Enerji verimliliği, en basit anlatımla daha az enerji ile daha fazlasını yapmak olarak tanımlanabilir. Bu açıdan enerji verimliliği; kendinize, ülkenize, dünyaya ve insanlığın geleceğine yaptığınız bir yatırımdır. Enerji verimliliği, maddi tasarrufu sağlar, ekonomiyi geliştirir, çevreyi korur ve yaşam kalitesini artırır. Bazı sektör paydaşlarının enerji verimliliğinin geçerliliği hakkında karşıt görüşleri vardır. Bu çevreler, enerji maliyetlerinin düştüğü zamanlarda, enerji verimliliği çalışmalarının pahalı bir yatırım olduğunu belirtmektedirler. Ayrıca elektrik motorlarının küresel nihai enerji kullanımının %30'unu oluşturduğu endüstriyel sektörde, motor verim sınıfını yükseltmek veya mevcut motorları enerji verimliliği için optimize etmek için AC motor sürücüleri kullanımının önemli ve gereksiz bir yatırıma ihtiyaç duyulduğunu savunmaktadırlar. Bunların yanı sıra enerji verimliliğinin faydalarını gören ve enerji verimliliği konusunu savunan çevreler de vardır. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) ve Avrupa Birliği, enerji verimliliği için iddialı hedefler belirlemiş ve verimlilik ilkelerini takiben tüketimin bu hedeflere ulaşmada hayati bir ilk adım olduğunu tespit etmişlerdir.


 

Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) raporunu “First fuel-ilk yakıt” başlığı ile enerji verimliliğinin büyük ekonomiler için sadece gizli bir yakıt olmadığını vurgulayan bir girişle açmıştır. IEA'ya göre, "ilk yakıt" olarak enerji verimliliğine öncelik vermeliyiz ve bu durum, verimliliğin ilk konseptinin temelini oluşturmaktadır. IEA bir enerji kaynağı olarak, enerji verimliliğini iki kategoride tanımlanmaktadır: "Talep tarafı" veya "Arz tarafı".

AC motor sürücüleri, denklemin hem talep hem de arz tarafında rolü vardır. Temel olarak, tork yüklemesi altında motorlar tarafından çekilen elektrik tüketimini azaltmak için hareket ederler. AC motor sürücüleri, ısı kaybı yerine frenleme enerjisini tekrar hat güçlerine besleyen rejeneratif modda çalıştırılacak şekilde yapılandırılabilir.

 

► İlginizi Çekebilir: Frekans Konvertörü Teknolojisi ile Enerji Verimliliğini Artırmak için 9 İpucu
 

Potansiyel enerji tasarrufu, tüketici ve sanayi düzeyinde bir dizi fırsatı ortaya çıkarır ve bazıları diğerlerinden daha fazla yararlanmaya değerdir. AB, mevcut durumda, motorlarda AC motor sürücüleri kullanmanın enerji tasarrufu için büyük fırsatlar yaratacağını tespit etmiştir. Günümüzde motorların yaklaşık %25'i motor sürücüleri donatılmıştır ve % 40-50'si kadar daha fazla motor sürücüsü kullanmak mantıklı bir uygulama olacaktır.

Genelleştirilebilir biçimde elde edilebilir enerji kazanımları;

► Motor verimliliğini artırarak %10 oranında,
► AC motor sürücüleri ile hız kontrolü uygulayarak %30 oranında,
► Sistemi optimize ederek %60 oranındadır.

Görüleceği gibi en büyük kazanımlar, AC motor sürücüleri kullanarak hız denetiminde ve sistem optimizasyonunda yatmaktadır. Bu yüzden motor sürücülerini daha yakından inceleyelim.



 

AC motor sürücüleri kullanan motorların değişken hız kontrolünde kazanılacak en büyük yararlar nerededir?

AC motor sürücüleri ile hız ayarlamanın birçok faydası mevcuttur:

► Enerji tasarrufu yapılması ve verimlilik artışı
► Sürücünün hızını proses gereklilikleriyle eşleştirilmesi
► Bir sürücünün torkunun veya gücünün işlem gereksinimleriyle eşleştirilmesi
► Çalışma ortamının iyileştirilmesi
► Makinelerde mekanik gerilimin azaltılması
► Daha düşük gürültü seviyeleri (örneğin fanlar ve pompalar)

Uygulamaya bağlı olarak, başka faydalar da görebiliriz. Hız denetiminin birçok farklı uygulamada önemli verim avantajları getirdiği kanıtlanmıştır.

AC motor sürücüleri farklı operasyon aşamalarında farklı şekillerde hareket eder:

Devreye Alma Akımı: Üç fazlı indüksiyon motorları yüksek başlatma akımı gerektirir. Bir AC motor sürücüleri başlatma akımını azaltır ve hız denetimini etkinleştirir.

Başlangıç sayısı: AC motor sürücüleri, başlangıç sayısını azaltarak enerji tasarrufuna katkıda bulunur. Örneğin, pompalar için, motor başlatımları toplam enerji tüketiminin %5-10'unu oluşturmaktadır.

Sabit yük torku: Yük, hızla fazla değişmez. Bu durum, konveyör bantları, kaldırıcılar veya karıştırıcılar için geçerlidir. Hız kontrolü, proses optimizasyonu, enerji tasarrufu, uygun transmisyon oranları sağlar, mekanik aşınma ve yıpranmayı azaltır.

Kuadratik yük momenti: Hepsi olmasa da pompalar ve fanlar kuadratik bir yük momentine sahiptir. Güç tüketimi motor hızının kübik bir fonksiyonudur, bu da hız kontrolünün neredeyse daima önemli tasarruflara neden olduğu anlamına gelir. Örneğin%20 daha az hız, enerji tüketiminde yaklaşık %50 azalmaya neden olur.

Yüksek verimli motorlara kıyasla AC motor sürücülerine yatırım yapmanın karşılaştırılabilir ekonomisi alttaki şekilde gösterilmektedir. Bir AC motor sürücüsüne yatırım yapmanın karşılığı, enerji açısından verimli bir motora yatırım yapmaktan daha yüksektir. Kısaca ilk geri ödeme süresinin ardından AC motor sürücüsü enerji verimliliği için en ekonomik araçtır. Bu ilginç gözlem, bazı yatırımların diğerlerinden daha değerli olduğunu göstermekte ve bizi bir sonraki konu olan sistem optimizasyonuna götürmektedir.



 

Bir enerji verimliliği yatırımı hakkında bilinçli bir karar vermek için, sistem ömrü boyunca toplam maliyeti analiz etmek için tanınmış bir yöntem kullanılmalıdır. Bazı alternatifler, yaşam döngüsü boyunca toplam maliyeti hesaplayan Yaşam Döngüsü Maliyetleme (LCC) ve bir süre boyunca toplam maliyeti hesaplayan Toplam Sahip Olma Maliyeti'dir (TCO).

Her iki kavramın temel fikri, yalnızca satın alma maliyetlerini değil aynı zamanda enerji ve bakım maliyetleri gibi işletme maliyetlerini de dikkate almaktır. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, yaşam ömrünün tamamında, enerji maliyetleri çoğu zaman işletme giderlerinin çoğunu oluşturur.
 

Bir sistemin kullanım ömrü boyunca toplam maliyeti, ilk yatırım, işletme giderleri ve devir masrafları

Bir makine veya tesisin ömrü boyunca ölçülen başlangıç maliyetleri, toplam sahip olma maliyetinin (TCO) yalnızca %10'unu veya daha azını oluşturur. Sistem optimizasyonunun kapsamlı bir değerlendirmesini yapmak için yaşam döngüsü maliyet faktörlerinin geri kalan %90'ının yönetimi en büyük etkendir:

► Enerji
► Kesinti
► Bakım ve onarım
► Aşınma ve yenileme
► Devir masrafları

Bu nedenle, yüksek satın alma maliyetine ve düşük enerji tüketimine sahip bir cihaz, toplam hizmet ömrü boyunca, başlangıçta daha uygun fiyatlı bir cihaza kıyasla en ekonomik olma eğilimine sahip olabilir.

Toplam maliyeti analiz ederken, ürünün kullanılabilirliğinin de göz önünde bulundurulması gerekir. Bir cihaz kullanım sırasında bozulduğunda üretim kaybından dolayı maliyetler ortaya çıkacaktır. Üretim duruşunu en aza indirgemek için operatör, bir veya birkaç yedek cihaz için depolama alanı talep edecektir. Depolama alanının kurulması, gerekli depolama alanının boyutu üzerine kararlar içerir; bu da, üreticinin, gerektiğinde ne kadar hızlı yeni cihazlar gönderebileceğine bağlıdır. Bunlar, düşünülmesi gereken bazı faktörlerini oluşturur.

Enerji verimliliği yatırımında en önemli sorunlardan biri başlangıçtaki satın alma maliyetidir. Ayrıca ürünün bulunabilirliği, denklemin diğer bir öğesidir. Bir aygıtın çalışırken başarısız olması, üretim duruşlarından ötürü maliyetlere neden olabilir. Bu nedenle, ömür boyu ve yedek parça teslimat süresine dayalı bir yedek parça stok planı bir sistem optimizasyon stratejisinin vazgeçilmez bir unsurudur. Değişken hız konvertörleri gibi, küresel kaynaktan alınabilen ve çeşitli motor teknolojileri ve kontrol sistemleri ile geniş uyumluluk gösteren bileşenler, optimum verimlilik için planlamada değerli unsurlardır.

