Ana Sayfa IDEF 2021 – Deniz Sistemleri Özel Sayısı Gemi ve Taktik Mobil Platformlar için Güç Kalitesinde Yeni Bir Dönem

Gemi ve Taktik Mobil Platformlar için Güç Kalitesinde Yeni Bir Dönem

NOVA Power Solutions’tan Uyarlanabilir Güç Faktörü Düzeltmesi Çözümü: APFC

NOVA Power Solutions, sunduğu çözümlere, elektrik gücü tüketiminde verimliliği daha da üst noktalara taşıyacak yeni bir kabiliyet ekliyor. Firma, 2021 yılından itibaren SRNT ve SRHF ürün ailesine, uyarlanabilir güç çarpanı düzeltme (Adaptive Power Factor Correction / APFC™) özelliğini kazandırdı. Bu yeni yetenek, taktik sistemlerin güç beslemesinde bir dizi avantaj sağlıyor. Bu yeteneğin en önemli üstünlüğü; özellikle gemiler, mobil sistemler ve jeneratörle beslenen küçük elektrik şebekelerinde daha düşük yakıt tüketimini sağlaması ve bu sayede sistemlerin daha uzun süre görev yapılabilmesi. Diğer yandan bu yetenek, elektrik altyapısının daha az yıpranmasına; bakım için harcanan zaman ve bakım maliyetinin de azalmasına katkı sağlayacak. Tüm bu üstünlükler, toplamda, geminin ya da mobil platformun göreve hazır olma durumunu yüksek düzeyde tutacak.

Güç faktörü (power factor) ya da güç çarpanı (güç katsayısı olarak da anılır), enerji verimliliğinin bir göstergesi olarak, 0 ila 1 arasında bir sayı olarak ifade edilebilir. Güç çarpanının yüksek olması, enerjinin verimli kullanıldığını gösterir. Ticari elektronik ekipmanların birçoğu, güç çarpanını olabildiğince yüksek tutacak şekilde, bir tür güç çarpanı düzeltmesi özelliğine sahiptir. Ancak bu işlevi yerine getiren devreler, çekilen yüke uyumlu olarak değil, tipik olarak “sabit” bir yük miktarına göre çalışır. Çoğu zaman da güç çarpanı, ekipmanın azami elektrik yükü altında çalıştığı koşullarda optimize edilmek üzere tasarlanmıştır. Oysa elektrik yükü ya da çekilen güç, günlük çalışma temposunda değişiklik gösterir. Bu tempoda, güç çarpanı da önemli ölçüde düşer ve sabit işleyişe sahip güç çarpanı düzeltme devreleri, özellikle düşük yüklerde çok etkili olmaz.

Şekil 1. Güç üçgeni

Bugüne kadar, NOVA Power Solutions mühendislerinin bir savunma sistemini besleyecek ya da koruyacak güç birimlerinin gereğinden yüksek çıkış gücünde tasarlanmaması yönündeki önerilerinin nedeni, güç çarpanı düzeltme işlevindeki bu yetersizlikti. Sonuçta, gereğinden fazla çıkış gücü sağlanmasından kaynaklanan düşük güç çarpanı, yüksek maliyet ve yüksek enerji tüketimi demek.

Firmanın yeni geliştirdiği ve uyarlanabilir güç çarpanı düzeltmeAPFC™ teknolojisi olarak adlandırdığı yöntem ise soruna etkin bir çözüm getiriyor. NOVA Power Solutions’un SRNT ve SRHF ürün ailesine kazandırdığı uyarlanabilir güç çarpanı düzeltme yeteneği APFC™, güç çarpanını, değişen elektrik yüklerine göre ayarlayabiliyor. APFC™, elektrik gücünün her koşulda daha verimli kullanılmasını sağlıyor ve gemi ve diğer platformlarda çalışacak taktik sistemlerin tasarımını da etkileyecek bir özellik olarak ortaya çıkıyor. Sonuç olarak yüksek verimlilik, özellikle deniz ve taktik seyyar kara platformlarında, başta daha az yakıt tüketimi olmak üzere bir dizi avantaj sağlıyor.

Güç Çarpanı Neden Önemlidir?

NOVA Power Solutions firmasının sunduğu bu yeni yeteneğin daha iyi anlaşılabilmesi için “güç çarpanı” ve “güç çarpanı düzeltmesi” kavramlarına biraz daha yakından bakmak gerekiyor.

Gerçek güç (real power-şebekeden çekilen toplam güç), reaktif güç (reactive power), görünür güç (apparent power-ekipmanı çalıştırmak için kullanılan güç) ve güç açısı φ arasındaki ilişki, Şekil 1’de yer alan güç üçgeni ile temsil edilir. Burada, güç çarpanı, watt (W) olarak ölçülen etkin gücün, volt amper (VA) olarak ölçülen görünür güce oranıdır. Diğer bir deyişle φ açısının kosinüsüdür. Enerji verimliliğinin ölçütü olan güç faktörü; yüzde ya da 0 ile 1 arasında ondalık bir katsayı olarak gösterilir.

Şekil 2. Güç Çarpanı ile ilgili bir örnek

Düşük güç çarpanı, elektrik enerjisinin verimsiz kullanıldığı duruma işaret eder. %95’lik ya da 0,95’lik güç faktörü, %75’lik ya da 0,75’lik güç faktörüne göre daha büyük verimlilik anlamına gelir. Örneğin, Şekil 2’deki durumda, sisteme sağlanan enerjinin ancak %70’i, etkin güç olarak kullanılmaktadır.

Güç çarpanın düşük olması, güç dağıtım sisteminin genelinin maliyetini de arttırır; çünkü ekipmanlara enerji ulaştırabilmek için daha yüksek akım değerlerine ulaşmak gerekir.

Kısaca, güç çarpanının düşük olması, elektrik enerjisinin verimsiz bir şekilde kullanılması demektir. Bu da beraberinde bir dizi sakıncayı doğurur:

  • Cihaz, kablo ve bağlantı elemanlarının fiziksel boyutlarında artış ve yüksek maliyet
  • İletim hatları, ekipman ve alt bileşenlerin kapasitesinde ve maliyetinde artış
  • Yüksek akım çekiminden kaynaklanan hat kayıpları
  • Yalıtım malzemelerinde ve cihazın bileşenlerinde ısıdan kaynaklanabilecek hasarlar
  • Gerilim regülasyonunda zayıflık ve voltaj düşmelerinde artış
  • İşe yarar (gerçek) güçte düşüş, tüketilen toplam enerjide artış (Enerji tüketim maliyetinde artış, gemi ya da taktik platformlarda yakıt tüketiminde artış)

Düşük Güç Çarpanı Nasıl Oluşur?

Düşük güç çarpanının temel nedeni, “endüktif” olarak adlandırılan yüktür. Transformatörler, tek ya da 3 fazlı elektrik motorları (gemilerde top taretleri, radar anten motorları, tahliye tulumbaları vb.), yüksek yoğunluklu aydınlatma, endüstriyel fırın ve ısıtma sistemleri gibi yükler, uygulamalarda, gücün önemli bir bölümünü tüketen endüktif yüklere örnek olarak verilebilir.

Elektrik gücü tüketilirken ısı yayılımına yol açan rezistif yüklerin aksine endüktif yükler, akımın manyetik bir alan yaratması; bu alanın da güç üretmesi ile ortaya çıkar. Endüktif yüklerin ihtiyaç duyduğu görünür güç, gerçek güç ve reaktif güçten oluşur.

Reaktif güç, işe dönüşmez; manyetik alanı oluşturan akım tarafından tüketilir ve kilovolt-amper-reaktif (kVAR) birimi ile ölçülür. Endüktif yüklerin ihtiyaç duyduğu reaktif güç, aynı zamanda, elektrik dağıtım sistemindeki görünür güç ihtiyacını arttırır. Reaktif ve görünür güçteki artış ise güç çarpanını azaltır.

Güç Çarpanı Düzeltmesi

Güç çarpanı düzeltmesi, verimsizliği gidermeyi ve güç çarpanı değerini yükseltmeyi amaçlayan, özel bir devre ya da güç kaynağı ile gerçekleştirilir.

Şekil 3. Güç Çarpanı ile ilgili sütlü kahve benzetmesi

İyileştirilmiş güç çarpanının öne çıkan yarar ve üstünlükleri şu şekilde sıralanabilir:

  • Sistem ve cihazlarda verimlilik artışı
  • Voltaj düşmelerinde azalma, gerilim regülasyonunda iyileşme
  • Cihaz, kablo ve bağlantı elemanlarının fiziksel boyutları ve maliyetinde düşüş
  • İletim hatları, ekipman (trafo ve jeneratör vb.) ve alt bileşenlerin boyut, kapasite ile maliyetinde düşme
  • Düşük hat kayıpları ve düşük ısı
  • İşe yarar (gerçek) güçte artış
  • Tüketilen toplam enerjide düşüş (Enerji tüketim maliyetinde düşüş, gemi ya da taktik platformlarda yakıt tüketiminde tasarruf)

Güç faktörü düzeltmesi, Şekil 3’te yer alan sütlü kahve ve köpük analojisi ile de anlatılabilir. “Verimli” bir sütlü kahve dolumu, daha çok kahve (etkin güç) ve daha az köpük (reaktif güç) içerir. Burada kahve işe dönüşen gücü; köpük ise bir ekipmanı çalıştıran ancak işe dönüşmeyen gücü temsil eder.

Adaptif Güç Çarpanı Düzeltmesi (APFC™)

Adaptif ya da uyarlanabilir güç çarpanı düzeltmesi, ekipmanın elektrik yükündeki dalgalanma ve değişimlere rağmen güç faktörü değerini yüksek tutarak enerji verimliliğini yüksek düzeyde korumayı hedefliyor. Diğer bir deyişle çalışma sırasında yük miktarının azalması ya da artması durumunda, dinamik bir güç çarpanı düzeltme algoritması sayesinde güç çarpanı, belli bir katsayıda tutuluyor.

NOVA Power Solutions’un SRNT ve SRHF ürün ailesine getirdiği, uyarlanabilir güç faktörü düzeltme yeteneği APFC™, sabit güç faktörü düzeltme devresine göre çok daha yüksek bir güç verimliliği sağlıyor. Bu yetenek; gemiler, uzaktaki üsler ve diğer taktik mobil platformlar için önemli avantajlar sağlıyor. En önemlisi de daha düşük yakıt tüketimi sayesinde birliklerin, görev bölgesinde daha uzun kalabilmesi.
Ayrıca, bir geminin ya da taktik askeri platformun güç altyapısının daha az yıpranmasına ve bakım için harcanan zaman ve bakım maliyetinde azalmaya neden oluyor. Diğer bir deyişle göreve hazır olma yüzdesinde artış sağlanıyor.

NOVA Power Solutions, arıza ya da kesintinin kabul edilemez olduğu savunma ve güvenlik sistemlerinin zorlu çalışma ve çevre koşullarına dayanıklı, askeri standartlara uyumlu özel tasarım sürekli güç sistemleri geliştiriyor.  NOVA Power Solutions’un güç sistemleri, sürekli devrede olan “güç iyileştirmesi” yeteneği ile hassas ekipmanları, kara ve deniz platformlarının ve uydu yer istasyonlarının taktik ortamının sert çevresel koşullarından koruyor. Böylece, sistemlerin çevresel koşullara direncini ve güvenilirliğini arttırıyor.

NOVA Power Solutions, 8 yıldır, Türk savunma ve güvenlik sektöründeki ana entegratörler ile sistem ve cihaz geliştiricilerine, özellikle yerli özgün sistem projelerinde, özel çözümler sağlıyor.

Okuyucularımız, NOVA Power Solutions çözümleri ile ilgili soruları ve talepleri için NOVA Power Solutions Avrupa, Orta Doğu ve Afrika Bölgesi İş Geliştirme Yöneticisi Süleyman BAYRAMOĞLU ile suleyman.bayramoglu@novapower.com e-posta adresi üzerinden bağlantıya geçebilir.

 144 Toplam Görüntüleme,  6 Günlük Görüntüleme

İlgili İçerikler

Bu web sitesi deneyiminizi geliştirmek için çerezler kullanmaktadır. Bu konuda bilgi sahibi olduğunuzu düşünüyoruz, ancak isterseniz devre dışı bırakabilirsiniz. Kabul Et Detaylı bilgi almak için tıklayın.