Elektrik Motor Sistemleri - Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü

Transkript

ELEKTRİK MOTOR SİSTEMLERİNDE
ENERJİ VERİMLİLİĞİ
ENERJİ VERİMLİLİĞİ & YENİLENEBİLİR ENERJİ
Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü
Sunum İçeriği
ª
ª
ª
ª
Motorların Kullanım Alanları ve Motor Sınıfları
Motorların Enerji Kullanımı
Enerji Verimli Motorlar
Türk Sanayiinde Motor Kullanımları
ª Motor İhtiyaçlarının Belirlenmesi
ª Motorlarda Onarım
ª Motorlarda Enerji Verimliliği Odakları
-
Değişken Hız Sürücüsü
Güç Kalitesi
Motor Seçimi
Güç İletimi
Ekipmanlar (Fan, pompa, kompresör vb)
ª Sonuç ve Öneriler
Motorları Nerelerde Kullanıyoruz ?
POMPALAR
FANLAR
PRESLER
KOMPRESÖRLER
DEĞİRMENLER
Motorların Sınıflandırılması
Elektrik Motorları
Doğru Akım Motorları
Senkron Motorlar
Alternatif Akım Motorları
Asenkron Motorlar
1 fazlı Asenkron
3 fazlı Asenkron
Talep Tarafında Elektrik Kullanımı
Aydınlatma;
19%
Diğer Elektrik
Motorları 4%
Asenkron
Motorlar;
36%
Ev gereçleri;
15%
Diğer; 3%
Isıtma; 15%
Elektronik
Aletler; 8%
Enerji Verimliliğinde Elektrik Motorları
Türkiye’de; toplam net elektrik tüketiminin yaklaşık
%36’sı, sanayi elektrik tüketiminin yaklaşık %70’i
üç fazlı AC indüksiyon elektrik motor sistemlerinde
kullanılıyor.
ENERJİ VERİMLİLİĞİ’nin artırılması ile tasarruf edilen
enerji en ucuz kaynak ise, elektrik motor
sistemlerinde verimliliğin artırılması ile elde edilecek
kaynak 2 KEBAN santralı üretimine eşdeğerdir.
3 Fazlı Asenkron Motorlar
Türkiye’de elektrik motorlarında kullanılan enerjinin
% 90’ı bu motorlarda harcanıyor.
ª Sanayide en yaygın
ª
kullanılan motorlardır.
Avantajları
- Tasarımları basittir.
- Ucuzdur.
- Güç/Ağırlık oranları
yüksektir.
- Bakımları kolaydır.
- AC Güç kaynağına
doğrudan bağlanırlar.
6,9
13,1
11,0
17,2
KW
13
520
0
KW
20
030
0
KW
30
050
0
KW
90
-
13
5
KW
70
-
90
KW
55
-
70
KW
55
37
-
37
22
-
22
11
-
KW
6,3
8,7
11,9
12,2
12,6
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
KW
%
Sanayide Kullanılan Elektrik Motorlarının
Güç Dağılımları
Sanayide Kullanılan Elektrik Motorlarının
Kullanım Yerleri
DAĞ ILIM LARI
22%
42%
29%
7%
FA N
POMPA
KOMP.
DİĞ E R
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.
Yanan motorların tekrar sardırılması ile
motor veriminin %1-4 düşeceğini de
unutmayalım !
ª Enerji Verimli Motorların Tasarımları
- Sargıda %20 – 60 daha fazla bakır
- Gövdede %35 daha fazla çelik
- Daha ince çelik laminentler
- Yüksek kalitede elektriksel çelik
- Daha verimli rotor tasarımı
- Düşürülmüş sargı ve sürtünme kayıpları ve ek kayıplar
- Daha uzun gövdeden dolayı düşürülmüş direnç (I2R)
kayıpları
- Rotor ve stator arasında optimum hava boşluğu
- Daha az mekanik tolerans
Neden Enerji Verimli Motor ?
90 kW’lık bir motoru alırken verdiğimiz 1 YTL,
motorun ekonomik ömrü süresince cebimizden;
enerji verimlisi (EFF1) 426 YTL, verimsizi (EFF3)
575 YTL götürüyor.
100
95
High Efficiency
Yüksek
Verim(EFF1)
EFF1
Verim %
Efficiency in %
90
426
575
262
351
177
237
73
96
6
7
YTL
85
Improved EfficiencyVerim
(EFF2) EFF2
İyileştirilmiş
80
75
70
65
60
Rated
powerGücü
output inkW
kW
Çıkış
132
90
110
75
55
45
37
30
22
15
18,5
11
7,5
4
5,5
3
2,2
55
1,5
90
kW
1, 1
EFF3
55
0,75
EFF1
37
0,55
15
0,37
5.5
0, 25
1.1
0,18
800
600
400
200
0
28
35
EFF1 VE EFF3 MOTORLARININ EKONOMİK
ÖMÜR SÜRESİNCE BİRİM MALİYETLERİ
Motor Verimini Etkileyen Faktörler
Demir Gövde
Kayıpları
Stator
Direnci
Rotor
Direnci
Rüzgar &
Sürtünme
Ek
Kayıplar
Giren
Güç
Toplam
Kayıplar
Çıkan
Güç
Avrupa Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği
İmalatçıları Komitesi (CEMEP)’e Göre Motor
Verim Sınıfları
Ç ık ış
G ücü
(kW )
2 K u tu p lu M o to rla r (% )
4 K u tu p lu M o to rla r (% )
EFF1
EFF2
EFF3
EFF1
EFF2
EFF3
1 ,1
> = 8 2 ,8
> = 7 6 ,2
< 7 6 ,2
> = 8 3 ,8
> = 7 6 ,2
< 7 6 ,2
1 ,5
> = 8 4 ,1
> = 7 8 ,5
< 7 8 ,5
> = 8 5 ,0
> = 7 8 ,5
< 7 8 ,5
2 ,2
> = 8 5 ,6
> = 8 1 ,0
< 8 1 ,0
> = 8 6 ,4
> = 8 1 ,0
< 8 1 ,0
3
> = 8 6 ,7
> = 8 2 ,6
< 8 2 ,6
> = 8 7 ,4
> = 8 2 ,6
< 8 2 ,6
4
> = 8 7 ,6
> = 8 4 ,2
< 8 4 ,2
> = 8 8 ,3
> = 8 4 ,2
< 8 4 ,2
5 ,5
> = 8 8 ,6
> = 8 5 ,7
< 8 5 ,7
> = 8 9 ,2
> = 8 5 ,7
< 8 5 ,7
7 ,5
> = 8 9 ,5
> = 8 7 ,0
< 8 7 ,0
> = 9 0 ,1
> = 8 7 ,0
< 8 7 ,0
11
> = 9 0 ,5
> = 8 8 ,4
< 8 8 ,4
> = 9 1 ,0
> = 8 8 ,4
< 8 8 ,4
15
> = 9 1 ,3
> = 8 9 ,4
< 8 9 ,4
> = 9 1 ,8
> = 8 9 ,4
< 8 9 ,4
1 8 ,5
> = 9 1 ,8
> = 9 0 ,0
< 9 0 ,0
> = 9 2 ,2
> = 9 0 ,0
< 9 0 ,0
22
> = 9 2 ,2
> = 9 0 ,5
< 9 0 ,5
> = 9 2 ,6
> = 9 0 ,5
< 9 0 ,5
30
> = 9 2 ,9
> = 9 1 ,4
< 9 1 ,4
> = 9 3 ,2
> = 9 1 ,4
< 9 1 ,4
37
> = 9 3 ,3
> = 9 2 ,0
< 9 2 ,0
> = 9 3 ,6
> = 9 2 ,0
< 9 2 ,0
45
> = 9 3 ,7
> = 9 2 ,5
< 9 2 ,5
> = 9 3 ,9
> = 9 2 ,5
< 9 2 ,5
55
> = 9 4 ,0
> = 9 3 ,0
< 9 3 ,0
> = 9 4 ,2
> = 9 3 ,0
< 9 3 ,0
75
> = 9 4 ,6
> = 9 3 ,6
< 9 3 ,6
> = 9 4 ,7
> = 9 3 ,6
< 9 3 ,6
90
> = 9 5 ,0
> = 9 3 ,9
< 9 3 ,9
> = 9 5 ,0
> = 9 3 ,9
< 9 3 ,9
CEMEP ile Gönüllü Anlaşma Yapan ve
Yapmayan AB Ülkelerinde ve Türk Sanayisinde
Verim Sınıflarına Göre Motor Kullanımları
CEMEP
CEMEP DIŞI
TÜRKİYE
EFF1
%7
%6
%7
EFF2
%85
%66
%28
EFF3
%8
%28
%65
KAYNAK: ICA 2005 – EİE ANKET 2008
Elektrik Motor Sistemlerinde Enerji
Verimliliği Odakları
ª Motor kontrol sistemleri (Değişken Hız Sürücüleri)
ª Güç kalitesi
ª Motor seçimi
ª Güç iletim sistemleri
ª Ekipmanlar (Fanlar, pompalar, kompresörler, vs)
ª Sistem ve tasarım
ª Proses tipi
ª Bakım