Kısaca enerji tasarrufu; kaynakları kurtarmak ve tasarruf sağlamak için belgelenmiştir. Verimlilik için IEA önerisi “First fuel-ilk yakıt” haklı olarak önceliklidir. Bu ilkeye dayalı enerji tedarik kararları aldığımızda, toplumun kazanacağı en çok şey vardır.

Enerji verimliliği, belirli bir enerji miktarıyla istenilen bir işin ne kadar verimli bir şekilde gerçekleştirilebildiğini ifade eder. Yani, daha az enerji kullanarak aynı işi yapmak veya aynı enerjiyi kullanarak daha fazla iş yapmak enerji verimliliği olarak kabul edilir. Enerji verimliliği, günümüz endüstriyel ve ticari faaliyetlerinin temel bir unsuru haline gelmiştir. Özellikle de elektrik motorları gibi enerji tüketiminin önemli bir kısmını oluşturan ekipmanların verimliliğini artırmak büyük önem taşımaktadır. Bu bağlamda, motor sürücüler enerji verimliliği aksiyonlarının merkezinde yer almaktadır.
 

Motor sürücüleri, genel bir ifade ile elektrik motorlarının hızını ve torkunu kontrol eden cihazlardır. Bu cihazlar, motorun ihtiyaç duyduğu gücü optimize ederek, gereksiz enerji tüketiminin önüne geçer. Motor sürücülerin enerji verimliliği üzerindeki öne çıkan teknik katkıları şu şekilde sayılabilir:

Hız Kontrolü: Motor sürücüler, motorların hızını hassas bir şekilde kontrol etmeye olanak tanır. Bu da enerji talebine bağlı olarak motor hızının ayarlanarak enerji tüketiminin optimize edilmesi anlamına gelir. Örneğin, değişken hız uygulamalarından biri olan pompa veya fan sisteminde, talebe göre motor hızının ayarlanması enerji kullanımını önemli ölçüde azaltabilir.

Yumuşak Kalkış: Motor sürücüleri, motorların başlangıçta yüksek akım çekmesini önler ve böylece enerji dalgalanmalarını azaltır. Bu da enerji sistemlerinin daha istikrarlı ve daha uzun ömürlü çalışmasına yardımcı olur.

Geri Kazanım: Motor sürücüler, enerjiyi geri kazanma yeteneğine sahiptirler. Özellikle frenleme sırasında motorlar tarafından üretilen enerjiyi geri dönüştürmek, enerji verimliliğini artırır ve enerji kaynaklarının israfını önler.

Güç Faktörü Düzeltmesi: Motor sürücüleri, motorların güç faktörünü düzeltebilirler. Bu, enerji sistemlerinin daha verimli bir şekilde çalışmasına ve enerji kaybının azaltılmasına yardımcı olur.

Gerilim ve Akım Kontrolü: Motor sürücüleri, motorun çalışma gerilimini ve akımını hassas bir şekilde kontrol edebilir. Bu da motorun belirli bir uygulamada gereksinim duyduğu gücü sağlamak için gereken enerjiyi optimize eder.
 

Motor sürücüleri; HVAC sistemleri, pompa ve fan sistemleri, asansör sistemleri ve üretim hatları gibi çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılırken, rüzgâr türbinleri ve güneş enerjisi izleme sistemleri, tarım/sulama ve ev aletleri gibi alanlarda da sıklıkla tercih edilmektedir. Her bir uygulama alanında, motor sürücülerinin kullanımı, enerji verimliliğinin yanı sıra işletme maliyetlerinin düşürülmesine de katkıda bulunur.


Danfoss VLT HVAC Sürücü       Danfoss VLT Midi Sürücü       Danfoss VLT Mikro Sürücü

Motor sürücülerinin enerji verimliliği üzerindeki olumlu etkileri göz önünde bulundurulduğunda, bu teknolojinin daha da yaygınlaşması beklenmektedir. Enerji tasarrufu, işletme maliyetlerinin düşürülmesi ve sürdürülebilir çevresel uygulamalar açısından da değerlendirmeler yapıldığında enerji verimliliği stratejilerinde motor sürücülerine yönelik yatırımlar, geleceğin sürdürülebilir endüstrisine doğru önemli bir adım olarak görülmelidir.



Kaynak: