.png)
By 
12:15
Dünya üzerinde enerjiye olan
ihtiyaç, teknolojinin de gelişmesiyle birlikte her geçen gün artmaktadır.
Günümüzde bu ihtiyaç; doğalgaz, petrol, kömür, nükleer enerji gibi yenilenemez
kaynakların yansıra güneş enerjisi, su enerjisi, rüzgâr enerjisi, jeotermal
enerji ve bio enerji gibi yenilenebilir kaynaklarla da karşılanabilmektedir.
Ancak yenilenemez kaynakların sınırlı, yenilenebilir kaynakların ise yeterli
olmaması bilim insanlarını mevcut kullanılan enerjinin daha verimli hale
getirilmesiyle ilgili çözümler üretmeye sevk etmiştir.
19. yy’ın sonlarında Tesla-Edison
arasında başlayan meşhur alternatif akım-doğru akım (AC-DC) savaşını kazanan
Tesla, günümüzde de elektrik enerjisinin alternatif akım olarak üretilmesinin
ve dağıtılmasının da baş mimarı olmuştur.
Nikola TESLA’nın alternatif akımı,
aktif güç ve reaktif güç olmak üzere iki bileşenden oluşmaktadır. İki bileşenin
toplamı ise bize görünür gücü verir.
-Aktif Güç : İş yapan güç anlamına gelir. Kullanılabilir güç şeklinde
de tanımlanabilmektedir.
-Reaktif Güç : Aktif olarak kullanılmayan fakat
görünürde olan güçtür. İşe yaramayan ve istenmeyen güç şeklinde
tanımlanabilmektedir.
Aktif Güç
Reaktif Güç
Görünür Güç
Yukarıda verilen güç üçgeninden
yola çıkarak görünür güç ile aktif güç arasında,
olarak yazılabilir.
Yine aynı güç üçgeninden görünür güç ile reaktif güç arasında
yani
FAZ FARKININ OLUŞMASI
İdealde devreyi besleyen gerilim
ile kaynaktan çekilen akım arasında faz farkının olmaması istenir. Fakat
alternatif akımın saf reaktansa (direncin olmadığı devreye) uygulanması,
endüktif veya kapasitif yüklerin oluşturduğu etki (kapasitif yüklerde elektrik
alan – endüktif yüklerde manyetik alan) sonucunda, akım sinyalinin, voltaj
sinyaline göre maximum +-90
derecelik faz farkının olduğu görülür.
GÜÇ FAKTÖRÜ [1]
Kaynak gerilimi ile kaynak akımı arasındaki
faz farkının kosinüsü güç faktörü olarak adlandırılır. Kaynak gerilimi ile kaynak
akımı arasındaki faz farkı arttıkça güç faktörü azalır.
değerinin artışı
devrenin reaktif özelliğinin (iş yapmayan gücün) arttığını gösterir, dolayısı
ile
(mutlak değer olarak)
artar. Güç faktörünün artışı ile aktif güç (faydalı güç – iş yapan güç)
değerinin artışını gösterir.
Elektrik devrelerinde işe
yaramayan (fakat kaçınılmaz olarak karşımıza çıkan) reaktif güç değerinin
artışı istenilmeyen bir olaydır. Ekonomik bir tüketim anlayışı ile
yaklaşıldığında, kaynaktan çekilen aktif gücün maximum, reaktif gücün ise
minimum olması gerektiği açıktır, zira iş yapan (faydalı) güç olarak tanımlanan
aktif güç değeri için bir ölçü olmasıdır. Yukarıda gösterilen eşitliklerle de
görüldüğü gibi kosinüsün artması aktif güç değerini artırmaktadır.
değer aralığına sahip
olan güç faktörü, saf kapasitif veya endüktif yüklerde 0, saf rezistif (direnç
bazlı) güçlerde ise 1 değerini alır.
GÜÇ FAKTÖRÜNÜN
DÜZELTİLMESİ [1]
Güç faktörünün büyük değer
almasının birçok açıdan faydalı olduğundan yukarıda belirtildi. Reaktif güç
çeken sistemin (motor, transformatör gibi kondansatör veya bobin içeren
aletlerden kaynaklanan) endüktif karakteri değiştirilemeyeceği için sistemin
güç faktörü nasıl artırılacaktır? Bu sorun pratikte bobine paralel kapasite
bağlanarak çözülmeye çalışılır ve bu işleme güç faktörünün düzeltilmesi yani
kompanzasyon adı verilir.
Bobin ve kapasite birbirleri ile eşlenik
çalışan iki elemandır. Her ikisi aynı devrede bulunduklarında self reaktif güç
çekerken kapasite (daha önce depoladığı) reaktif gücü verir, kapasite reaktif
güç çekerken bobin (daha önce depoladığı) reaktif gücü verir. Eğer bobine
paralel olarak bağlanan kapasitörün değeri uygun seçilmiş ise kaynaktan reaktif
güç çekilmesine ihtiyaç duyulmaz ve bu nedenle iletim hatları gereksiz bir
(reaktif) güç taşımamış olurlar. Böylece iletim hatları yalnızca iş yapan
faydalı güç (
) iletiminde kullanılarak ekonomik bir iletim sağlamış olur.
Güç faktörü düzeltilmez ise iletim hattı iş üretmeyen bir gücü (
) de üzerinde taşıyacağından aynı işi yapmak için daha kalın
bir iletim hattı yapılması gerekecektir.
KOMPANZASYON İLE İLGİLİ
YAPILAN ÇALIŞMALARIN KISA TARİHİ [2]
Kompanzasyon ile ilgili ilk
çalışmalar XX., Yüzyılın başından itibaren başlamıştır. İlk olarak, sabit kondansatör
ünitelerinin kullanılmasına 1914 yılında başlanmış ve bu tarihte motor, lamba,
transformatör gibi alıcılar kendilerine paralel bağlı kondansatörlerle tek tek
kompanze edilmiştir.
Endüstrinin gelişmesiyle çok
sayıda motor veya endüktif yüklerin değişik zamanlarda devreye girip çıktığı
tesisler kurulmuştur. 1970’li yıllarda özellikle endüstride elektrik enerjisi
kullanımına dayanan büyük tesisler kurulmuştur. Yüksek güçlü tristörlerin (3000
A) geliştirilmesiyle mekanik anahtarların yerini yarı iletken anahtarlar almaya
başlamıştır. Anahtarlama işleminin en aza indirilmesi sistemin kararlılığını
artırır. 1970 yıllından itibaren statik kompansatörler kullanılmaya
başlanmıştır. Günümüzde en çok statik kompansatörler kullanılmaktadır. Bu konuda
yapılan çalışmalar da sürmektedir.
Endüstride kompanzasyonu
gerektiren en önemli yükler şunlardır; düşük uyarmalı senkron makineler,
transformatörler, bobinler, havai hatlar, senkron motorlar, redresörler,
endüksiyon fırınları, elektrik ark ocakları, kaynak makineleri, endüksiyon
kaynak makineleri, lamba balastları, haddehaneler, haddehanelerin elektrik
tesisatı, asenkron motorlar v.b.
SONUÇ
Türkiye'de
şebeke taşıma kapasitesini arttırmasından ve enerjinin israfını önlemesinden
dolayı ülke ekonomisi için vazgeçilmezdir ve Enerji Piyasası Düzenleme
Kurumu'ndan kurul kararı olarak en son alınan karar, Karar No:284/2 Karar
Tarihi: 8/1/2004 olarak zorunlu tutulmuştur. Bu karara göre Türkiye'de
kompanzasyon panosu yapma ve işletme zorunluluğundaki bu işletmelerin (proje
gücü 9KVA ve üzeri olan işletmeler) harcadıkları endüktif enerji, aktif
enerjinin en fazla %20'si; kapasitif enerji de aktif enerjinin en
fazla %15'i kadar olabilir. Aksi halde işletmeler, çektikleri reaktif güç
içinde ceza faturası ödemekle yükümlüdür. [3]
Tüketici açısından bakıldığından ise durum pek farklı olmayacaktır.
Eğer tüketici motor ve transformatör gibi aletlerinin çekeceği reaktif gücü bir
şekilde (kompanzasyon ile) kendisi üretmez ve şebekeden çeker ise elektrik
fatura bedellerinde artış olacak, aynı işi yaptırmak için daha fazla elektrik
faturası ödemek zorunda kalacaktır.
Tüm bu olumsuzlukların önüne
geçilebilmesi için reaktif enerjinin mümkün olduğunca en aza indirilmesi
gerekmektedir. Bu da reaktif enerjinin tüketildiği yerde üretilmesiyle
mümkündür. Bu da yukarıda da anlatmaya çalıştığımız güç faktörünün
düzeltilmesi, yani güç faktörünün yaklaşık olarak 0,95 ile 1 değer aralığında
tutulmasını sağlamakla mümkündür. Böylelikle gereksiz faturaları ödemekten
kurtulacağımız gibi üretici açısından da önemli olan, enerjiyi taşımada ve
iletmede kullanılan hatların gereksiz yere yüklenilmemesi sağlanmış olacaktır.
Bu da maliyetleri önemli ölçüde düşürülmesi demektir.
KAYNAKLAR
[1] ARİFOĞLU Uğur, Elektrik-Elektronik Mühendisliğinin Temelleri, Cilt
II, Alfa Yayınevi, İstanbul (2000).
[2] S.R.Barrold, B.K.Patel “A thyristor reactive power compensatör for
fast-varying industrial loads” Int.J.Electronics, vol.51, no.6, pp.763-767,1981
[3] https://tr.wikipedia.org/wiki/Kompanzasyon
0 yorum