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 ilave
tasarruf fırsatı sunuyor.
Kendini sağladığı tasarruflarla 1-2 yıl
içerisinde ödeyebilen bu sürücüler;
- Yerleşim bölgelerinin su şebekesinde
kullanıldığında %50,
- 40 beygir gücünde motor kullanan bir
yürüyen merdivende %36 tasarruf
sağlayabiliyor.
Sanayide DHS Kullanım Oranları
%
25,0
22,6
22,3
18,2
20,0
15,0
11,3
10,0
8,3
5,0
0,0
FAN
POMPA
KOMP.
DİĞER
TOPLAM
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 azalır
%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
y
65.5 °C
102.3 °C
100
62.8 °C
60
Sp1:temp 98.6
60
80
Sp1:temp 61.6
Sp1:temp 62.3
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 biribirine 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.
AC Motor
Basınçlı Hava Sistemleri ( BHS )
ª Basınçlı hava sistemlerinin elektrik tüketimi, sanayi elektrik
tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturmaktadır.
ª Basınçlı hava sistemlerinin verimi genellikle düşüktür. Enerji
tasarrufu potansiyeli %5 ile %50 arasındadır.
Motor Bakımı
Ekonomik ve enerji verimliliğini arttırıcı sonuçlara ulaşmak
için bir motor bakım politikası hazırlanmalıdır.
Motorlar, “derhal veya arızalanınca yüksek verimli bir motor
ile değiştirin, arızalanınca şu özelliklerde sarıma gönderin vb”
şeklinde etiketlenmelidir.
Motor İhtiyacımızı Nasıl Belirlemeliyiz?
(1/3)
Motor ihtiyaçlarımızı uygun belirlersek, hem enerji
tasarrufu sağlar hem de arıza riskini azaltırız.
ª 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
(2/3)
ª Mekanik yükün tip ve özelliklerini tespit edin.
ª Tespit edilen mekanik yük tip ve özelliklerine göre motor
şaft gücünü belirleyin.
ª Motor sınıfının ve karakteristiğinin seçiminin yapın.
ª Üretici kataloglarından
motoru seçin.
ihtiyacınızı
karşılayacak
ª Seçilen motorun ekonomik analizini yapın.
uygun
(3/3)
ª Motor gücünün küçük seçilmesi halinde, aşırı ısınma, kaymanın
artması, devrin düşmesi ile işin kapasitesi ve iş verimi düşer.
ª Motor gücünün yüksek seçilmesi halinde, kuruluş ve işletme
masrafları artar, motor verimi ve güç katsayısı düşeceğinden enerji
giderleri gereksiz yere artar.
ª 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
sebeb olur.
ª Soğutma türünün uygun seçilmemesi halinde, yeterli derecede
soğutulmayan motor kısa sürede yanar.
Motorlarımızı Ne Zaman ve Nasıl
Onarmalıyız ? (1/5)
“DEĞİŞTİR” veya “TAMİR ET”
NASIL KARAR VERMELİYİZ ?
Faktörler...
Yıllık Çalışma
z Çalışma zamanı
Değiştir
Tamir Et
z Yük
z Motor Gücü
z Elektrik birim fiyatı
z Yeni motor maliyeti
z Motor tamir maliyeti
Motor Gücü
Enerji Verimli Motor satın alınması veya standard motorun
tamir edilmesinde karar aşamaları
ª Verimlilik artışını hesaplayın.
