Enerji, Şalt, Enerji Kalitesi, Pano, Trafo, Kablo, Motor, Kesintisiz Güç Kaynağı, Topraklama, Aydınlatma, Test-Ölçüm, Elektrik Proje-Taahhüt, Elektronik, dergi

Dinamik UPS Kesintisiz Aküsüz Jeneratörlü Güç Kaynağı

Hitzinger, 1946 yılında kuruldu. İşe alternatör üretimi ile başlayan firma, 1955’ten sonra kinetik modülü buldu. Bunun arkasına da dizel jeneratörü ekleyen Hitzinger böylece dinamik UPS’i geliştirdi.

Giriş

Yandaki şemada örnek bir Hitzinger kinetik modüllü aküsüz kesintisiz dinamik UPS’e ait çalışma şemasını görüyorsunuz. Sanayileşmenin getirdiği elektronik cihazların gittikçe önem kazandığı şu anda her şeyin hesaba katılması ve çok iyi projelendirilmesi gerekmektedir. Bir binanın, fabrikanın, hastanenin tasarımında mimari ve elektrik projelerini çizip tasarrufu nasıl sağlayabilirizi düşünüyorsak, bunların başında gelenlerden birisi olan elektrik tasarrufunu da aynı ciddiyetle ele almalıyız. Yatırımlar ve alınanlar uzun ömürlü olduğu için kullandıkça geri dönüşümünde fayda getirmelidir. Özellikle hava meydanları, hastaneler, çok amaçlı salonlar, statlar, bilgisayar otomasyon kontrol merkezleri, power plant merkezleri, döküm ve haddehaneler, petrokimya, plastik sanayi, vb. gibi çok büyük güçlerde makinalar kullanan ve elektrik kesintisi durumlarında ciddi iş ve zaman kayıpları yaşayan işletmelerin statik ve jeneratör ihtiyacının tümünü dinamik UPS’ler karşılamaktadır.

Avantajları

Bildiğimiz projelerde elektrik kesintisi için jeneratör ve bazı kritik yüklerde de akülü statik UPS’ler kullanırız. Genelde 1-200 kVA arası yüklerde bu tip uygulamalar normaldir. Uzun vadeli yatırımlar için daha büyük güçlerde örneğin 500 kVA ve üzeri yüklerde, jeneratör artı UPS alınacaksa eğer, statik UPS’de 500 kVA ve üzerindeyse kesinlikle Dinamik UPS çok daha akıllıca verilecek bir karardır. 40 yıllık ömür beklentisi göz önüne alındığında bu süre zarfında UPS akü sistemi ve yan elemanlarının kaç defa değiştirildiğine ve bunun için ne kadar para ve zaman harcandığına göz atalım.

Elektriksel verim ve üstünlükleri

Dinamik UPS, statik 6 -12 darbeli veya IGBT rectifierli cihazlara göre daha verimlidir. Örneğin; 6 darbeli doğrultuculu UPS’in verimi yüzde 92 iken, 12 darbeli doğrultucunun verimi yüzde 85’tir. En son teknolojiye sahip olan IGBT redresörlü UPS’de ise yüzde 94’tür. Dinamik UPS’lerde ise yüzde 96’dan büyüktür. Dolayısı ile burada elektrik harcamasında daha düşük sarfiyat olduğunu anlıyoruz. Örneğin; 1000 kVA’lık bir statik UPS’deki elektrik kaybının ortalama 50 kVA olduğunu düşünelim.

Bu da 40 kW’lık bir elektrik sobası kadar enerjiyi boşa harcamak demektir. Bu, dinamik UPS’de toplamda 20 kW’lar seviyelerindedir. Çünkü, yarı iletken malzemelerin hepsinin bir verimi vardır. Dolayısı ile de toplama vurulunca ciddi kazançlar ortaya çıkmaktadır.

Harmonik filtreye ihtiyaç yok

Dinamik UPS’lerde giriş THDI %3< olduğundan harmonik filtreye ihtiyaç bulunmamaktadır. Bir işletmede dinamik jeneratörlü kinetik modüllü sistemi kurarak işletmeyi direkt bu sistem üzerinden besleyebiliriz. Dolayısı ile şebekeye bastığı harmonikler, %3< altında olduğu için yarı iletken dolu ekstra filtrelere, cihazlara ihtiyacınız olamayacaktır. 1000 kVA’lık bir işletmede bu filtrenin maliyeti ortalama 100 bin Euro’dur. Kompanzasyon sistemine ihtiyaç yoktur

Dinamik UPS’in giriş güç faktörü 0.99’dur ve direkt trafo merkezi çıkışına bağlanacağı için komple tesisi de besleyeceğini düşünürsek ayrıca bir kompanzasyon panosuna ihtiyaç duyulmamaktadır. 1000 kVA’lık bir kompanzasyon panosunun maliyeti ortalama 30 bin Euro’dur.

Şu ana kadar 1000 kVA’lık sistemde daha satın almadan 130 bin Euro kardasınız. Lütfen bunları alt alta not alınız ve sonra çıkan rakamı dinamik jeneratör destekli bir UPS ile kıyaslayınız.

Demerajlı ve yüksek akımlara dayanıklıdır

1000 kVA’lık bir dinamik UPS sistemi, anlık demerajlı yüklere karşı ve pik akımlarına hızlı cevap verebilmektedir. Statik UPS’lerde bunun için en az 3-5 katı büyük güçler seçmek zorunda kalabiliyoruz. Sadece pik akımlar için belki de 1000 kVA’lık alacağımız gücümüze karşılık pik akımlardan dolayı 1500-2000 kVA almak zorunda kalıyoruz.

Bu da maliyet çarpı 2 gibi bir işlem görmektedir. Buna paralel olarak da akü ve diğer yan elemanlarını da büyütmek zorunda kalmaktayız. Örneğin, 1000 kVA’lık bir statik UPS akülü 2 çarpı 500 kVA’dan oluşarak minimum 120 bin Euro seviyelerindedir. Demerajları da eklersek rakam, 2000 kVA’lık bir sistem için 240 bin Euro’lara ulaşmaktadır.

Klimaya ihtiyaç yoktur

Statik UPS’lerdeki akü grupları odası gibi ayrı bir mekan veya klima çiller grubuna ihtiyaç yoktur. 1000 kVA’lık statik UPS’de veya akülü hybrid dinamik UPS’lerde aküler kullanılarak 3-5 dakika süreli enerji verilmektedir. 1000 kVA’lık bir sistemde en az 250 Adet 100 Ah 10 yıl ömürlü akü kullanılmalıdır. Bu akülerin maliyeti 150 Euro’dur. Sözünü ettiğim gücü sağlamak için bu cihazdan 250 adet gerekmektedir. 150 çarpı 250’den 37 bin 500 Euro yapar. Bahsi geçen aküler, en iyi ihtimalle 10 yıl dayanır. Bunları 23 derecede sabitlemek için 90 bin BTU’luk klima gerekir. Bunun bedeli ise 12 bin Euro’dur. 1000 kVA statik UPS için en az 200 bin BTU’luk klima sistemi kurulmalıdır. Bu da, minimum 25 bin Euro tutar. Ayrıca bunun da harcayacağı elektrik şalt malzemeleri ve kablo çekim masraflarını da katarsanız toplam maliyetin bayağı yükseklere çıktığını görürsünüz. Akülü statik veya dinamik UPS’lere ayrıca akü süresi biterken veya aküleri daha tam deşarj etmeden 8-10 saniye sonra devreye girecek otomatik kabinli veya kabinsiz bir jeneratör gereklidir. 1000 kVA’lık bir statik UPS’in arkasına koyacağımız jeneratör, UPS’nin akülerini de boşalınca şarj edecek ve harmoniklerden dolayı 6 pulse 1000 kVA statik UPS için 1700 kVA, 12 pulse için 1400 kVA, IGBT Rectifier için 1200 kVA gibi jeneratör alınması gereklidir. Bunun en iyi ihtimalde 1200 kVA olacağını varsayıyoruz. Bu cihazın ortalama maliyeti 150 bin Euro’dur.

Kinetik modüllü sistem

Peki bu sistem nasıl çalışıyor da yukarıda sayılanların hiçbirisine ihtiyaç duymuyor. İşin sırrı kinetik modüldedir. Bazı firmaların kinetik modül yerine volanlı, akülü sistem gibi başka çözüm alternatifleri de vardır. Bunların içerisinde en iyisi tabii ki de kinetik modüllü sistemdir. Çünkü, uzun vadede hem frekansta hem de voltaj regülasyonunda daha garantilidir. Hitzinger, 1946 yılında kuruldu. İşe alternatör üretimi ile başlayan firma, 1955’ten sonra kinetik modülü buldu. Bunun arkasına da dizel jeneratörü ekleyen Hitzinger böylece dinamik UPS’i geliştirdi. Kinetik modül ve alternatör sürekli dönen bir şaft sistemi üzerinde çalışır.

Elektrik kesildiği andan itibaren kinetik modülde bulunan 2 bin 600 devirle dönen bir dış rotor ve bin 500 devirle dönen iç rotorla manyetik clutch sistemi ile 40 saniye boyunca sistemin yükü ne kadarsa çalıştırmaya devam ettirmektedir. Bu sırada jeneratör, elektriğin kesildiğini algılayıp 3 saniye içerisinde çalışmaya başlar. 8 saniye sonra da yükü üzerine almaya başlar ve kademeli olarak toplam 15 saniyede tüm yüke sahip olur. Dolayısıyla hiç kesinti olmadan sistem dizelden çalışmaya devam eder ve elektrik gelince de bildiğimiz dizeller gibi dizel stop olur. Ardından da normal sistem yine alternatör ve kinetik modül çalışmaya devam ederek yükü kesintisiz olarak çalıştırır.

365 gün 24 saat servis desteğimiz vardır. Bu sistemleri uzaktan internet üzerinden dünyanın her yerinden izleyebilir ve olay hafıza kayıtlarını tutabilirsiniz. Bir problem anında cep telefonunuza mesaj veya mail alabilirsiniz. Bunun yanında tüm fabrika otomasyon SCADA merkezinden SNMP, modbus, j bus RS portlarını kullanarak dahili ve harici haberleşme yapabilirsiniz. Ayrıca da 7 gün 24 saat servis desteğimizle dünyanın her yerinde hızlı servis alabilirsiniz.

Neden aküsüz?

Dinamik demek adı üzerinde mekanik bir sistemdir. Dünyada akülü dinamik UPS üreten tek bir firma vardır. Bunu başka hiçbir firma yapamamıştır. Çünkü, doğru bir sistem değildir ve avantajı olmadığı için başka hiçbir firma bunu rekabetçi görmemiştir. Akülü dinamik UPS, statik UPS artı jeneratör demektir.

Bunun başka bir açıklaması yoktur. Maalesef, günümüzde ülkemizin önde gelen mühendisleri bunu savunabilmektedir. Neden dediğimizde de kaçamak cevaplar verirler. En iyi akünün ömrü maksimum 10 yıldır. Bu da, ortam sıcaklığını akü üreticisinin verdiği değerlerde tutarsanız ve eğrisel şarj deşarj şartlarının dışına çıkmazsanız mümkün olur. Yani, 40 yılda 4 kez akü değiştirmeniz gerekir. Bunun 1000 kVA’lık sistemde akülü UPS’de 37 bin 500 Euro tuttuğunu daha önce söylemiştik.

3-5 dakika arası için 40 yılda en az 4 defa 145 bin Euro demektir. Artı klima ve harcayacağı elektriği de yukarda belirttik. Dolayısı ile maliyeti jeneratör destekli dinamik UPS’yi kat kat geçmektedir.

Günümüzde maliyetini özelliklerini koyduğumuzda IGBT Rectifier UPS’e yakındır. Yani, 1000 kVA akülü dinamik UPS’in bedeli 120 bin Euro olmalıdır. Ayrıca, rekabet edecek firma bulunmalıdır. Dünyada eşi benzeri olmayan tek olan bir ürün tercih edilmemelidir. Çünkü, maalesef günümüzdeki projelerde özellikle de Türkiye’de bu ürünün şartnamesi yazılmaktadır. Dünyada diğer 4 adet dinamik UPS üreticisi de bu ürüne teklif verememektedir. Bu konuya tüm proje çizen şartname hazırlayan arkadaşlar dikkat ederse çok iyi olur.

Yüksek güçlere ulaşabilir paralellenebilir sistemler

Hitzinger dinamik UPS’ler 100 kVA’dan başlayıp 2200 kVA’ya kadar tek modül set olarak ve paralelleme yöntemi ile 10 defa paralellenerek 20 MWA’ya kadar güç çözümü üretebilir. Bu da, işletmelerdeki UPS jeneratör ihtiyacınızı N+1 şeklinde yedekleme yapabilmenizi sağlamaktadır.

Diğer rakiplerine göre avantajları

Hitzinger, aküsüz enerji üretir. Alternatör ve kinetik modülü kendisi üretir ve olası bir kinetik modül arızasında sisteminizi tek modül olsa bile kesintisiz olarak dizel destekli devam ettirebilirsiniz.

Ground power unit’lerde, yer hizmetlerinde, askeri uçak, helikopter ve sivil havacılık sektörüne yönelik 400 Hz ürün çözümleri sunmaktadır. Bilindiği gibi hava meydanlarında ve uçak sistemlerinde de dinamik jeneratör destekli Hitzinger ürünleri dünyaca ünlü Airbus uçaklarında, uçak hangar bakım onarım kısımlarına geldiğinde veya uzakta pistte bir yerde ise de gidip portatif olarak hizmet verebilmektedir. Bunlar, 400 Hz verebildiği gibi 28 VDC’de ve birden çok çıkışlı kullanılabilir. Ayrıca uçak körük bağlantılarında yine aynı şekilde sabit olarak kullanılabilirler.