IEC 60364-8-1:2014 Işığında Verimli Elektrik Tesisat Tasarımı
Yazı Dizisi -2
(Barycenter Kavramı)
Mehmet Ali Uyar 
 

IEC 60364-8-1: 2014 Alt yapısal önlemlerin başında elektrik kaynağının konumu ile ilgilenir. Öncelikle kaynağın en merkezi yere konumlanmasını ister. Bu yeni bir fikir değildir ancak yeni olan bize bu konuda enerji temelinde bir tanım ve matematiksel bir yöntem sunmasıdır. Kaynağın yerleştirileceği ideal nokta Yoğunluk Merkezi (YM) veya Barycenter olarak adlandırılır ve koordinatları aşağıdaki formül ile hesaplanır.


 
Elektrik altyapısındaki kayıpları en aza indiren bu hesaplama yöntemi aşağıda verilen örnek ile ele alınacaktır. Süreç basitçe şöyle gelişir:
   
 
 
 
Gerçek trafo odasını ‘’g’’ şıkkına göre yerleştirir isek EM derecemiz %27 olacak ve EM2 puanına karşı gelecektir. Çözüm estetiktir ama önlem seviyesi ‘’ORTA’’dır. En yüksek puan olan EM4’ü alabilmemiz için trafoyu -en fazla- mesela X=50;Y=30 koordinatlarına yerleştirmemiz gerekirdi. Bu durumda derecemiz %9, önlem seviyemiz ‘’MÜKEMMEL’’ olurdu. Yerleştirmeyi HYM noktasına yapsaydık alacağımız puan EM1 olacak, derecemiz %50, seviyemiz ‘’KÖTÜ’’ de kalacaktı. (Burada EM derecesini hata veya şaşma derecesi, EM2 puanını 2, EM4 puanını 4 puan olarak okuyabilirsiniz).
                                                                                                                                          
Her projede enerji verimli tesisat için söz konusu Yoğunluk Merkezi (YM) hesaplaması yapılmalı, ilgili kaynak bulunan ideal/uygun konuma yerleştirilmelidir. Bu konuda elektrik tasarımcısının karşılaştığı başlıca zorluklar şunlardır:

1. Elektrik idaresinin istemi sonucu trafo odası isteğimiz dışına konumlanabilir.
2. Kaynağın gürültü, yangın normu ve/veya başka teknik nedenler ile uzağa konumlanması gerekebilir.
3. Mimari tasarım/ekonomik kaygılar yüke yakın konumlamayı istemeyebilir.

İdareler esnek değildir ve kararları bağlayıcı olabilir. Tesis sınırına konulmasını istedikleri trafoyu tesis YM noktasına alıp yol imkânı ve ulaşım hakkı vererek ikna edilebilir. Teknik ve yatırımcı istemleri ise taraflar arasında tartışılmalı, teorik çözüm ile pratik gerçeklik arasında uygun ara çözümler üretilmelidir. Hemen uyarmam gerekir ki burada fazla bir esneklik söz konusu değildir. Eğer şartnameler emrediyor veya enerji verimli tesis sertifikası alınmak isteniyor ise Yoğunluk Merkezi’nden uzaklaşılamaz (Bu önlemin diğer tablolara da puan verdiğini belirteyim). EIEC sınıfımızın ‘’İYİ’’ çıkmasını istiyor isek toplamda 46 puan veya üstü toplamamız gerekir.

Yoğunluk Merkezi (YM) yöntemi zahmetli bir süreçtir çünkü ‘’tümden gelimli’’ bir yöntem gerektirir. Önce tüme varılmalı yani ön mimari proje yapılmalı, sonra sistemdeki tüm mekanik/elektrik işlevler yerlerine oturtulmalı ve tüm yükler tanımlanmış olmalıdır (ki bu projenin kabaca bittiği anlamına gelir). Ancak bu şartlarda kaynak ideal yeri hesaplaması başlayabilir! Çıkan sonuç sıklıkla mimari/statik/mekanik ön projeler ile çatışır ve değişiklik gerektirir. Tasarımda değişiklik talebi kriz demektir. Bunu önlemenin yolu en baştan mimarın uyarılması ve mekanik ve elektrik tasarımcı ile yakın ve özenli çalışmaya ikna edilmesidir.

Bir başka sorun yatırımcının biten proje üzerinde son anda talep ettiği değişikliklerdir. Bazı talepler sıfırdan başlamayı gerektirebilir. Çözüm yatırımcıyı her aşamada bilgilendirmek ve desteğini almaktır zira vereceği her karar EIEC puanına iyi veya kötü yönde etkileyecektir. Tecrübe ve öngörü her zaman çok yardımcı olur. Yapılan mimari düzeltmelerden sonra ve ancak o zaman enerji verimli yapısal tasarım başarılmış olacaktır.
Yatırımcı ile kurulan ilişki -yatırımcı aynı zamanda işletmeci olacak ise- verimli ve kolaydır. Ancak yatırımcı -yapıp, satıp gidecek ise- enerji verimli tasarımın başarılması zor olabilir. Görüleceği gibi enerji verimli tesis en baştan tasarlanır ve artı bir emek gerektirir. Sonucu ise maliklerin faydalanacağı yıllar boyu sürecek verimli bir işletmedir. Sonradan bir tesisi yapısal olarak enerji verimli yapmak -doğrusu- pek mümkün değildir.
Bir tesiste kaynağın doğru yerleştirilmesi sadece kayıpları en aza indirmez ayrıca ilk yatırım maliyetlerini de azaltır. Bu pencereden bakış yatırımcının ilgisini çeker ve tasarımcı tarafından kullanılmalıdır. Herhangi bir mevcut akım değerinde, daha kısa kolon hatları -çoğunlukla- daha ufak iletken kesiti gerektirir. Bu da daha az ilk yatırım maliyeti ve daha düşük montaj gideri demektir.

Burada verilen örnek   2 boyutlu veya 2 boyuta indirgenmiş bir çözümü irdeler ancak Yoğunluk Merkezi yöntemi üç boyutlu sistemler için de çözümler sunar. İlgili formül üç boyutlu çalışma için aşağıda ki gibidir:
 

Genel olarak toparlarsak Yoğunluk Merkezi yöntemi hem büyük hem de küçük tesislere yöneliktir, standardın Ek B Tablo B.2 ile puanlanır, özel ve önemli bir kalemidir. IEC 60364-8-1: 2014'ün 6.4 Bölümü, trafo merkezinin nereye yerleştirileceği dışında optimum trafo merkez sayısı ve yükün transformatörlerin verimliliğini nasıl etkileyebileceği konusunda da üst düzey kıstaslar sunar. IEC 60364-8-1: 2014 ışığında dikkatli bir analiz ve çalışma ile elektrik altyapısında en yüksek tasarım başarısını yakalamak oldukça basittir.