Evlerde kullanılan çamaşır makinesinden buzdolabına, sokak aydınlatmalarında kullanılan LEDli sistemlere kadar her alanda verimlilik ve tasarruf konusunda gelişmeler yaşanmaktadır. Son yıllarda alternatif enerji sistemleri de giderek yaygınlaşmaktadır. Gerçekleştirilen tüm bu çalışmaların amacı, daha uygun maliyet ve dolayısıyla da tüketicinin cebinden daha az para çıkmasını sağlamaktır.
Türkiye elektrikli ürün pazarı, genel olarak fiyat odaklıdır. Bir ürüne satın alma sırasında ödenen bedel, buz dağının yalnızca görünen yüzünüdür. Görünmeyen kısımda ise esas maliyeti oluşturan etmenler gizlidir. Ürünün işletme, servis, değişim maliyetleri; verimlilik oranına bağlı olarak değişen fatura tutarları, kullanım kolaylığı, kullanılan elektrik kaynağının kirletilmesi ve bundan kaynaklanan maliyetler, ürünün toplam sahip olma maliyetini (total cost of ownership) oluşturmaktadır.
Toplam sahip olma maliyetinin %30-50lik bölümünü malzeme, kurulum gibi kalemler oluşturur. Geri kalan %50-70 ise harcanan enerji, verimlilikten dolayı ortaya çıkan maliyetler, kaynağı kirletme oranları ve buna bağlı maliyetlerden meydana gelir.
Harmonikler
Harmonik frekanslar, şebeke frekansının integral katları şeklindedir. Örneğin, 50 Hz temel harmonik için üçüncü harmonik 150 Hz, beşinci harmonik ise 250 Hzdir.
Fosil yakıt kullanan motorlu taşıtlar, havayı egzozları vasıtası ile kirletir. Aynı şekilde tüm elektronik cihazlar da kaynaklarını yani şebekeyi, belirli oranlarda kirletirler. Bu şebekeyi kirletme oranı ise harmonik olarak tanımlanabilmektedir.
Harmoniklerin Yol Açtığı Problemler
Nötrlerin aşırı yüklenmesi,
Transformatörler üzerinde etkiler,
Devre kesicilerde istenmeyen açılma,
Güç faktörü düzeltme kapasitörlerinde aşırı gerilim,
Deri olayı.
Kesintisiz Güç Kaynaklarında Harmonik Düzeltme
Türkiye, kesintisiz güç kaynaklarıyla 1980li yılların başında tanışmıştır. O dönemde güç kaynaklarının doğrultucu bölümünde mosfetler kullanılırken zaman içerisinde mosfetler tristörlere, tristörler de IGBT denilen yarı iletenlere dönüşmüştür. Aşağıdaki şekillerde 6 darbeli, 12 darbeli ve IGBT doğrultuculu olarak tabir edilen doğrultucuların 100 kVA yük altında sergilemiş oldukları davranışlar ve şebekeden çekmiş oldukları akım dalga şekilleri görülmektedir.
6 darbeli doğrultuculu bir güç kaynağı 100 kVA yük altında non-lineer bir yükün göstermiş olduğu davranışı sergilemekte ve dalga şekli bu şekilde oluşmaktadır. Yapılan ölçümlerde girişten çekilen akımın 143 A, giriş güç faktörünün 0,86 ve akım harmoniğinin %27 sevilerinde olduğu görülmüştür.
12 darbeli doğrultucuya sahip bir güç kaynağı, iki adet 6 darbeli doğrultucuya sahiptir. Doğrultuculardan bir tanesinin girişinde faz kaydırma trafosu kullanılmaktadır. Şebekeden çekilen akım dalda şekli nispeten sinuzoidale yakındır. Yapılan ölçümlerde girişten çekilen akımın 143 A, giriş güç faktörünün 0,86 ve akım harmoniğinin %12 sevilerinde olduğu görülmüştür.
2000li yıllar ile birlikte KGKların doğrultucu bölümünde IGBTlerin kullanılmaya başlaması, şebekeden sinusoidal bir akım çekilmesine imkan sağlamıştır. Yapılan ölçümlerde girişten çekilen akımın 127 A, giriş güç faktörünün 0,99 ve akım harmoniğinin %5 sevilerinde olduğu görülmüştür.
Harmoniklerin minimize edilmesi, girişten çekilen akımların azalması ve ürün verimliliklerinin artması, altyapı maliyetlerinin de düşmesine yol açmıştır. Bu sayede kullanılması gereken jeneratör gücü daha düşük seviyelerde seçilebilmektedir. Altyapıda kullanılacak olan dağıtım panolarında şalterler de daha düşük seviyelerde olabilmektedir. Harmoniklerin azalması nedeniyle kablolarda deri olayı sorunu ortadan kalkmakta ve nispeten daha düşük kesitli kablolar kullanılabilmektedir.
