YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Elektrik elde etmek için kullanılan farklı, yenilenebilir enerji kaynakları

Teknolojinin yükselişi, çeşitli yenilenebilir enerji formları yaratmak ve bunlardan yararlanmak için doğal kaynaklardan yararlanmamızı sağladı. Bunları kullanmak, belirli bir uzun vadeli enerji özerkliğini sağlamanın yanı sıra eko-sorumlu yönetim avantajı da sağlar. 

Bu ana doğal enerji kaynakları başlıca:

1) Güneş, yeşil enerji ile eşanlamlı bir kaynak

Güneşten gelen doğal ışık potansiyel yenilenebilir enerji kaynağıdır. UV radyasyonu fotovoltaik ve termal enerji sağlar

Birincisi gün ışığından faydalanarak elektriğe dönüştürür. İkincisi genellikle bir binanın içini ısıtmak için kullanılır. Bir fotovoltaik sistemin kurulması, fotovoltaik güneş panellerinin kullanılmasına neden olur. Termal enerjinin enerjisi, güneş enerjili ısıtma veya güneş enerjili su ısıtıcıları kullanılarak gerçekleştirilir.

2) Yenilenebilir enerji: su

2000 yılı aşkın bir süredir kullanılan su enerjisi, bir zamanlar tahıl öğütmek için kullanılıyordu. Ayrıca  fabrikalarının ve çeşitli endüstrilerinin işletilmesini mümkün kılan bir özelliği vardı. Halen aynı işlem elektrik üretmek için kullanılmaktadır. Hidrolik güç, bir alternatör kullanarak elektrik akımı üretmek için suyun kinetik enerjisini kullanarak bir türbinin harekete geçirilmesinden oluşur.

3) Enerji kaynağı olarak :  hava

Rüzgar türbininin çalışmasını orijinal haliyle gerçekleştiren eski rüzgar fırıldaklarını hatırlıyoruz. Bugün, teknik gelişmeler rüzgarın kinetik enerjisini yenilenebilir enerjiye dönüştürmemizi sağladı. Aslında, rüzgar türbinleri bir jeneratöre bağlandığında hava kütlelerinin oluşturduğu mekanik kuvveti elektriğe dönüştürebilir. Rüzgar türbini tesisi karada kurulduğunda ''Onshore''  ve açık denizde kurulduğunda ''Offshore'' olarak adlandırılır.

4) Yenilenebilir enerjiye dönüştürülen organik maddeler

Organik madde ve biyokütle, enerjiyi ısı, yakıt ve elektrik şeklinde doğal olarak kullanmak için kullanılır. Şu anda bundan yararlanmak için çeşitli teknikler kullanılmaktadır: yanma, piroliz, gazlaştırma ve metanaysan. Atık, kalıntı, kullanılmayan gaz ... kanal enerjisine geri dönüştürülebilir ve ısı şeklinde geri gönderilebilir. hatta tahta ve odunlar, doğal bir ısı, elektrik ve yakıt kaynağı olarak kullanılmaktadır.

5) Yeraltı kaynaklarından elde edilen enerji: Jeotermal

Bu yenilenebilir enerji kaynağının en eski kullanıldığı yer Lipari Adaları'nda 4000 yıl öncesine dayanıyor. Termal banyolar için doğal sıcak su kaynağı. Amaç, ısıtma ihtiyaçlarını karşılamak için yerden termal enerji çekmektir. Günümüzde doğal olarak elektrik üretmek için yüksek ve orta enerjili jeotermal enerjiden yararlanmayı başarıyoruz.

Yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu, kimyasallar içeren sıcak su, buhar ve gazlar jeotermal enerji olarak adlandırılıyor. Bu enerji türü elektrik enerjisi üretimi, merkezi ısıtma, merkezi soğutma, sera ısıtması vb. ısıtma ve soğutma uygulamalarında kullanılabiliyor.

FOTOVOLTAİK DIŞ CEPHE UYGULAMASI

Yapı malzemeleri FOTOVOLTAİK teknolojisini yakından takip ederek, büyük bir ilerleme kaydedmiştir.  
Bu ilerleme, yapı malzemeleri aracılığıyla mimaride de birtakım değişimlerin gerçekleşmesine neden olmuştur. Örnek olarak “elektrik üreten cephe ve çatılar” ı gösterebiliriz.  Güneş enerjisinden direkt olarak elektrik üreten fotovoltaik hücreler, fotovoltaik modüller ve fotovoltaik paneller şeklinde yapıda cephe ve/veya çatı kaplaması olarak çeşitli şekillerde kullanılmaktadır. 

Fotovoltaik hücreler, güneş ışığından direkt olarak elektrik enerjisi üreten yarı-iletken malzemelerdir. Güneş hücreleri olarak da bilinen fotovoltaik hücrelerin boyutları ve formları üretim özelliklerine göre değişse de genelde boyutları 10x10 cm’dir ve kalınlıkları ise mikronmetre ile ölçülecek kadar incedir. Bunların birden fazlasının biraraya getirilmesiyle fotovoltaik modüller oluşturulmaktadır. Fotovoltaik hücrelerin, üretimlerine bağlı olarak oluşan mono-kristal, polikristal ve ince-film-amorf-silikon diye adlandırılan türleri vardır. 


ÖRNEK BİR FOTOVOLTAİK DIŞ CEPHE UYGULAMASI -Paris'te bir bina

Senelik, ortalama 1661 saat güneş gören Paris'te bir binanın dış cephesi, fotovoltaik panolarla donatılarak elektrik üretiyor. Bu enerji ile binanın aydınlatma ihtiyacı karşılanıyor. Panodaki teknik bilgiler, bulutlu bir günde üretilen elektrik miktarını gösteriyor.

O günkü güç : 2400 Watt
Toplam üretim : 98448 kWh ( kilowatsaat)
Havaya yayılması engellenen Toplam karbondioksit CO2: 33472 kg

Güneş enerjisi ile elektrik üretimi detayları aşağıdaki linkte

https://amperwatt.blogspot.com/2016/12/gunes-enerjisi-nedir-nasil-elektrik.html

APARTMAN DAİRESİ ELEKTRİK DAĞITIM PANOSU

70m² lik bir apartman dairesinin elektrik panosu

Panoda kullanılan malzemeler, açıklamalı resimdede görüleceği gibi kaliteli elemanlardan oluşmuştur,  can ve mal güvenliği açısından ideal bir koruma oluşturmaktadır.

70m² lik bir apartman dairesinin monofaze elektrik panosu malzemeleri:

1- Termik-manyetik ve Kaçak akım korumalı (diferansiyel), nötr kesmeli 

     ana pano şalteri, 63 A- 30mA, Besleme kabloları 10mm²

2- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, ışık devreleri sigortası 10A, dağıtım kabloları 1,5mm²

3- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, ışık devreleri sigortası 10A, dağıtım kabloları 1,5mm²

4- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, ışık devreleri sigortası 10A, dağıtım kabloları 1,5mm²

5- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, ışık devreleri sigortası 10A, dağıtım kabloları 1,5mm²

6- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, priz devreleri sigortası 16A, dağıtım kabloları 2,5mm²

7- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, priz devreleri sigortası 16A, dağıtım kabloları 2,5mm²

8- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, priz devreleri sigortası 16A, dağıtım kabloları 2,5mm²

9- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, priz devreleri sigortası 16A, dağıtım kabloları 2,5mm²

10-Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, priz devreleri sigortası 20A, dağıtım kabloları 2,5mm²

11- Zaman saati, 220 volt - 16 A

12- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, parafudr koruma sigortası, monofaze 20A

13- Parafudr monofaze Imax 15 kA

14- Zil transformatörü 220 volt AC / 8 volt AC - 0,4 A 50/60 Hz

15- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, fırın prizi sigortası 32A, dağıtım kabloları 4mm²

16- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, çamaşır makinası sigortası 20A, dağıtım kabloları 4mm²

17- Termik-manyetik korumalı, nötr kesmeli, pano prizi sigortası 20A, dağıtım kabloları 2,5mm²

18- Pano prizi

19- Topraklama dağıtım barası

TERMİK - MANYETİK DEVRE KORUMALARI

Termik - manyetik koruma nasıl sağlanır ?

 Termik manyetik koruma elemanları iki büyük aileden oluşur.

  A-Kartuş sigortalar ( g tipi kartuş ve M tipi kartuş )
  B-Otomatik devre kesiciler

 A- KARTUŞ TİPİ SİGORTALAR   g tipi kartuş sigortalar elektrik tesisatlarını,zayıf ve kuvvetli yüklere ayrıca kısa devrelere karşı korurlar.  Genel kullanımlar için çok uygundur.Sigorta üzerindeki harfler ve rakamlar siyah renklidir.Kartuş üzerinde okunan  akım ve gerilim değerleri nominal akım ve nominal gerilim dir.

NOMİNAL AKIM VE NOMİNAL GERİLİM NE DEMEKTİR ?   

Nominal Akım: Bir sigortanın içinden sonsuz kere geçerken,sigortayı aşırı ısıtmayan veya sigortayı açmayan akımdır. 

