısmı 2 cm kalınlığında çelik bir zırh ve onun dışında 2 ile 5 m kalınlığında bir beton kabuktan oluşur. 4.Kondanser: Türbinde kullandıktan sonra çıkan buharı, yoğunlaştırarak suya dönüştürür. Kondanserden çıkan su, pompa yardımıyla soğutma kulesine gönderilir. 5.Atık Toplama Sistemi: Nükleer santrallerin en önemli işlev gören sistemlerinden biridir. Radyoaktif madde içeren atıklar (katı, sıvı, gaz), ayrı ayrı işleme tabi tutulur. En önemlisi katı atıklardır. Katı atıklar öncelikle cam kaplar içine alınır ve tuz madenlerinde saklanır. 6.Moderatör: Parçalanma sonucu ortaya çıkan hızlı nötronları yavaşlatan maddedir. Bu madde, grafit, hafif su veya ağır sudur (H2O-D2O ve sıvı sodyum). Nötronlar yavaşlatılarak diğer çekirdeklerle etkileşime girmesi sağlanır. Moderatör aynı zamanda soğutucu görevi de yapar. 7.Ölçü, Kontrol ve Koruma Sistemi: Santralin tüm ünitelerini izleyen ve kontrol eden sistemdir. Herhangi bir arıza buradan hızlıca tespit edilebilir. 8.Buhar türbini: Buharın kinetik enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürüldüğü kısımdır. 9.Generatör: Buhar türbininden elde edilerek miline aktarılan mekanik enerjiyi, elektrik enerjisine dönüştüren elektrik makinesidir. 10.Şalt Saha: Nükleer enerjiden yararlanılarak elde edilen elektrik enerjisinin, alıcılara iletilmek üzere yükseltildiği, ilgili koruma ve kontrol sistemlerinin bulunduğu merkezdir. Nükleer enerji üretiminde altının çizilmesi gereken önemli engeller ve sorunlar şunlardır: • • • • Uranyumun çıkartılması ve daha sonra zenginleştirilmesi sürecindeki rafine etme çalışmaları çok büyük miktarlarda radyoaktif kirlenmeye sebep olmaktadır. Santraldeki fizyon tepkimeleri çok iyi kontrol edilmeyi gerektirir ve hata tolerans ları çok azdır. Hiçbir nükleer santralin tamamen güvenli olduğundan söz edilemez ve mutlaka uzman ekipler tarafından ve emniyet katsayısı yüksek tutularak üretim yapılmalıdır. Bu da bizim gibi nükleer santral inşasına yeni adım atmak isteyen ülkeler için ciddi sorunların ortaya çıkma riskini artırmaktadır. Düzgün çalışmayan nükleer santraller büyük sorunlara neden olabilir. Buna örnek olarak Çernobil felaketi verilebilir ve bu felakette tonlarca radyoaktif atık atmosfere bırakılmıştır. Ortaya çıkan radyoaktif atıkların doğaya zarar vermeyecek şekilde taşınması ve gözetim altında uzun yıllar güvenle saklanması gerekmektedir. Nükleer Santrallerin Önemi ve Zararları • Nükleer santrallerde atom çekirdekleri parçalanarak enerji sağlanır.Atomun çıkardığı ısı enerjisi yüksektir,ama çıkardığı radyasyon ancak özel binalarda veya kurşun mezarlarda saklanır ve uzun yıllar radyasyon yayar.1970'li yıllarda yaşanan petrol darboğazından Nükleer enerjiyle kurtulunmuş ama saklanması da çok pahalı olduğundan talep azalmıştır. Ayrıca santraldeki ufak bir sızıntı milyonlarca canlının radyasyona maruz kalmasına sebep olacaktır. • Örneğin;1986 yılında Rusya'da Çernobil Nükleer Santrali'ndeki sızıntıdan 3 milyon insan radyasyona maruz kalmış,radyasyon,Karadeniz kıyılarına kadar ulaşmıştır. Türkiye'de de 1976'dan beri Akkuyu'da nükleer santral kurulması gündeme gelmiştir ama çevre örgütlerinin baskılarıyla ertelenmiştir.Ayrıca 25km açığından geçen Ecemiş Fayı'da burayı tehdit etmektedir. Hidroelektrik Santralleri Jeneratörlerin dönmesi, düşen suyun enerjisinden faydalanılarak gerçekleştirilir. Bu su doğrudan türbinin kanatlarına çarparak dönüşü sağlar. Elde edilecek elektrik gücü, suyundan faydalanılan nehrin akış hacmine, düşüş yüksekliğine bağlıdır. En uygun hidroelektrik santralleri, yeterli yağmurlarla beslenen ve akış eğimi büyük olan nehirler üzerine kurulur. Nehre yapılacak bir barajla, santralin sürekli çalışması için su biriktirilmiş olur. Barajdan sular cebri borularla türbine taşınır. Kullanılan türbinin türü su yüksekliğiyle yakından ilgilidir. Eğer düşüş yüksekliği 