Yazar:Kubilay Han ÇETİNER
Türkiye elektrikli ürün pazarı, genel olarak fiyat odaklıdır. Bir ürüne satın alma sırasında ödenen bedel, buz dağının yalnızca görünen yüzünüdür. Görünmeyen kısımda ise esas maliyeti oluşturan etmenler gizlidir. Ürünün işletme, servis, değişim maliyetleri; verimlilik oranına bağlı olarak değişen fatura tutarları, kullanım kolaylığı, kullanılan elektrik kaynağının kirletilmesi ve bundan kaynaklanan maliyetler, ürünün toplam sahip olma maliyetini (total cost of ownership) oluşturmaktadır.
Toplam sahip olma maliyetinin %30-50lik bölümünü malzeme, kurulum gibi kalemler oluşturur. Geri kalan %50-70 ise harcanan enerji, verimlilikten dolayı ortaya çıkan maliyetler, kaynağı kirletme oranları ve buna bağlı maliyetlerden meydana gelir.
Harmonikler
Harmonik frekanslar, şebeke frekansının integral katları şeklindedir. Örneğin, 50 Hz temel harmonik için üçüncü harmonik 150 Hz, beşinci harmonik ise 250 Hzdir.
Fosil yakıt kullanan motorlu taşıtlar, havayı egzozları vasıtası ile kirletir. Aynı şekilde tüm elektronik cihazlar da kaynaklarını yani şebekeyi, belirli oranlarda kirletirler. Bu şebekeyi kirletme oranı ise harmonik olarak tanımlanabilmektedir.
Harmoniklerin Yol Açtığı Problemler
Nötrlerin aşırı yüklenmesi,
Transformatörler üzerinde etkiler,
Devre kesicilerde istenmeyen açılma,
Güç faktörü düzeltme kapasitörlerinde aşırı gerilim,
Deri olayı.
Kesintisiz Güç Kaynaklarında Harmonik Düzeltme
Türkiye, kesintisiz güç kaynaklarıyla 1980li yılların başında tanışmıştır. O dönemde güç kaynaklarının doğrultucu bölümünde mosfetler kullanılırken zaman içerisinde mosfetler tristörlere, tristörler de IGBT denilen yarı iletenlere dönüşmüştür. Aşağıdaki şekillerde 6 darbeli, 12 darbeli ve IGBT doğrultuculu olarak tabir edilen doğrultucuların 100 kVA yük altında sergilemiş oldukları davranışlar ve şebekeden çekmiş oldukları akım dalga şekilleri görülmektedir.
6 darbeli doğrultuculu bir güç kaynağı 100 kVA yük altında non-lineer bir yükün göstermiş olduğu davranışı sergilemekte ve dalga şekli bu şekilde oluşmaktadır. Yapılan ölçümlerde girişten çekilen akımın 143 A, giriş güç faktörünün 0,86 ve akım harmoniğinin %27 sevilerinde olduğu görülmüştür.
12 darbeli doğrultucuya sahip bir güç kaynağı, iki adet 6 darbeli doğrultucuya sahiptir. Doğrultuculardan bir tanesinin girişinde faz kaydırma trafosu kullanılmaktadır. Şebekeden çekilen akım dalda şekli nispeten sinuzoidale yakındır. Yapılan ölçümlerde girişten çekilen akımın 143 A, giriş güç faktörünün 0,86 ve akım harmoniğinin %12 sevilerinde olduğu görülmüştür.
2000li yıllar ile birlikte KGKların doğrultucu bölümünde IGBTlerin kullanılmaya başlaması, şebekeden sinusoidal bir akım çekilmesine imkan sağlamıştır. Yapılan ölçümlerde girişten çekilen akımın 127 A, giriş güç faktörünün 0,99 ve akım harmoniğinin %5 sevilerinde olduğu görülmüştür.
Harmoniklerin minimize edilmesi, girişten çekilen akımların azalması ve ürün verimliliklerinin artması, altyapı maliyetlerinin de düşmesine yol açmıştır. Bu sayede kullanılması gereken jeneratör gücü daha düşük seviyelerde seçilebilmektedir. Altyapıda kullanılacak olan dağıtım panolarında şalterler de daha düşük seviyelerde olabilmektedir. Harmoniklerin azalması nedeniyle kablolarda deri olayı sorunu ortadan kalkmakta ve nispeten daha düşük kesitli kablolar kullanılabilmektedir.
Yazar:Kubilay Han ÇETİNER
