IEC 60364-8-1:2014 Işığında Verimli Elektrik Tesisat Tasarımı Yazı Dizisi-4

IEC 60364-8-1:2014 Işığında Verimli Elektrik Tesisat Tasarımı
Yazı Dizisi-4
(Tesisat Tasarım Gereksinimleri, Tasarımın Başlangıcı)
Ali Uyar

Tasarım gereksinimleri, IEC 60364-8-1:2014'in 6. Bölümünde ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Tasarımcı kurguya başlayabilmesi için müşteri ile ön çalışmayı tamamlamış olması gerekir: Müşteriye danışma, bilgi verme ve verimlilik sınıfı seçimi tasarım için çıkılan yolun başlangıç noktasıdır. Standart tasarımcının kurguyu temellendirecek bu konuya azami önem vermesini ister. Standardın istediği diğer bir konu tasarımcının tesis enerji profilini doğru anlamasıdır. Tüm elektrik yüklerinin belirlenmesinden sonra yapılacak gerçek zamanlı enerji profili çıkarımı talep gücünün doğru tespitinde esastır. Enerji verimli tasarım bu iki temel gereksinim sağlandıktan sonra başarılabilir.

Müşteriye danışma

Enerji verimli tasarım şüphesiz ki daha yüksek maliyet içerir. IEC 60364-8-1:2014 özünde her biri 5 seçenek içeren 16 sorudan oluşur. Her seçenek ilave masraf anlamına geldiğinden işin başında yapılan ilk toplantıda müşteriye danışılması, bilgilendirilerek tercihinin alınması esastır.

Sözleşme veya yönetmelikler gereği EIEC (Elektrik Tesisatı Verimlilik Sınıfı) sınıfı baştan belirlenmiş ise veya müşteri projeden beklediği EIEC sınıfını belirtmiş ise süreç basittir. Tasarımcı 16 EM(Enerji Verimliliği Ölçümleri) ve EEPL (Enerji Verimliliği Performans Seviyesi) seçim tablosu boyunca giderek bu puanı sağlayacak en iyi ve en ekonomik kombinasyonları çıkarır, müşteri ile paylaşır, gerektiği yerde müşteriyi aydınlatarak sonuca bağlar.

Sözleşme veya yönetmelikler EIEC sınıfını belirtmemiş ise seçim müşteriye kalmıştır:

Müşteri hem yatırımcı hem de işletmeci olabilir. Bu durumda yapacağı ilave yatırım karşılığında işletme esnasında geri dönecek alacağı kazancı bilmek isteyecektir. Enerji verimli tesis doğal olarak verimli olduğu gibi ayrıca yıllar boyu verimli de işletilebilecektir.

Müşteri sadece yatırımcı olabilir. Bu durumda yapacağı ilave yatırım karşısında alabileceği yüksek puanlı bir sertifika ile mülkünü daha yüksek fiyata satabilecektir. Örnek vermek gerekirse, birçok kurumsal şirketin yeşil ofislerde çalışması şirket tüzüğü gereğidir, satın almak veya kiralamak için böylesi binaları tercih ederler.

Tasarımcı yapılan seçim ile ne kadar ilave yatırım maliyeti oluştuğu ve karşılığında ne kadar işletme kolaylığı/kazancı sağlandığını müşteriye -geçmiş tasarım tecrübelerine dayanarak- bilgilendirmelidir. Müşteri tercihini yapacak ve atılacak adımları -pahalı dahi olsa- destekleyecektir.

Şöyle bir uç durumu da irdeleyelim. Sözleşme veya yönetmelikler EIEC sınıfını belirtmemiş ve müşteri de verimli yani daha pahalı tasarım istemiyor olabilir. Müşteri bu şekilde önyargı ile geliyor ise tasarımcının hala vereceği bir bilgilendirme hizmeti daha vardır. Yerel yönetmelikler IEC 60364-8-1:2014’e atıfta bulunmaksızın bazı konuları zaten düzenlemiştir: Tier1 trafo zaten alınacak, kompanzasyon zaten yapılacak, oda termostatı mutlaka konulacaktır. İstenmese dahi IEC 60364-8-1:2014’nin şartlarının en az yarısı yerel yönetmeliklerin içindedir. Bunlar kaçınılmaz normal giderler olup ek masraf değildir. İlk yatırım maliyeti en düşük tasarım sadece yerel yükümlülükleri yerine getirse bile EIEC sınıfı ‘’Vasat’’ altı sınıfına girecektir. Konu müşteriye anlatılmalı ve ihtiyaçları/tercihleri bu bilgiler ışığında somutlaştırmalıdır. Kim bilir belki de az bir ilave yatırımla ‘’vasat’’ sınıfına girmeyi tercih edecektir?