ª Yeni motor ortalama maliyetini belirleyin.
ª Ortalama onarım maliyetini tespit edin
ª Yıllık tasarruf miktarını hesaplayın
ª Geri ödeme süresini hesaplayın
Motorda iyi soğutma yapılamadığı taktirde veya çalışma
sıcaklığının kullanılan malzeme için kabul edilebilir
sıcaklık seviyesinin üstüne çıkması halinde motor
sargılarının yalıtımlarının ömrünün ve dolayısıyla motor
ömrünün kısaldığı anlaşılır.
Yalıtım Ömrü
Sıcaklık Artışı
Ortalama verim esas alınmak suretiyle seçilen farklı
güçlerdeki motorlarda (4, 45 ve 132 kW) kötü bir
tamirat sonucunda (verimde % 1 azalma) (tam yükte
çalışma durumunda) motorların beklenen ömürlerinin
kısaldığını gösterir.
Ömür %
ª Elektrik motorlarının bilgilerinin bulunduğu sicili tutulmalıdır.
ª Elektrik motorlarına akuple edilen güç aktarma elemanlarının
ayarları (kaplin, kayış ve kasnak vb.) ve şasesi tekniğine
uygun yapılmalıdır.
ª Elektrik motorlarının planlı bakımı üç aylık, altı aylık ve yıllık
peryotlarda yapılmalıdır. (vibrasyon aşırı ısınmalar ve yağlama
sistemi peryodik olarak gözlenmelidir.)
ª Yanan elektrik motorlarının sarılması halinde, sarım sonrası
elektrik ve mekanik testleri yapılmalıdır.
Sonuç ve Öneriler
ª Sanayi ve Ticaret Bakanlığı tarafından etiketlere verim
sınıflarının konulması sağlanmalı ve buna bağlı piyasa
denetimi yapılmalıdır.
ª 15 yılını doldurmuş düşük verimli (EFF3) motorlar yüksek
verimli (EFF1) motorlar ile değiştirilmelidir.
ª Yüksek verimli motorların ve değişken hız sürücülerinin
kullanımı özendirilmeli, verimsiz motorların kullanımı ise
caydırılmalıdır.
ª Sanayi kesiminde üst düzey toplantılar yapılarak, motor
sistemlerinde verimliliği artırmak üzere gönüllü hareketler
başlatılmalıdır.
ª Yaygın blinçlendirme etkinlikleri yapılmalıdır.
Motorların uygun yükte çalıştırılması ile 400, yüksek verimli
motor kullanımı ile 1.300, DHS Kullanımı ile 2.000, yanmış
motorların sarılmaması ile 600 GWh tasarruf sağlanabilir
KATILIMINIZDAN DOLAYI TEŞEKKÜR EDERİZ
ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI
ELEKTRİK İŞLERİ ETÜT İDARESİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ
[email protected]
www.eie.gov.tr
ENERJİ VE TABİİ
KAYNAKLAR BAKANLIĞI
SANAYİ VE TİCARET
BAKANLIĞI
ENVER
MOTOR HAREKETİ
ELEKTRİK MOTOR SİSTEMLERİNDE
ENERJİ VERİMLİLİĞİ

Elektrik Motor Sistemleri - Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü

Transkript

Benzer belgeler

Irenec Program_sessions_MAY_2014_TR_v1.xlsx

Kablosuz enerji (2019)

ENERJİ VERİMLİLİĞİ PROJELERİ İÇİN İŞ PLANI ve FİNANSMAN

Malzemeler ve Alanlar

hs/mıcus serisi dokunmatik pc kullanım kitabı

Yenilenebilir Enerji Kooperatifleri Kuruluş Önerileri

eBay / GittiGidiyor