300 metreden büyükse, darbe türbinleri kullanılır. Bu türbin, yüksek hızdaki suyun türbinin dış çevresindeki kepçelere vurmasıyla döndürülür. Eğer suyun yüksekliği 300 metreden düşükse, reaksiyon türbinleri kullanılır. Bu tip türbinlerdeise suyun yalnız hız enerjisinden değil, basıncından da faydalanılır.Su, türbini 100-200 devir/dakikada çevirdiği için ve buhar türbinleri 3600 devir/dakika çalıştığı için bu türbinlerin düzeni buhar türbinlerinden farklıdır. Günün belirli saatlerindeki büyük elektrik ihtiyacını karşılamak için,değişik düzene sahip hidroelektrik santraller mevcuttur. Enerjiye talepçok olduğu zaman su üst seviyeden alt seviyeye düşürülerek enerji kazanılır. Enerjiye talep az olduğu zaman, fazla olan enerji ile pompa çalıştırılarak su alt seviyeden üste yükseltilir. Gel-git (medcezir)olayının büyük olduğu yerlerde bu olaydan faydalanılır. Böyle ilk santral Fransa’da Rance Nehrinde 1966’da 240 MW güçle kurulmuş olup, 24 türbine sahiptir. • Dünyada her on yılda, enerji ihtiyacı yaklaşık olarak 2,5 kat artmaktadır. Buna karşılık ham enerji maddelerinde ise gittikçe bir azalma olmaktadır. Dünyada mevcut olan yer altı enerji kaynaklarından, Petrol ve her türlü maden kömürü ile doğalgaz miktarı ihtiyaç duyulan enerjiyi karşılamak için zamanla yeterli olmayacaktır. Bundan dolayı mevcut enerji kaynaklarının geliştirilmesi yanında, yeni enerji kaynakları aranmaktadır. Bu kaynaklardan biri de memleketimizde mevcut olan su kaynaklarından en iyi şekilde faydalanmaktır. Mevcut su için bir bedel ödenmemektedir. Ayrıca en cazip tarafı ise zamanla bitme ihtimalinin olmayışıdır. Bu avantajının yanında ilk yatırım maliyetinin çok fazla olması dezavantajıdır. Bu maliyet artışının nedeni ise tamamen suyun toplanması ve faydalı duruma getirilmesi için yapılan, uzun süreli yağış, su, jeolojik çalışmalardır. Bir neden ise su altında kalan arazi için ödenen istimlâk bedelleridir. Bütün bunlara rağmen; ilk yatırım yapıldıktan sonra, kullanılan su için bir masraf yapılmayacağı için üretilen enerjinin maliyeti çok ucuz olmakta ve diğer santralarla göre de daha uzun ömürlü olmaktadır. Elektrik üretiminin yanında aşağıdaki amaçları da yerine getirmektedir. 1 – Taşkın ve baskınları önleme. 2 – Sulama işlerini düzenler. 3 - Balıkçılığı geliştirir. 4 – Ağaçlandırmayı sağlamak. 5 – Turizmi geliştirmek. 6 – Ulaştırmayı kolaylaştırmak gibi birçok faydaları vardır. Hidrolik santrallerin diğer santrallere göre pek çok çok üstünlükleri vardır. a.Su santrallerinin yakıt masrafları yoktur. b.Santral yedekte kalsa bile kayıplar yok denecek kadar azdır. c.Verimler zamanla azalmaz. d.Az sayıda eleman gerektirir. e.Enerjinin birim maliyeti oldukça azdır. f.Yük değişmelerine çok çabuk uygunluk gösterir. g.Bakım ücretleri az olup yapısı basit ve sağlamdır Bilgi; Dünya üzerindeki elektriğin %24′ ü hidroelektrik santralleri tarafından üretilir. Dünyadaki tüm hidroelekrik santralleri toplam 3.6 milyar varil petrole eşit 675.000 megawatt enerji üretirler. Sadece Amerika’ da 2000 hidroelektrik santrali vardır. Bu makalede hidroelektrik santrallerde sudan nasıl elektrik elde edildiği incelenecektir Suyun Gücü Akıp giden bir nehir izlendiğinde içinde taşıdığı gücü hayal etmek zor olabilir. Ancak akarsular önemli miktarda enerji barındırırlar. Zaman zaman meydana gelen sellerden suyun ne büyük bir güce sahip olduğunu gözümüzde canlandırabiliriz. Hidroelektrik santralleri sudaki enerjiyi toplayıp elektriğe dönüştürmek için basit bir mekanik yapı kullanır. Bu yapı basitçe şöyle gerçekleşir : Su bir set doğru yönlendirilip buradan akıtılır. Akan su türbinleri döndürür, türbinler dönmeye başlayınca buna bağlı olan generatorde dönmeye başlar ve elektrik üretilir. Aşağıda bir hidroelektrik santralin temel bileşenleri incelenmiştir. Set : Birçok hidroelektrik santrallerinde suyu arkasında tutan bir set vardır. Bu set gerisinde geniş bir rezervuar alanı oluşturur. Bu rezervuar alanı genellikle yapay göl olarak kullanılır. Giriş : Setteki kapak açıldığında su yerçekimi nedeniyle su oluğuna yönlenir. Su borusundan geçen su türbinlere ulaşır. Borudan geçen su bir basınca ve hıza sahip olur. Türbin : Su, türbinin geniş pervanelerine vurduğunda pervaneler dönmeye başlar. Bu türbinin mili aynı zamanda generatöre bağlıdır. En yaygın hidroelektrik türbini Francis Türbinidir. Bu türbin büyük bir disk ve eğimli pervanelerden oluşur. Türbinler genelde türüne ve büyüklüğüne göre değişmekle birlikte 172 ağırlığı taşıyabilir ve dakikada 90 devir dönebilir. Generator Hidroelektrik santralinin kalbi jeneratörüdür. Birçok hidroelektrik santrali birden fazla jeneratör barındırır. Jeneratörler prensip olarak bir bobin içinde dönen mıknatısların bobin üzerindeki elektronları harekete geçirmesi sonucu elektrik akımı oluşturur. Jeneratörler temel olarak şu parçalardan oluşur : - Mil - Uyarıcı - Rotor - Stator Türbin döndüğünde uyarıcı rotora elektrik akımı gönderir. Rotor bir sıra halinde dizilmiş elektromıknatıslardan oluşur. Bu elektromıknatıslar bakır telle sarılmış stator olarak isimlendirilen bobinlerin arasında bulunur. Elektromıknatısların dönme hareketi bobinler üzerinde elektrik akımı oluşmasını sağlar Generator : Türbin pervaneleri döndüğünde, türbin miline bağlı generatörün dev mıknatıslarıda dönmeye başlayacaktır. Dönen bu dev mıknatıslar bakır bobinlerde alternatif akım üretilmesine sebep olacaktır. Transformer : Güç odasındaki transformatör alternatif akımı alır ve daha yüksek bir voltaj değerine dönüştürür. Güç Hattı : Her hidroelektrik santralinden 4 tel çıkışı vardır. Bunların 3 teli faz geri kalan bir tel ise topraktır. Taşma odası : Türbinleri döndüren su buradan geçerek nehirdeki akışına devam eder. Rezervuardaki su potansiyel enerji olarak tanımlanabilir. Kapaklar açıldığında su akmaya başlayacağından potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. Üretilecek enerji kapasitesi bir çok faktöre bağlıdır. Bunlardan birisi akan su miktarı, diğeri ise su basıncıdır. Su basıncı su yüzeyiyle türbinler arasındaki mesafeyi belirtir. Su basıncı ve su akışı arttığında üretilen elektrik miktarı artacaktır. Geri Depolamalı Hidroelektrik Santraller Bu santraller klasik hidroelektrik santrallerinden farklı olarak üst ve alt rezervuar olmak üzere iki rezervuara sahiptir Hidrolojik Döngü Hidrolojik döngü hidroelektrik santralleri için hayati öneme sahiptir. Eğer yağış miktarlarında bir azalma meydana gelirse santralde daha az su toplanacak buda daha az enerji elde edilebilmesine sebep olacaktır. Aşağıda hidrolojik döngü incelenmiştir. hidrolojik-dongu.JPG 1- Güneş, okyanus ve denizleri ısıtır. 2- Güneşle ısınan su buharlaşır ve gökyüzüne yükselir. 3- Su buharı soğuktur ve yoğunlaşarak su damlacığı haline gelir. Bu su damlacıkları bulutları oluşturur. 4- Eğer yeterince yoğunlaşma olursa bu damlacıklar ağırlaşır ve bulutları taşıyamayacağı düzeye ulaşır. Bu durumda bu damlacıkları yağmur veya kar olarak yeryüzüne düşer. 5- Yeryüzüne düşen yağmurun bir kısmı yeraltında depolanırken bir kısmıda nehirlere karışarakk tekrar okyanus ve denizlere ulaşır. RÜZGAR TÜRBİN PANELLERİNİN YAPISININ İNCELENMESİ Rüzgar tribünü, rüzgardaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüştüren sistemdir.Bir rüzgar tribünü genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu), elektrik-elektronik elemanlar ve pervaneden oluşur. Rüzgarın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye çevrilir. Rotor milinin devir hareketi hızlandırılarak gövdedeki jeneratöre aktarılır. Jeneratörlerden elde edilen elektrik enerjisi bataryalar aracılığıyla depolanarak veya doğrudan alıcılara ulaştırılır. Dikey eksenli rüzgar tribünleri şebeke bağlantılı ve şebeke bağlantısız olarak kullanılabilir. Şebeke bağlantılı rüzgar tribünleri genelde yüksek güçteki kullanımlar içindir. Son gelişmelerle birlikte tek bir tribün ile elde edilen güç saatte 5MW'a kadar çıkabilmektedir. Şebeke bağlantısız tribünler de daha çok ufak ihtiyaçlar için kullanılmaktadır. Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çeşitlilik gösterse de, genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır. Rüzgâr türbinleri dönme eksenine göre “Yatay Eksenli Rüzgâr Türbinleri” (YERT) ve "Düşey Eksenli Rüzgâr Türbinleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrılırlar. Rüzgâr Türbini İç Yapısı 1. Makina Yeri (Nacelle) Makina yeri, rüzgâr türbininin dişli kutusu ve elektrik generatörü dahil kilit parçalarını içerir. Servis personeli, makina yerine türbin kulesinden girebilir. Makina yeri solunda, rüzgâr türbini pervanesi yani pervane kanatları ve göbek bulunur. 2. Pervane Kanatları (Rotor Blades) Pervane kanatları, rüzgârı yakalar ve rüzgârın gücünü pervane göbeğine aktarır. Modern bir 600 kW rüzgâr türbininde her pervane kanadının uzunluğu 20 metre kadardır ve bir uçak kanadı gibi tasarlanır. 3. Göbek (Hub) Pervane göbeği, rüzgâr türbininin düşük hız miline bağlıdır. 4. Düşük Hız Mili (Low Speed Shaft) Rüzgâr türbininin düşük hız mili, pervane göbeğini dişli kutusuna bağlar. Modern bir 600 kW rüzgâr türbininde dişli nispeten yavaş, dakikada 19 - 30 devir hızı ile döner. Bu mil aerodinamik frenlerin çalışması için hidrolik sisteme ait borular içerir. 5. Dişli Kutusu (Gearbox) Dişli kutusunda, solda düşük hız mili bulunur. Sağdaki yüksek hız milinin, düşük hız milinden 50 kat hızlı dönmesini sağlar. 6. Mekanik Frenli Yüksek Hız Mili (High Speed Shaft with its mechanical brake) Mekanik frenli yüksek hız mili, dakikada yaklaşık 1500 devir hız ile döner ve elektrik generatörünü çalıştırır. Bir acil durum mekanik freni vardır. Mekanik fren, aerodinamik frenlerin çalışmaması durumunda veya türbin bakımdayken kullanılır. 7. Elektrik Generatörü (Electrical Generator) Elektrik generatörü, genelde bir senkron generatörü veya asenkron generatördür. Modern bir rüzgâr türbinininde azami elektrik gücü genelde 500 - 1500 kW arasındadır. Rüzgar Türbinleri Rüzgar türbinleri ürettikleri enerji büyüklükleri açısından bakıldığında bireysel kullanıma uygun küçük ünitelerin yanında şehir şebekesine elektrik veren devasa türbinler şeklindede olabilir. ister büyük, ister küçük olsun rüzgar türbinlerinde çalışma mekanizması aynıdır. Atmosferdeki hava hareketleri türbinin kanatlarında bir dönme hareketi oluşturur. Türbinin bağlı olduğu jeneratörler bu hareketi elektrik akımına dönüştürürler. Yatay eksenli sistemler: Dönme ekseni rüzgar akımına paralel olan sistemlerdir. Rüzgar enerjisi sistemlerinden en cok kullanılanırır. Genellikle 3 kanatlıdırlar. Aslında kanat sayısı türbinin ne amaçla kullanılacağına bağlıdır. Elektrik üretmek için kullanılan sistemlerde 3 kanatlılar kullanılırken,su pompalama sistemlerinde yüksek bir moment sağlamak amacıyla çok kanatlı türbinler kullanılır. Yatay eksenli sistemler rüzgarın yön değiştirmesine uyum sağlamak amacıyla kuyruk adı verilen bir düzeneğe sahiptir. Düzenek bir rüzgar gülü gibi çalışarak kanatların sürekli rüzgar almalarını sağlarlar. Rüzgar türbinlerinin kurulacakları bölgeler rüzgar rejimi bakımından dikkatli seçilmelidir. Ana parça çevredeki rüzgar engelleyici bina, ağaç vb. etkilerini azaltmak amacıyla yüksek bir ayak üzerine monte edilir. Pervane rüzgar akımıyla döner ve dönme hareketi ana şafta verilir. Şafttaki dönme hareketi dişli kutusuna iletilir. Dişli kutusu değişik çaplarda çarklardan olur ve devir sayısını arttırır. Oluşabileçek aşırı hızı frenleyici dengeler.Son olarak jeneratöre gelen hareket elektrik enerjisine dönüştürülür. Modern Rüzgar Türbin Teknolojisi Rüzgar Türbinleri günümüzde iki farklı tasarımla karşımıza çıkıyor. Bunlardan birincisi yukarıdaki fotoğrafta gördüğünüz gibi dikey eksen etrafında dönebilen tasarım. VAWTs yani “Vertical Axis Wind Turbine” (Düşey Eksenli Rüzgar Türbini) olarak adlandırılır. Düşey ekseni yere dik olacak şekilde tasarlanmıştır. Daima rüzgarın geleceği yöne göre ayarlanır.Yatay ekseninin rüzgara göre ayarlanmasına gerek yoktur. Genelde ilk hareket olarak elektrik motoruna ihtiyac duymaktadır. Türbin yardımcı tellerle ekseninden sabitlenmiştir. Deniz seviyesine yakın yerlerde daha az rüzgar aldığından cihazın verimi düşük olmaktadır. Ancak tüm gerekli donanımlar yer seviyesinde olması bir avantaj olsa da, tarım arazileri için olumsuz etkisi fazla olmaktadır. Diğer önemli tasarım ise Düşey Eksenli Rüzgar Türbini (HAWTs) “Horizontal Axis Wind Turbine” olarak adlandırılır. Dönme ekseni yere paralel olarak tasarlanmıştır. Bir elektrik motoru yardımıyla rüzgar yönüne göre pervanenin yönü ayarlanabiliyor. Yapısal olarak bir elektrik motorundan farklı değildir. Verimli olarak çalışabilmesi için deniz seviyesinden yaklaşık 80 metre yüksekte olması gereklidir. ENDÜSTRİDE AYDINLATMA Uygun bir aydınlatma, sadece çalışan insan üzerinde olumlu psikolojik etkinin yaratılması için değil, aynı zamanda, randımanın artması ve iş kazalarının önlenmesi bakımından da gereklidir. Işığın yetersiz olduğu kış günlerinde ve iyi aydınlatılmayan iş yerlerinde kaza frekansları yükselmektedir. Aydınlatma yetersizliğinde, özellikle koyu renkli maddelerle çalışılan işlerde, görme fonksiyonu üzerine ileri derecede yüklenilmesi nedeniyle, kısa bir süre sonra, yorgunluk belirtileri, görme bozuklukları ve baş ağrıları meydana gelir. Özellikle yaşlıların çalıştığı yerlerde, aydınlanma derecesinin optimal düzeyde bulunması gerekir. 60 yaşındaki bir işçinin 20 yaşındaki bir gence nazaran yaklaşık 2-5 katı daha kuvvetli bir aydınlığa ihtiyacı vardır . Doğal Aydınlatma (Gün Işığı İle Aydınlatma ) En uygun aydınlatma şeklidir. Endüstride, çeşitli iş şekilleri ve imalat işlemlerinde, pencerelerden ya da çatıdan aydınlatma tekniği ile yeterli aydınlatma sağlayabilir. Böyle bir aydınlatma tercih edildiği zaman, ışığın yönü ve yeğinliği dikkate alınarak, iş istasyonları, makine ve tezgahların yeri iyi seçilmelidir. Gün ışığı ile aydınlatmada, çalışma yüzeylerinde parlamalar olmaması, çalışanların gözlerine doğrudan ve yeğin ışık gelmemesi ve aydınlatma gereksinime göre makine ve işlemlerin yerinin iyi seçilmiş olması gibi temel yaklaşımlar, özenle, ele alınmalıdır. Endüstride gün ışığı kullanırken temel yaklaşım, bu ışığın tüm işlem alanlarına, olabildiği ölçülerde eşit bir şekilde dağılımını planlamaktır. Bunun için, en uygun aydınlatma yaklaşımının çatıdan aydınlatma olduğu bilinmektedir. Öte yandan pencerelerden gelen ışığın da, zaman zaman dışarı bakan çalışanların gözlerini dinlendirdiği ve dış dünya ile ilişkilerini devam ettirerek, bir açıdan yararlı etkisinin olduğu anımsanmalıdır. Çatıdan aydınlatmalarda, testere tipi çatılarda olduğu gibi, gün ışığının tek bir yönden geldiği düzenlemelerden kaçınılmalıdır. Gün ışığı ile aydınlatmanın en önemli sorunu, ışık şiddetinin gün boyu değişik düzeylerde olabilmesi ve mevsim değişikliklerinde, önemli yeğinlik farklarının söz konusu olmasıdır. Bu tip aydınlatma projelerinde, normal koşullarda sağlanan aydınlatmanın belli ölçülerde düşüşü normal kabul edilir. İş istasyonlarının ve tezgahların, ışığın yayılma doğrultusuna paralel yerleştirildiği işyerlerinde, aydınlatma düzeyinin yarısına kadar düşmesi pek önemli bir aydınlatma kaybı olarak kabul edilmez. Ancak, temelde, gün ışığı aydınlatması, normal düzeyin % 70'ine indiğinde, daha aşağı bir aydınlatma koşulunun oluşmaması için önlemler alınmalıdır . Gün ışığı ile aydınlatılan bir işyerinde, daha fazla ışık