Toparlar isek IEC 60364-8-1:2014 ile ilgili toplantı müşterinin devredemeyeceği bir hakkı, tasarımcının da kaçamayacağı bir ödevidir. Bu hakkın kullanılması doğru istikamette atılmış en büyük adımdır.

Enerji profilini anlama

Statiği çözümlenmiş ön mimari proje üzerinde elektrik ve mekanik tesisat tasarımı hemen başlar. Bu çalışmalar nihai projeler olmasa da çok önemli bir bölümünü oluşturur. Bu aşamada aydınlatma, priz, topraklama, zayıf akım, güvenlik sistemleri, ısıtma, soğutma, havalandırma …vb. tasarımlar ilerler. Teknik hacimler, şaftlar, kablo, boru, hava kanalı güzergâhları için rezervasyonlar bırakılır. Birkaç koordinasyon toplantısından sonra kuvvet tesisatı belirginleşir ve tesis kurulu gücü ortaya çıkar. Önemli olan tesis maksimum talep gücüdür çünkü elektrik idaresine bu miktarda enerji rezervasyonu yapılacak, tesis ana kaynakları buna göre seçilecektir. Yanlış tespit ya verimsizliğe ya da yetersizliğe yol açar ki iki sonuçta istenmez. Tasarımcı doğru değer için yönetmelikler çerçevesinde çalışır ama -çoğunlukla haksız bazen de haklı olarak- boş kapasite eleştirisi ile karşı karşıya kalır. Bunun dört nedeni vardır:

Ucuz enerji döneminden kalan alışkanlıkla tasarımlarda %20’ye kadar yedek kapasite istenebiliyor. Toplum kültürü tarafından kabul gören -öngörülmemiş ama sonradan yapılabilecek ilaveler- yaklaşımı günümüzde de çeşitli tanımlar altında tasarımlarda yerini buluyor. Dolayısı ile tasarımlar baştan yedek yani boş kapasite ile gelir.
Maksimum talep gücü hesaplanırken kullanılan ‘’talep faktörü’’ ve ‘’eş zamanlılık’’ katsayıları her ne kadar istatistiksel doğruları ifade etseler de geniş bir sapma/hata payı içerirler. Bu yaklaşım doğal olarak boş kapasite yaratır.
Maksimum talep gücü zor şartlar(puant) için geçerlidir. Bunun dışındaki zamanlarda doğal olarak boş kapasite yaratır; örneğin yazın klima yükü nedeni ile 100% yüklenen trafonun kışın 70% yükte çalışması gibi. Bu zorunlu boş kapasite çoğu zaman hata gibi algılanır.

4.Tasarım, uygulama ve işletmenin birbirinden kopuk olması, işletme esnasında gerekli ölçümleme ve takibin yapıl(a)maması söylencelere yol açar. Ölçme yoksa doğru bilinemez.

Görülüyor ki eski yaklaşım baştan boş kapasite içeriyor, maksimum talep gücü nedeni ile oluşan dönemsel boş kapasite ile ilgilenmiyor ve ölçümleme yapmayıp durumu düzeltme şansını kullanmıyor. IEC 60364-8-1:2014 bütün bu eski alışkanlıklara karşı çıkar. Daha gerçekçi, etkin ve özenli mühendislik yaklaşımı talep eder. Şöyle ki:

1. İhtiyaçlar baştan doğru ve net belirlenmeli, tasarım çerçevesi buna göre oluşturulmalı ve ihtimale/belirsizliğe dayalı yedek/boş kapasite içermemelidir. Bir şey tanımlanamıyorsa ihtiyaç değildir.

2. Her ne kadar yönetmelikler maksimum talep gücü hesaplanırken kullanılacak ‘’talep faktörü’’ ve ‘’eş zamanlılık’’ katsayılarını belirlemiş olsalar da her proje farklı olduğundan bulunan değer tam doğru olmayacaktır. IEC 60364-8-1:2014 bu sebepten tasarımcıdan detaylı tesis yük profili çalışması yapmasını, paydaşlardan etkin destek almasını ve tesis yük profilini doğru öngörmesini ister. Tasarımı oluşturan alt konular için (aydınlatma, priz yükleri, kuvvet/tesis destek birimleri(kolaylıklar) yükleri, zayıf akım, güvenlik sistemleri, ısıtma, soğutma, havalandırma yükleri vb.) 24 saat temelinde yaz ve kış şartları için ayrı ayrı iki set yük profili çalışması yapılmalıdır. Bunlar üst üste konularak yaz ve kış için birer birleşik tesis yük profili oluşturulmalıdır. Tesisin gerçek yük profilini belirleyen bu çalışma ‘’maksimum talep gücü’’ tespitinde esas alınmalıdır. Doğru talep gücü doğru ilk yatırım maliyeti, güvenli ve verimli besleme demektir. Tasarımcının tesis enerji profilini doğru anlaması ve değerlendirmesi verimli tasarımın omurgasını oluşturur.

3. Tesis enerji profilinin doğru tespiti önemlidir ancak IEC 60364-8-1:2014 bunun ötesinde bazı başka şeyler de ister. Tesis güç profilleri gün içerisinde gece, gündüz ve puant zamanlarında 3 basamaklı dalgalı bir görünüş çizerler. Gece vakti az, gündüz vakti normal -ama sürece bağlı olarak- belli saatlerde tepe güç çekerler. Elektrik idaresi 3’lü tarife ile bu periyodları farklı birim fiyatları ile faturalar. Fikir vermek açısından söylersek Gece enerjisi 1birim paraya, Gündüz enerjisi 1,6 birim paraya, Puant enerjisi ise 2,3 birim paraya satılır. Standart tasarımcının 3’lü tarifeden faydalanmasını ve yapabildiği yükleri puant saatlerinden gece saatlerine kaydırmasını ister. Şayet bu başarılırsa maksimum talep gücü azalacak ve tüketici fatura bedeli düşecektir. Aynı zamanda idare de kazanacaktır çünkü enerji üretim birim maliyeti düşecek, nakil hat kayıpları azalacaktır. Dört ayrı noktada kazanç çok önemlidir! Bu sebeple IEC 60364-8-1:2014 tasarımcıdan yükleri üçe ayırmasını kısa süre duruşlu, uzun süre duruşlu ve çok uzun süre duruşlu olarak sınıflamasını ister. Gerektiğinde (puant zamanı) uzun süre duruşlu yükler ‘’yük atma ‘’ işlemi ile devreden çıkarılabilecektir. Hemen belirtmekte fayda var, günümüzde -yine ekonomik nedenlerle- yükler kısa süre duruşlu olarak imal edilir. Elektrik kesildiğinde hizmete devam edebilen sistemler azdır. Ancak gerekli önlem alınır ve sığaları gerektiği şekilde boyutlandırılırsa (mesela direnç ile ısıtılan günlük sıcak su deposu, pompa ile kuyudan su basılan günlük kullanım suyu deposu, akü ile çalışan forklift) puant saatlerinde beslemeleri devre dışı kalabilirler. Gece vakti enerji çekerek kendilerini yeni güne hazır hale getirebilirler. Şüphesiz süreçlere bağlı olarak bu örnekler çoğaltılabilir. Yüklerin puant zamanından geceye kaydırılması yük profilini bir dereceye kadar düzleştirir. Atılabilen her adım kıymetlidir, verimlilik hedefine giden yolu kısaltır.Burada bir başka olanağa değinip geçeceğiz. Her zaman yük atmak yeterli olmayabilir. Böylesi bir durumda pahalı puant saati içerisinde başka uygun bir yerel kaynağı devreye alarak ‘’tepe tıraşlama’’ işlemi yapmak da mümkündür. Yenilenebilir enerji kaynakları makalesinde bu konuyu daha derinlemesine inceleyeceğiz.

4. IEC 60364-8-1:2014 ölçümlemeye önem verir. Böylece süreç takibi mümkün hale gelir. Ölçüm sayesinde kazanılan bilgi çözümün yolunu açar. Tasarım ile gerçek profil karşılaştırılır, sapma, kaçak, kayıp ve yanlışlıklar tespit edilip düzeltilebilir.

Konuyu biraz uzattık ancak bir gerekçemiz var; Standart 16 tablodan 6’sını bu konuya ayırır. Standardın yük ve profilleri puanladığı tablolar şunlardır:

EM Tablo B.1 Tesis Yük profili ölçümlemesi
EM Tablo B.3 Motorlar alt grubu Yük profili ölçümlemesi
EM Tablo B.4 Aydınlatma alt grubu Yük profili ölçümlemesi
EM Tablo B.5 İklimleme ve havalandırma alt grubu Yük profili ölçümlemesi
EM Tablo B.10 kW ve kWsaat ölçümü
EEPL Tablo B.14 Yıllık tüketim performans gözlemi

Enerji verimli tasarım burada belirtilen iki temel gereksinimi sağlandıktan sonra şimdi tasarımının diğer aşamalara geçebiliriz. Bunu da bir sonraki makalemizde göreceğiz.
Kaynaklar:
IEC 60364-8-1,
IET Yayınları
IET Designer’s Guide to Energy Efficient Electrical Installations

Önceki Yazı Sonraki Yazı

Paylaş: