SANAYİ ve KONUTLARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ İÇEF 24 Mart Lütfi Can BAŞARAN Elektrik Mühendisi 2007 KONYA

tasarruf edilen enerjidir. En az maliyetli enerji ; verimli kullanım sonucu tasarruf edilen enerjidir.

Enerji Tasarrufu Nedir ? Sistemin işleyişinde veya teknolojide iyileştirme yöntemleri uygulayarak üretimi ve kaliteyi düşürmeden enerjiyi daha etkin kullanmak demektir.

Enerji Tasarrufu Nasıl Yapılır ? Enerji verimliliğinin arttırılması, Atık enerjilerin değerlendirilmesi, Mevcut enerji kayıplarının önlenmesi,

Elektrik Enerjisi Elektrik enerjisi kullanım, ölçüm, kontrol ve dağıtım kolaylığı nedeniyle diğer enerji çeşitlerinden daha kullanışlıdır. Buna karşın birim fiyatının yüksekliği nedeniyle elektrik enerjisinin maliyeti daha yüksektir.

Enerji Kullanımı Ülkemizde tüketilen elektrik enerjisinin yaklaşık % 14.27 kadarı sanayide kullanılmaktadır. Bu nedenle, sanayide enerji tasarrufu ülke açısından büyük önem taşımaktadır.

Bazı sanayi kollarında toplam üretim içindeki enerjinin yaklaşık maliyeti

Almanya’da elde edilen rakamlar Tüketici Tasarruf Potansiyeli   ( % ) Büro binası 30 - 40 Otel ve restaurantlar 20 - 25 Alışveriş merkezleri Çimento sanayii 30 - 35 Demir çelik sanayii 35 - 40 Ağaç işleme sanayii 25 - 35 Deri sanayii Tekstil sanayii Küçük atölyeler 15 - 25 Konutlar 15 - 25  Tablo Çeşitli Tüketici Gruplarının Tasarruf Potansiyelleri

Elektrik enerjisinin tüketimi Elektrik enerjisi fabrikalarda prosese bağlı olarak toplam enerji tüketiminin yaklaşık % 5-25’i arasında yer alır.

Sanayide enerji tasarrufu çalışmaları teknik, mali yönetimsel engellerle karşılaşmaktadır. Tesis bazında, uygun teknik imkanlar bilinmiyor Nedenleriyle istense de yapılamıyor

Sanayide enerji tasarrufu çalışmaları Enerji yönetimi konusunda uzman kadroların bulunmayışı, ölçü ve kontrol aletlerinin eksikliği gibi faktörler teknik engelleri oluşturmaktadır Nedenleriyle istense de yapılamıyor

Mevcut Tesislerde Enerji Verimliliğini Artırıcı Önlemler : Yakıtların, mevcut yakma sisteminin en verimli şekilde kullanımı ile yakılması, Isıtma, soğutma, iklimlendirme ve ısı transferinde en yüksek verimin elde edilmesi, Isı yalıtımının standartlara uygun olarak yapılması, ısı üreten, dağıtan ve kullanan tüm ünitelerin yalıtılarak ısı kaybının en aza indirilmesi, Atık ısı geri kazanımı, Elektrik tüketiminde kayıpların önlenmesi, Aydınlatma sistemlerinde yapılacak olan iyileştirmeler. Elektrikten iş, ısı vb dönüşümlerde verimliliğin artırılması, mümkün olduğu takdirde bileşik ısı-güç üretimine geçilmesi, Otomatik kontrol uygulamaları ile insan faktörünün en aza indirilmesi, Kompanzasyon sistemlerinde iyileştirmeler

Basit YÖNETİMSEL önlemler İle Tasarruf Elektrik sistemine ait bir bakım programı oluşturulmalıdır. Elektrikli aygıtlar periyodik olarak bakıma alınmalıdır. Personelin enerji tasarrufu konusunda bilinçlendirilmesi için bir enerji yönetimi programı başlatılmalıdır. İşletmedeki pik talep değerini düşürmek için yeni bir çalışma programı yapılmalıdır. SADECE bu yöntemler ile bazı kuruluşlarda %10 ‘a kadar varan oranlarda tasarruf sağlanmaktadır.

Fabrikalarda Başlıca Elektriksel Tasarruf Elektrik Enerjisinin İzlenmesi ve Yönetilmesi (SCADA sistemleri) Kompanzasyonun tam olarak yapılabilmesi Aydınlatmada sarfedilen enerjinin düşürülmesi Elektrik motorlarının verimli kullanılabilmesi olarak 4(dört) başlıkta toplanabilir.

Enerji Tasarrufu için önce ENERJİ İZLENMELİDİR Enerji yönetimi programı elektrik faturalarının izlenmesiyle başlar. Düzenli olarak değerlerin tablolaşması veya grafikleşmesi aşırı tüketimlerin hemen fark edilmesini sağlayacaktır. Kullanılmayan elektrikli aygıtlar kapatılmalıdır. Bunlara örnek atıl olarak çalışmakta olan fanlar, lambalar, kompresörlerdir.

ENERJİ MUHASEBESİ YAPILARAK ÖZGÜL ENERJİ TÜKETİMİ HESAPLANMALIDIR Enerji maliyeti, toplam üretim ve işletme maliyeti içinde küçük bir paya sahipmiş gibi görünebilir. Fakat parasal olarak, tesisin karıyla karşılaştırıldığında, enerji harcamalarının büyüklüğü daha iyi anlaşıIabilir. ÖZGÜL ENERJİ TÜKETİMİNİN HESAPLANMASI Enerji Muhasebesinde en önemli kavramlardan biri de, "birim üretim başına enerji tüketimi" olarak da açıklanan "Ozgül Enerji Tüketimi" kavramıdır. Bu kavram (Energy Intensity) Enerji Yoğunluğu olarak da adlandırılmaktadır. Sonuç olarak işletmede aksaklıklar belirlenerek bazı değişikliklerle bu aksaklıklar giderilmeye çalışıIır. · kWh/Kg kumaş, kCal/Kg çimento. lt dizel yakıt/100 Km.gibi

SCADA ile Enerji Üretimin Maliyet Analizine Birim bazında dahil edilmelidir Bilgisayar destekli koruyucu bakım, bakım-onarım sistemlerinin kurulması yaygınlaştırılmalı, bu şekilde arıza ve duruşlara bağlı üretim kayıplarının ve enerji tüketimlerinin azaltılması sağlanmalıdır.

Kompanzasyon Tüketicilerin şebekeden çektikleri endüktif gücün, kapasitif güç çekilerek faz kaydırıcıları tarafından dengelenmesine kompanzasyon denir.

Kompanzasyon nasıl yapılır ? Ia=100 A Ir=100 A I=140 A Notas:

Güç Faktöründen dolayı Bir hatta yaşanan kayıplar Örnek : İletilen Güç: 50 kW. Gerilim: 380 V. Kesit: 50 mm2. Mesafe: 100 m. Bakır Direnci : 0.064 Ohms. KAYIP : 3 x R I2 Notas:

Kompanzasyonun önemi artıyor Özellikle TEDAŞ tarafından Reaktif güç tüketim oranlarının kademeli olarak düşürülmesi kararından sonra pek çok tesiste klasik kompanzasyon yerine Dinamik kompanzasyon harmonik filtreleme ve hibrid filtrele sistemleri kurulumu %15 lere varan enerji tasarrufu sağlayacaktır.

Elektrik Motorlarında Enerji Tasarrufu Motorlar etiket değerine yakın bir değerde % 85 - % 90 güçle çalıştırılırsa en iyi verim elde edilir. Motordan çekilen güç düştüğü zaman buna bağlı olarak güç faktörü de düşecektir. Aşırı büyük seçilmiş motor direkt kayıplara ve aynı zamanda da reaktif gücü etkilediği için indirekt kayıplara neden olur. Birçok tesis için bu, düşük güç faktörünün oluşmasının ana nedenidir. Grafikler, bazı tipik motor karakteristiklerini göstermektedir. Genellikle, yüksek güçte motorlar en iyi verimliliğe sahiptir.

Elektrik Motorlarında Enerji Tasarrufu Motorun üzerindeki etiketindeki sınırlamalara göre çalıştırılmasına dikkat edilmelidir. Motor ömrünü kısaltan ve güvenlik sorunları yaratan bir duruma yol açmamak için aşağıdaki özelliklere uyulmalıdır. Motorlar etiketteki gerilimin  % 10’undan daha farklı bir gerilimde ve frekanslarda çalıştırılmamalıdır. Motorlar etikette yazılı olan değerlerden daha fazla olarak yüklenmemelidir. Sıcaklık artışı etikette belirtilen değeri aşmamalıdır. Motor tasarımlanmadığı bir ağır çalışma çevriminde çalıştırılmamalıdır Son yıllarda motorların verimlerini artırmak amacıyla tasarımlarında çeşitli değişiklikler yapılmıştır. Geliştirilen yeni tip motorlara “yüksek verimli motorlar” denilmektedir. Yüksek verimli motorların üretimi son 15 yıldır artan enerji fiyatları ile paralel olarak gelişmiştir. Bu motorların fiyatları % 15 - 25 fazla olduğu halde, geri ödemeleri kısa dönemdedir.