gereksinimi olan tezgahlar ya da iş istasyonları varsa, bunların yapay ışık kaynakları ile desteklenmesi gerekir. Gün ışığının desteklenmesinde, yapay aydınlatma, sadece gün ışığı yetmezliklerinde kullanılacak bir aydınlatma düzeni olarak düşünülmemelidir. Temel yaklaşım, gün ışığı aydınlatmasının yetersizliklerini dikkate alarak, aydınlatma düzeyinin dengelenmesidir. Bu şekilde bir düzenleme yapılırken, yapay aydınlatmanın ışık etkisinin gün ışığına yakın olmasına ve gün ışığı kadar aydınlatma etkinliği sağlamasına dikkat edilmelidir. Gün ışığının yeterli yapay ışık ile takviyesi, fabrikada kullanılabilir hacim ve alanları arttırır, gölgelenmeleri ve karanlık köşeleri ortadan kaldırır ve yerleşim yönü nedeniyle yeterli gün ışığı sağlanamayan fabrikalarda, aydınlatma düzeyinin optimizasyonuna katkıda bulunur. Kapalı odalarda yapay ışık kullanımı, pencerelerden gelen gün ışığı yetersizliklerini giderdiği gibi, gereksiz parlama ve gölgelenmeleri de ortadan kaldırır. ÜSTTEN AYDINLATMA Büyük binalarda yeterli gün ışığı olmayan bina bölümlerinde tepe ve fan ışıkları bir avantaj olarak kullanılabilir. İlke olarak üsten göz kamaştırma parlamaya karşı aşağıdaki önlemler alınabilir. Çatıdan Aydınlatma Tepe ışıkları camın uzun ekseninin genişliği çalışma yerinin yüksekliğinden az ise geniş düzgün yayılan gün ışığı sayısına DQ' ya ulaşılır. Bu tip üstten aydınlatmalı atölyelerde yüksek düzeydeki yerleşim için uygundur. Bu şekilde makineler iki taraftan iyi bir aydınlatma olanağına sahip olurlar. Çatı Sırtı Tepe Işıkları Bu tip aydınlatma üretim hollerinde çatının merkez hattına cam konstrüksiyon yerleştirilerek yapılır. Bu tip aydınlatma yöntemi yüksek hollerde ve merkezden aydınlatma gerektiren yerler için uygundur. Balık sırtı çatı tipi aydınlatma (Hollanda tipi çatı) Bu tip yerlerde aydınlatma tepe lambalarının pencere üzerine eğimli yerleşimi ile sağlanır. Bu tip bir düzenleme dış duvarlarda oldukça fazla gün ışığı sağlar, fakat parlama tehlikesi yaratır ve merkezi odaya çok az gün ışığı sağlar Hangar Çatı Tipi Aydınlatma Bu tip ortamlarda çatı tamamen saydamdır ve tüm alanı kapatır. Çatı kural olarak; kuzey tarafı 60° güney 30° eğimlidir. Bu tip düzenlemelerde çok uygun gün ışığı DQ sağlanır. Bu tip yapılar, özellikle geniş fabrikalar için önerilir. YAPAY AYDINLATMA Gün ışığından yeter derecede faydalanılamayan yerlerde, çalışma koşullarına uygun yapay aydınlatmaya başvurulur. Son yıllarda, bazı işletmeler, pencereleri ortadan kaldırmış, klimalı ve sadece yapay aydınlatma sistemi ile ışıklandırılmış kapalı bir çalışma sistemini benimsemişlerdir. Böyle bir tercihin başlıca nedeni, bu sistemin ileri derecede homojen çalışma koşulları sağlamasıdır. Fakat, doğal ışığın küçümsenmeyecek derecede olumlu psikolojik etkileri olduğu unutulmamalıdır İnsanda doğal aydınlığa karşı gerçek bir ihtiyaç mevcuttur. Doğal ışığın bu önemi, gece ve gündüzleri, aylarca devam eden kutup bölgelerinde açık olarak görülür. Bu bölgelere giden araştırma gruplarının raporlarında, daima, doğal ışık eksikliğine ve meydana getirdiği zararlı etkilere değinilmiştir. Kutup bölgelerinin, yerleşim bölgeleri olarak kullanılmamasının başlıca nedeni, soğuktan çok, sürekli bir karanlığın aylarca devam etmesidir. Yapay aydınlatma ile büro ve atölyelerin ışıklandırılması, yapılan işin türüne ve odalarına büyüklüğüne göre üç şekilde yapılabilir: 1. Genel Aydınlatma. 2. Genel aydınlatma ile desteklenen kısmi aydınlatma. 