Enerji verimliliği genel tanımıyla enerjinin beklenen işe yönlendirilmesi ve kayıpların azaltılmasıdır.
Türkiye’de tüketilen elektrik enerjinin yaklaşık %35-40’ı elektrik motorlarında kullanılmaktadır. Sanayi elektrik tüketiminde ise bu oran yaklaşık %70’e çıkmaktadır. Sanayide kullanılan elektrik enerjisinin yaklaşık %36’sının asenkron motorlar tarafından tüketilmesi enerji verimliliği konusunda dikkatleri verimli motorlar üzerine yoğunlaştırmıştır.
Avrupa Elektrik Makineleri ve Güç İmalatçıları Birliği (CEMEP) tarafından tanımlanan yeni normlar en düşük verimliden en yüksek verimliye göre
IE1 (Standart motor),
IE2 (Yüksek Verimli motor),
IE3 (Premium Verimli motor) ve
IE4 (Süper Premium motor) olarak sıralanmaktadır.
Daha önce kullanılan EFF1, EFF2 ve EFF3 verimlilik sınıflarının yerine yukarıdaki sıralama getirilmiştir. IE1 sınıfı olarak geçen standart motor EFF2’ye denk gelmektedir.
EFF3 en düşük verimlilik sınıfını temsil etmektedir. Türkiye’de kullanılan asenkron motorların%85’ini düşük verimlilik sınıfından EFF3 tipi motorlar oluşturmaktadır. EFF3 sınıfı motorlar standartlardan çıkarılmış, satışı ve kullanımı Avrupa’da yasaklanmıştır . Bu motorların yüksek verimlilik sınıfından EFF1 motorlarla değiştirilmeleri halinde %5-10 arasında tasarruf sağlanabilir.
Yüksek verimli motorların kullanılmasının yanı sıra motorların ihtiyaca göre seçilmesi de önemli bir başka faktördür. Motor gücünün düşük seçilmesi halinde aşırı ısınma, devrin düşmesi ve dolayısıyla iş kapasitesinin düşmesi söz konusudur. Motor gücünün yüksek seçilmesi halinde kurulum ve işletme masrafları artar, motor verimi ve güç katsayısı düşeceğinden işletme giderleri artar.
Bir sitemin verimliliği için sadece yüksek verimli elektrik motoru kullanmak yeterli değildir, aynı zamanda uygun güçte elektrik motoru seçimi ve motoru en yüksek verim bölgesinde çalıştırmak da gereklidir. Elektrik motorları nominal gücünde en yüksek verimi sağlamak üzere dizayn edilirler dolayısıyla gerekli güçten daha büyük yada daha küçük güçte elektrik motoru kullanımı motorun verimsiz çalışmasına sebep olur. Bununla birlikte motorun değişken yüklere göre hız kontrol cihazıyla uygun devir sayısında ve en yüksek verim bölgesinde çalıştırılması da sistem verimliliği açısından gereklidir. Bilindiği üzere asenkron motorlar kalkışta (demeraj) nominal akımın 6-7 katı kadar akım çekerler, bu da sistemde aşırı kayıplara sebep olur. Bu yüzden motora dur kalk yaptırmak yerine motoru hız kontrol cihazıyla sürekli olarak gerekli devir sayısında çalıştırmak sistem verimi açısından daha faydalıdır.
Pompa, asansör, fan motorlarında alternatif akımının frekansını (motorun dönüş hızını) ve elektrik gücünü kontrol ederek motoru uygun devirde tutan değişken hız sürücüleri (invertör) kullanılarak ilave tasarruf sağlanabilir.
Motor satın alınırken, işletmede oluşacak enerji masrafları dikkate alınmalıdır. Bir motorun çalışma süresindeki toplam masraflarının %97'sini enerji giderleri oluşturmaktadır. Geriye kalan %3'lük küçük kısım ise; montaj ve bakım masraflarıdır.
"Ortalama bir motorun bir kaç ayda tükettiği enerjinin maliyeti, o motorun satın alma maliyetine eşittir".
Ömrünü doldurmuş bir motorun (12 yıl) yerine IE2 ile değiştirilmesi halinde geri ödeme süresi 5-21 aydır. Ömrünü doldurmamış bir motorun IE2 ile değiştirilmesi halinde geri ödeme süresi 16-56 aydır.
Yanan motorların tekrar sardırılması ile motor veriminin %1-4 düşeceğini de unutmayalım!
Yüksek verimli motorlar üretilirken sargıda %20 ile 60 oranında daha fazla bakır kullanılır. Kullanılan malzemeler kalite olarak yüksek tolerans ile kayıpların azdır. Gövdelerindeki saç oranı diğerlerine göre %35 daha fazlad ve yüksek kalitededir. Rotor ve stator arasındaki hava boşluğu en optimum düzeydedir. Verim değerlerinde (100 - Verim) x 0,15 kadar tolerans vardır, |
ÖRNEK HESAPLAMA
60kW (80-Hp)'lık 3000 dev/dak'da çalışan bir EFF2 sınıfı motor, yine aynı devirde çalışan yüksek verimli (IE2) motor ile değiştirilecektir. Mevcut motor %75 yük faktörü ile yılda 6000 saat çalışmaktadır. Mevcut motorun verimi %90 (v1), yüksek verimli motorun verimi ise %93 dir (v2). Elektriğin birim fiyatı 0.40 TL/kWh ise, yüksek verimli motorun sağlayacağı Yıllık enerji ve maliyet tasarrufu aşağıdaki gibi hesaplanır.
Enerji Tasarrufu = Motor mil gücü(kW) x Yük Faktörü xİşletme saati x ((1/v1)-(1/v2))
= 45 x 0.75 x 6000 x ((1/0.925) – (1/0.931))
= 9677 kWh/yıl
Yıllık Kazanç = Enerji tasarrufu x Enerji fiyatı
= (9677 kWh/yıl) x (0.4 TL/kWh)
= 3870.8TL
Satın almış olduğunuz motorun verimlilik sınıfını etiketinden kontrol ediniz.
Elektrik Motorlarında Verim = Motor milinden alınan Güç / Şebekeden çekilen güç, ve
Şebekeden Çekilen Güç = Motor Milinden alınan Güç + Kayıplar olarak tanımlanır.
Motor milinden alınan çıkış gücünün motorun giriş gücüne oranı motor verimi olarak tanımlanır. Motorun verimlilik değeri aslında motorda meydana gelen kayıpların bir göstergesidir.