Örnek: Bir fan 75 kW'lık orta verimlilikte bir asenkron motor tarafından çalıştırılmaktadır. Ölçüm cihazları ise gerçekte sadece 22.5 kW çekildiğini göstermektedir. Motor değiştirerek ne kadar tasarruf edebiliriz ?                        0.3 Gerçek Güç = ---------                         Nominal Güç Motor verim grafiklerinden verimin % 72' ye (ve güç faktörünün O.48' e) düştüğünü görürüz. İhtiyaç duyulan mekanik güç = 22.5 X 0. 72                                     = 16.2 kW Tam yükte 20 kW'lık bir motor % 89 verime sahiptir (güç faktörü 0.9).                       16.2 Çekilen güç = ------                      0.89   = 18.2 kW Güç tasarrufu = 22.5 -18.2                  = 4.3 kW Bir yıllık çalışma süresi 8400 saat, elektrik enerjisinin birim fiyatı 0,135 YTL / kWh olarak alınırsa Yıllık tasarruf = 4.3 X 8400 X 0,135                       = 4 876 YTL /yıl (ayrıca güç faktörü de iyileşmiş olur.)

Elektrik motorları için diğer öneriler Gevşek bağlantı ve oksitlenmiş kontaklar düzeltilmelidir. Motorlar hem daha az enerji tüketmeleri hem de ömürlerinin uzaması için temiz tutulmalıdır. Aşırı ses ve titreşimler yok edilmelidir. Aşınmış yataklar değiştirilmelidir. Kayış ve makaralar gerilmelidir Motor sargıları temizlenmelidir. Bunun için yumuşak bir fırça ve yavaş tepkimeye giren bir çözücü kullanılmalıdır. Motorun tahrik ettiği aksamlar iyi yağlanmalı ve düzenli olarak bakıma alınmalıdırlar. Aşırı ısınmaya dikkat etmek gerekir. Bu havalandırma eksiği anlamına veya motorun bozuk çalışması anlamına gelir. Yüksek veya düşük gerilim durumu incelenmelidir. Gerilim motorun gerektirdiği kadar olmalıdır.

Aydınlatmada Enerji Tasarrufu En ucuz aydınlatma Gün ışığıdır.

Verimli ve iyi bir aydınlatma için Gün ışığından maksimum düzeyde yararlanabilmek için uygun kontrol sistemlerinin kullanımı, Duvar, tavan ve dekorasyon malzemesinin mümkün olduğunca açık renkli seçilmesi, Aydınlığın ihtiyaca göre seçilmesi, Yüksek verimli uygun ışık kaynağı, Işığı en verimli şekilde kullanan armatürler, Armatürün düzenli bakımı, Uygun aydınlatma proje tasarımı

Verimli ve iyi bir aydınlatma için Armatürlerin ışık dağılım eğrisine kumanda eden reflektörler(yansıtıcı) verimi %25 ile %30 arasında arttırılabilmekte ve tam kontrol için en verimli durum yansıtıcı-kırıcı kombinasyonları ile sağlanması, Yani Ampulde üretilen ışık akısının en verimli şekilde çalışma düzlemine aktarılması başlıca tasarruf imkanıdır.

Endüstriyel aydınlatma Endüstriyel aydınlatmada: Yüksek basınçlı cıva buharlı lamba yerine, özel metal halide lamba kullanılırsa aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık % 30, yüksek basınçlı cıva buharlı lamba yerine özel yüksek basınçlı sodyum buharlı lamba kullanılırsa aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık % 40 tasarruf sağlanır.

ANCAK Gelişen Teknoloji ile bundan önce tasarruflu olarak önerilen METAL HALİDE yani Atölye Tipi Armatürler yeni nesil reflektör yapıları ile flouresan lambalara karşı her açıdan geride kalmaktadır. Örnek : HİDROKON A.Ş. 3. OSB de inşaatı devam etmekte olan fabrikası için hazırlanmış olan mukayese tabloları

AYDINLATMA ALTERNATİFLERİ KARŞILAŞTIRMA TABLOSU EAE ÜRÜN KODU FAC 2*TLD58U-SB/PM-REF HB4*HID250 SG/R5 ÜRÜN AÇIKLAMASI 2*58w elektronik balastlı U tipi + 58/84 ampullü 250w Atolye tipi + 250w metal halide ampullü TEKNİK KARŞILAŞTIRMA Armatür Sayısı 620 290 Opsiyonel Reflektör Sayısı Ampul Sayısı 1240 Ortalama Aydınlık Seviyesi (lux) 248 240 Aydınlatma Düzgünlüğü (Eo/Emax) 0.90 0.80 Armatür Sistem Gücü ( W ) 110 Watt 280 Watt Toplam Kurulu Güç ( KW ) 68,2 kw 81,2 kw Ampul Ömrü (< % 80 Verim ) 12000 8000

AYDINLATMA ALTERNATİFLERİ KARŞILAŞTIRMA TABLOSU EAE ÜRÜN KODU FAC 2*TLD58U-SB/PM-REF HB4*HID250 SG/R5 ÜRÜN AÇIKLAMASI 2*58w elektronik balastlı U tipi + 58/84 ampullü 250w Atolye tipi + 250w metal halide ampullü MALİYET KARŞILAŞTIRMASI Armatür Birim Fiyatı ( YTL) 59.80 108.20 Opsiyonel Reflektör Birim Fiyatı ( Euro ) 0.00 Ampul Birim Fiyatı ( YTL ) 2.30 29.00 Ampul ve ops. Reflektör Dahil Armatür Birim Fiyatı (YTL ) 62.10 137.20 Toplam Aydınlatma Sistem Maliyeti ( YTL ) 38,502.00 YTL 39,788.00 YTL İLK YATIRIM RAPORU Lux // KW 4.33 3.10 YTL // Lux 120.68 136.27

AYDINLATMA ALTERNATİFLERİ KARŞILAŞTIRMA TABLOSU EAE ÜRÜN KODU FAC 2*TLD58U-SB/PM-REF HB4*HID250 SG/R5 ÜRÜN AÇIKLAMASI 2*58w elektronik balastlı U tipi + 58/84 ampullü 250w Atolye tipi + 250w metal halide ampullü İŞLETME SÜRECİ RAPORU Günlük çalışma saati 10 Yıllık çalışma günü 300 Yıllık çalışma saati 3,000 Enerji birim fiyatı (YTL/kwh) 0.19 Yıllık enerji bedeli 38,874.00 YTL 46,284.00 YTL YTL // Lux 131.66 183.58

Ofislerde aydınlatma Ofislerde en uygun aydınlatma fluoresan lambalarla yapılabilir. Ofislerde tüketilen toplam elektrik enerjisinin % 50’sinden fazlası aydınlatmaya harcanmaktadır. 38 mm çaplı 20 W, 40 W ve 65 W’lık lambalar yerine, 26 mm çaplı sırasıyla 18 W, 36 W ve 58 W’lık fluoresan lambalar kullanılmaya sunulmuştur. Ofislerde elektronik balastlı 58 W’lık fluoresan lambaların kullanıldığı verimli armatürlerle birlikte otomatik kontrol sistemlerinin de kullanılması ile %75 ‘lere ulaşan enerji tasarrufu sağlanır.

Evlerde aydınlatma Evlerde aydınlatmada tasarruf için toplu fluoresan lambalar (kompakt) önerilebilir. Örneğin 75 Watt’lık akkor flamanlı lambaya karşılık, 15 Watt’lık bir toplu fluoresan lamba kullanarak %80 tasarruf sağlanabilir. Ülkemizde, bu lambalar, pahalı olması nedeniyle, gelişmiş ülkelere oranla yaygınlaşamamıştır..

Yol aydınlatması Yol aydınlatmasında: Yüksek basınçlı cıva buharlı lamba yerine özel yüksek basınçlı sodyum buharlı lamba kullanılırsa aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık % 50, yüksek basınçlı cıva buharlı lamba yerine yüksek basınçlı sodyum buharlı lamba kullanılırsa aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık % 60 tasarruf sağlanır..

Bahçe ve çevre aydınlatması Bahçe ve çevre aydınlatmasında: Yüksek basınçlı cıva buharlı lamba yerine alçak basınçlı sodyum buharlı lamba tercih edilirse aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık % 70 enerji tasarrufu elde edilebilir. Gelişen LED ve Güneş pilleri teknolojisi ile bahçe aydınlatmasında en uygun çözüm güneş pilleri ile ledli aydınlatma sistemleri haline gelmiştir.

Sonuç olarak Sanayide birinci öncelik üretime verildiğinden, enerji tasarrufuna gereken önem ve dikkat verilmemektedir. Zaman zaman aşırı enerji tüketimleri olmaktadır. Enerji Danışmanlığı kavramının fabrikalar için vazgeçilmez bir unsur olduğu unutulmamalı.

Sonuç olarak Enerji tüketimleri izlenerek, üretimde oluşan aşırı yakıt tüketimleri tespit edilmeli ve ortalamaların üzerine çıkan fabrikaların ilk aşamada uyarılmalı, daha sonra cezai müeyyideler uygulanmalıdır.

Sonuç olarak Enerji tasarrufuna yönelik yapılacak olan yatırımlar Almanya ve Hollanda örneklerinde olduğu gibi devlet tarafından teşvik edilmeli. Örneğin ; Enerji izleme sisteminin maliyetinin teşvik kapsamına alınması veya yenilenebilir enerji kaynakları için vergi indirimleri

TEŞEKKÜR EDERİM İÇEF-Konya 24 Mart 2007 Lütfi Can BAŞARAN Elektrik Mühendisi