3. Kısmi aydınlatma GENEL AYDINLATMA Genel aydınlatma, bürolar ve çalışma yerlerinin sabit olmadığı atölyeler için elverişlidir. Bu tür aydınlatma düzeninde, çalışma yeri farkı gözetilmeden, tüm oda (ya da atölye) aynı düzeyde ve aynı biçimde aydınlatılır. Genel aydınlatmada lambalar, olanaklar elverdiği ölçülerde yükseğe yerleştirilir. Böylece, göz kamaşmasının önüne geçildiği gibi, ışınların odanın her tarafına yayılması da sağlanmış olur. Lambaların yükseğe yerleştirilmesinin, çalışma yüzeyindeki aydınlık yeğinliğini azaltacağı zannedilir. Oysa, komşu lambalardan gelen ışınlar bu kaybı fazlasıyla karşılar. Genel aydınlatmada, iki lamba arasındaki uzaklık, lambaların çalışma yüzeyine olan yüksekliğiyle orantılı olmalıdır. Özellikle, tekdüze bir aydınlatmanın gerekli olduğu çalışma yerlerinde, bu orana önem verilmelidir, iki lamba arasındaki uzaklık, lambanın çalışma yüzeyinden yüksekliğinin 1.5 katını aşmamalıdır Aydınlatmada tekdüzelik, lambalar arasındaki uzaklık küçüldükçe iyileşir. Bu nedenle tekdüzeliğin arandığı işyerlerinde, çok sayıda, küçük, güçlü lamba kullanmak gerekir. Tekdüzeliğin önemli olmadığı işyerlerinde ise, az sayıda, büyük, güçlü lamba kullanmak, bakım masraflarını azaltacağından, daha ekonomik olacaktır. GENEL AYDINLATMA İLE DESTEKLENEN KISMİ AYDINLATMA Bu tür aydınlatma düzeninde, çalışma yerleri, özel olarak aydınlatılır. Ayrıca, işyerinin tümünü kapsayan genel aydınlatma vardır Bu tür aydınlatma düzeni, yüksek bir aydınlatma düzeyinin atölyenin tümü için gerekli olmadığı, ancak bazı çalışma yerlerinde güçlü aydınlatmaya gereksinme duyulduğu işyerleri için elverişlidir. Örneğin, büyük boyutlu, kaba işlerin yapıldığı bir atölyede, bazı çalışma yerlerinde, küçük boyutlu, duyarlı işler yapılıyorsa, yalnızca bu çalışma yerleri yüksek düzeyde aydınlatılır. Kural olarak, atölyenin tümündeki aydınlık düzeyi, yöresel olarak aydınlatılan çalışma yerlerinin aydınlığının kare kökünden düşük olmamalıdır KISMİ AYDINLATMA Bu tür aydınlatma düzeni güçlü bir aydınlatmaya gereksinme duyulan çalışma yerleri için elverişlidir. Bir atölyenin tümünü, yüksek düzeyde aydınlatmak çok fazla masraflı olacağından, yalnızca çalışma yerlerinin, kısmi olarak aydınlatılması yeğlenir. Bir atölye kısmi olarak aydınlatılmak istendiğinde, lamba yüksekliğiyle lambalar arası uzaklık arasındaki orana özen göstermek gerekli değildir. Çalışma yerleri değişik aralıklarla yerleştirildiği için, ışıklık yerleri de ona göre ayarlanmalıdır . Tezgahlar değişik biçimlerde aydınlatılırlar Çalışılan iş, tezgah üzerine yatay olarak yerleştirilmiş ve ışıklar alçağa asılmışsa, en uygun ışıktık sıralanışı, (a) şeklindeki gibidir. Ancak, bu düzenlemede ışıklığın alt ucunun, çalışanın bakış çizgisinin altında olmasına özen gösterilmelidir . Aydınlatmada yüksek kalite, uygun aydınlatma araçları kullanılarak sağlanır. Bir yerin aydınlığının iyi olabilmesi için dikkat edilmesi gereken özellikler şunlardır: Aydınlık şiddeti Işığın göz kamaştırmaması Işık dağıtımı Işık gölgesi Aydınlık eşitliği Aydınlatma armatürlerinin seçiminde ve montajında dikkat edilmesi gerekan bir husus da, hedeflenen mekandan farklı bir yerin aydınlatılarak enerji kaybına sebep olmamasıdır. Direkt aydınlatma: Işığın direkt olarak çalışma yüzeyine yönlendirildiği aydınlatma türüdür. Lamba ile çalışma yüzeyi arasında bir gereç bulunmaz. Aydınlatma aracı, ışığı dar ve geniş olarak yönlendirebilecek şekilde yapılmıştır. Atölye, depo, yol ve caddelerde kullanılır. Bu aydınlatma araçlarındaki verim %75’tir Yarı direkt aydınlatma: Işığın bir bölümünün direkt olarak çalışma yüzeyine bir bölümünün çevreye dağılmasını sağlayan aydınlatma türüdür. Büro, satış yerleri, koridor, merdiven ve konutlarda kullanılmaktadır. Bu aydınlatma araçlarındaki verim %80’dir. Dağıtılmış aydınlatma: Işığın aydınlatma aracından her yöne eşit olarak dağıtıldığı aydınlatma türüdür. Kamaşma olayının en az değerde olması nedeniyle uygulamada çok kullanılmaktadır. Bu aydınlatma araçlarındaki verim %80’dir Serbest dağıtım yapan uzun ışık kaynakları ile aydınlatma: Floresan lambaların kullanıldığı aydınlatma türüdür. Aydınlatma araçlarındaki verim %100 olarak kabul edilir. Yarı endirekt aydınlatma: Işık akısının büyük bir bölümünün tavana, bir kısmının da çalışma yüzeyine doğru yönlendirildiği aydınlatma türüdür. Bu aydınlatma araçlarındaki verim %80’dir Endirekt aydınlatma: Işığın tamamının tavana yönlendirildiği aydınlatma türüdür. Bu aydınlatma araçlarındaki verim %70’dir Aydınlatmada kullanılan armatürlerin ışık dağılım özellikleri önemlidir. Atölyelerin özelliğine göre yapılacak aydınlatma direkt, yarı direkt, eşit dağılımlı, yarı endirekt ve endirekt olabilir. İş yeri aydınlatma metodu, dekorasyon ile de ilişkilidir. Armatürlerde ışık ne şekilde yönlenirse yönlensin göz kamaştırmamalıdır. Görmede yorgunluk, baş ağrıları ve önemli kazalara sebep olabilir. Oluşturulan aydınlatma sonucunda gölge oluşması, aydınlatılan iş yerinde ışık dağılımının zayıf olduğunu gösterir. Bunun için atölyelerin birkaç noktadan, gölge meydana gelmeyecek şekilde aydınlatılması faydalı olur. Bu çalışmada rahatlık ve en az yorulmayı sağlar. Endüstride binadaki eşit olmayan aydınlatmalar önemli iş kazalarına sebep olmaktadır. İyi bir aydınlatma yapabilmek için, aydınlatma şiddeti, aydınlatma şekli ne kadar önemli ise tesiste kullanılacak armatürlerin seçimi de o kadar önemlidir. Floresan Armatürler Floresan armatürler, atölye aydınlatmalarında çok kullanılan bir çeşittir. Tek olarak sıralı bir şekilde kullanıldığı gibi grup olarak da kullanılmaktadır. Lamba devresinde floresan tüp, balast, starter ve soketler bulunmaktadır. Floresan lamba tüp şeklinde yapılmıştır. Tüpün iç yüzeyi ışık vermeyi sağlayan bir madde ile kaplanmış, alçak basınçlı, Cıva buharlı lambadır. Floresan lambalar TS 183’e göre yapılırlar. Akkor Flamanlı Lambalar Teknik olarak Enkandesan lambalar olarak bilinen, elektrik akımının, havası alınmış cam tüp içinde bulunan ince telden geçerek , telde ışık oluşturması ile çalışır.Ucuz olması nedeni ile konutlarda ve iş yerlerinde en çok kullanılan aydınlatma elemanıdır. Verim yönünde incelendiğinde lambalar içinde verimi en düşük lambadır. Halojen lambalarda bir akkor Flamanlı lamba çeşididir. Basınçlı Deşarj Lambalar Bu lambaların en çok kullanılan tipleri, yüksek basınçlı civa buharlı lambalar ile yüksek ve alçak basınçlı sodyum buharlı lambalardır. Deşarj lambaları genellikle dış aydınlatma tesislerinde kullanılır. Yüksek basınçlı sodyum buharlı lambaların ışık rengi gün ışığına daha yakın olduğundan civalı lambalara oranla daha çok tercih edilir. Floresan Lambalar Floresan lambalar, tavan yüksekliği yaklaşık 3 metre olan büro, iş yeri ve konut aydınlatmaları için ideal ışık kaynaklarıdır. Enkandesan lambalara göre etkinlik faktörünün ( harcadıkları güce karşılık oluşturdukları parlaklık) büyük olması nedeni ile konut büro, hastane, okul, işyeri, mağaza ve iş yerlerinde iç aydınlatılmasında kullanılmaktadır. Klasik floresanlar direkt elektrik devresine bağlanmaz. Yardımcı devre elemanları ile çalıştırırlar. Ayrıca bağlantı noktası çok olduğu için bağlantı problemleri mevcuttur. Kompakt Flüoresan Lambalar Klasik flüoresan lambaların olumsuz özelliklerini gidermek amacı ile Kompakt flüoresan lambalar geliştirilmiştir. İçerisine yerleştirilmiş olan elektronik balast ve starter sistemleri lamba içine yerleştirilmiştir. Etkinlik faktörleri yüksektir. Fazla ısınmazlar ve kullanımı ekonomiktir. Led Lambalar Yarı iletken teknolojisinin gelişmesi ile birlikte aydınlatmada, verimi yüksek ve renk portföyü geniş aydınlatma elemanların elde edildiğini görüyoruz. Led ’lerde bu gelişmenin ürünüdür. Örnek olarak 75 W akkor flamanlı lamba yerine 8-10W LED dizini kullanılarak %80 enerji tasarrufu sağlanabiliyor. İçerisinde doğaya zarar verebilecek herhangi bir gaz yoktur, tasarımcılara açısından bakıldığında dimmerlenebilir. Dimmerlemek: lambanın belsem gerilimi değiştirilerek verdiği ışık miktarının artırılıp azaltılması), uzun ömürlü ve sağlam bir yapıya sahiptir.