Enerji Verimliliğinde Güç Elektroniğinin Rolü (*)

• 30 Kasım 2023

Her geçen yıl yükselen ivmeyle artan dünya nüfusu ve gelişen teknoloji ile kişi başı kullanılan enerji miktarının artışı, enerji verimliliğini kaçınılmaz hale getirmektedir. Enerji verimliliği uygulamaları sayesinde konfordan ödün verilmeden aynı miktarda iş daha az enerji ile yapılarak mali tasarruf sağlanabilir veya aynı miktarda enerji ile daha fazla üretim yapılarak gayri safi milli hasılaya katkı sağlanabilir.

Verimlilik Artırıcı Projelerde Güç Elektroniği Faktörü

Enerji verimliliği uygulamaları, manuel olarak insan faktörü ile ve/veya elektronik cihazlar vasıtasıyla yapılmaktadır. Manuel uygulamalar her zaman ideal çalışma koşullarını sağlayamamaktadır. Bu bağlamda, eski ve verimsiz cihazların verimli olanlar ile değiştirilmesinin ötesinde güç elektroniği tabanlı akıllı cihazların kullanımı en optimum sonuca ulaşılması için doğru bir yöntemdir. Özellikle de IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) teknolojisi ile değişken güç uygulaması içeren sistemlerde ciddi oranda verimlilik artışı sağlanabilmektedir. Verimlilik uygulamalarında güç elektroniği uygulamalarının sağladığı temel faydalar aşağıdaki şekilde ifade edilebilir:

• Doğrusal olmayan yüklerin sebep olduğu harmonikler, şebeke sistemine ve aynı noktadan beslenen komşu tüketicilere de yansıyarak; kesicilerin yanlış açması, gerilim düşümü, elektriksel ekipmanların aşırı ısınması ve buna bağlı olarak verimsiz çalışması gibi olumsuz etkilere sebep olmaktadır. Harmonikli akım, IGBT anahtarlamalı güç elektroniği teknolojisine dayanan aktif harmonik filtreler ile 180^o faz farkında ters akım uygulanarak sönümlenmekte, bu sayede sistem genelinde enerji verimliliği artırılmaktadır.
• Elektrik motoru ve elektronik balast gibi reaktif güç tüketen ekipmanlar için kompanzasyon uygulamasının yapılması verimli bir işletme için oldukça önemlidir. Özellikle de tristör anahtarlamalı statik kontaktörlü kompanzasyon sistemleri, ısıyı soğurup hızlı anahtarlama (<20ms) yaparak sürekli değişken reaktif güç tüketimlerine karşı adaptasyonu kolaylaştırmaktadır. Endüktif yük sürücüleri kompanzasyon ile reaktif gücün tamamen dengelenemediği durumlarda kullanılan, tristörler ile bobinleri istenen açıda sürerek dengesiz reaktif güç tüketimlerinin önüne geçen cihazlardır. Bu teknolojiler neticesinde de enerji kayıpları azalarak verimlilik artışı sağlanmaktadır.

Günümüzün Gerçeği Geleceğin Önlemi                             

Güç elektroniği kontrolünde geçmiş dönemlerde kişi konforu ön plana çıkmaktayken, günümüzde buna ek olarak enerji verimliliği noktasında oldukça önemli adımlar atılmaktadır. Teknolojinin daha da gelişeceği göz önüne alındığında, etki alanının daha da genişlemesi ve verimlilik çözümlerinde daha da aktif rol oynayacağı beklenmektedir. Kullanım alanı her geçen gün artan IGBT tabanlı kontrol teknolojileri sayesinde, enerji verimliliği artırılarak, sürdürülebilir bir çevre için etkin adımlar atılmaktadır.

(*) Bu yazı için TESİD Üyesi ENTES’e teşekkür ederiz.