Nominal gerilim: Bir sigortanın çalışabileceği maksimum gerilimdir.  Örnek : Bir sigortanın üzerinde 380 V yazıyorsa ,bu sigorta 380 volt a kadar olan gerilimlerde kullanılır demektir,    110,220 ve 380 voltta kullanılır fakat 440 veya 1000 voltta kullanılamaz demektir.
Aynı şekilde 32 Amper yazıyorsa,  bu sigorta 40 veya 50 amperlik devrelerde kullanılamaz demektir.   M tipi kartuş sigortalar elektrik tesisatlarını,çok kuvvetli yüklere ayrıca kısa devrelere karşı korurlar,fakat özellikle  motor devrelerinde kullanılır ,motor kalkış akımını (demaraj akımı) karşılayacak şekilde hesaplanır. Termik bir koruma (röle)  ile beraber kullanılır. In = 44 A olan bir motor devresi 50 Amperlik bir M tipi kartuş sigorta ile korunur.

 B-OTOMATİK DEVRE KESİCİLER  ( Otomatik sigortalar )  Elektrik tesisatlarını, aşırı yüklere ve kısa devrelere karşı korurlar.Ayrıca kumanda ve kesme görevi yaparlar.
En büyük özelliği  ise aşırı yüklerde ve kısa devrelerde otomatik olarak devreyi açar, tesisattaki hata onarıldıktan sonra ,otomatik sigortayı yeniden  kapatarak devreyi koruyabilirsiniz.  

OTOMATİK SİGORTA ÜZERİNDEKİ RAKAMLAR VE HARFLER NEDİR ? 

 U =  SIGORTA TİPİ 
( 10 A ) =  NOMİNAL AKIM 
N = NÖTÜR
3000 = KISA DEVRE ANINDA , AÇMA GÜCÜ
230 V = NOMİNAL GERİLİM

 

KISA DEVRE ANINDA AÇMA GÜCÜNÜN ÖNEMİ NEDİR ?

 Bir elektrik tesisatındaki kısa devrenin iki türlü tehlikesi vardır.  Termik ve elektrodinamik tehlikeler. Bu tehlikeler çok büyük  hasarlara yol açabilirler. Bu yüzden bir sigortanın açma gücü ne  kadar büyük olursa o kadar devre korunmuş olur. Bir kısa devre anında oluşabilecek akımın efektif değeri 100 000 A civarındadır.Yüksek açma güçlü sigortalar elektrik  tesisatlarına kısa devreye karşı daha iyi korurlar. Elektrik tesisatındaki iki türlü arıza otomatik sigortayı açar.

 1.ISINMA:  Aşırı yük veya aşırı ısınma durumunda,otomatik sigortanın termostat fonksiyonu devreye girerek sigortayı açar, devrenin açılma zamanı , devreden geçen akıma göre ters oran  tılıdır. 

  W = R.I².t    formülünde :

  W : Enerji, ölçü birimi Jül 
   I : Akım, ölçü birimi Amper
   R : Termokupl un direnci, ölçü birimi Ohm
   t : Zaman, ölçü birimi Saniye

   Örnek : Eğer devreden geçen akım termokuplu ağır ağır ısıtıyorsa , sigortanın açılma zamanı uzun olur , buna karşılık , devreden  çok yüklü bir akım geçiyorsa, sigortanın açılma zamanı çok kısa olur.

  2.KISA DEVRE:    Kısa devre durumunda ise bir elektromanyetik mekanizma,otomatik sigortayı çok kısa bir zamanda açar.  Açma işlemi, saniyenin binde birinden daha kısa bir zamanda gerçekleşir.

                                      

YILDIZ ÜÇGEN BAĞLANTIDA KUMANDA VE GÜÇ DEVRELERİ

Yıldız üçgen bağlantıda kumanda devresi

 Yukarıdaki şemada :  S2 ÇALIŞTIR butonuna bastığımız zaman, KM1 kontaktörüne gerilim veririz, KM1 açık olan kontaktlarını kapatır, kapalı olan kontaklarını açar ve KM2 hat kontaktörünü çalıştırır, kendi kendini besleyen KM2 kontaktörü zaman rölesini çalıştırmaya başlar, bu arada KM1 kontağı KM3 kontaktörünün gerilim altında kalmasını önler.

Bu safhada motor yıldız bağlantı olarak çalışmaya başlar. Zaman rölesi süresi dolduğunda, KM1 üzerinde gerilim olmayacağından (KM2 nin zaman ayarlı NC kontağı açılır), bu durum KM3 ün beslenmesine yardımcı olur. (KM2 nin zaman ayarlı NO kontağı sayesinde) 

Böylece KM3 kontaktörü çalışır ve motor üçgen bağlantı pozisyonuna geçer. Bu arada KM3 kontağı KM1 kontaktörünün devreye girmesini önler. Buna elektriksel kilitleme denir.  Eğer motoru durdurmak istiyorsak, STOP butonuna basarak bu işlemi gerçekleştirebilirsiniz.

Yıldız üçgen bağlantıda güç devresi

Yukarıdaki Güç devresi şemasında, termik rölenin kalibre ayarı, sigortalı kesicilerin amperaj ayarları ve topraklama çok önemlidir.

L1- L2 - L3 trifaze şebeke

PE topraklama hattı

F1 termik röle

                                                 

YILDIZ-ÜÇGEN YOL VERME NEDİR ?

Üç fazlı asenkron motorlarda yıldız - üçgen yol verme

 Üç fazlı Asenkron motorlara yol vermek için, yıldız üçgen yol verme (demaraj) şeması elektroteknikte çok kullanılır. Bu tip yol verme, direkt yol verme riskini ortadan kaldırmak için kullanılır.  

 DİREKT YOL VERME RİSKİ NEDİR : Direkt yol vermede, akım yoğunluğu, motorun nominal akım yoğunluğuna göre 5 ile 7 kat fazladır. Büyük çaplı motorlarda 7 kat fazla olan direkt demaraj akım, besleme ve koruma hatlarında   ( kablo - klemens -sigorta - şalter - kontaktör - termik röle ) çabuk eskimelere hatta bu malzemelerin tamamen tahrip olmasına yol açarlar. Bu zararları önlemek için yıldız üçgen yol verme kullanılır.   

 YILDIZ ÜÇGEN YOL VERMENİN ŞARTLARI NEDİR:    
 1-Üçgen montajının gerilimi, şebeke gerilimi ile aynı olmalıdır  
 2-Motorun demarajı iki zamanlı olmalıdır    
 2-1-Birinci zamanda yıldız bağlama devreye girer ve bir faz üzerindeki gerilim düşer 
    yani  U / √3 olur.
 2.2-İkinci zamanda ise yıldız bağlama devreden çıkar ve hemen üçgen bağlama devreye girer
 3-Yıldız bağlamadan üçgen bağlamaya geçiş zamanı çok kısa olmalıdır.

 YILDIZ BAĞLAMA
 Besleme hattı üzerindeki akım = Alıcı, yani bobin üzerindeki akım ( I = Iz ) buradan :

 Yıldız bağlama akımı

                       Yıldız bağlama gücü                

ÜÇGEN BAĞLAMA   

Her alıcı üzerindeki akım = Alıcı, yani bobin üzerindeki akım :

                                           

                   Üçgen bağlama akımı

 Üçgen bağlama gücü

Sonuç olarak: Üç fazlı asenkron motorların, birinci zamanda yıldız bağlantı olarak yol alması, nominal akımın ve gücün 3 kere daha düşük olmasını sağlar.

                         

FAZ KAYMASI NEDİR ?

Faz kayması nedir ? 

İki alternatif dalga arasındaki faz kayması, bu dalgalar arasındaki faz farklılığından kaynaklanır.

Genellikle bu faz farkı, aynı anda gözlemlenir ve ölçülür, buna karşılık bu farklılık her zaman aynı yerde oluşmaz. İki alternatif ve sinüsoydal dalga arasındaki faz kayması ölçü birimleri:

  1-Bir açı ise radyan veya derece ve hatta devir olarak
  2-Bir zaman ise saniye olarak
  3-Bir uzaklık veya mesafe ise metre olarak ölçülür

    Bir elektrik devresi sadece bir direnç ile kurulu ise :

Yukarıdaki grafiktede görüldüğü gibi saf bir direnç  devresinde gerilim ve akım dalgalarının  başlangıç noktaları aynıdır ve aynı zamanda pozitif ve negatif olmaktadırlar. Bu devrede bir faz kayması yoktur. Akım ve gerilim aynı fazdadır.

    

  Bir elektrik devresi sadece bir kondansatör ile kurulu ise ( yani kapasitif devre ise ) :

Yukarıdaki grafiktede görüldüğü gibi sadece bir  kondansatör  devresinde gerilim ve akım dalgalarının başlangıç noktaları aynı değildir ve maksimum değerleri aynı zamanda pozitif ve negatif olmamaktadırlar. Bu devrede bir faz kayması vardır. Akım ve gerilim aynı fazda değildir.  Burada bir faz kayması oluşur akım, gerilime göre bir çeyrek periyot öndedir.

 Yukarıdaki grafikteki iki vektör bize akım ve gerilimi gösteriyor.Akım vektörü 90° lik dik bir açı oluşturuyor   zira akım dalgasının başlangıç devirindeki değeri maksimum dur, buna karşılık gerilim vektörü yataydır ve başlangıç devirindeki değeri 0 dır.  Bu iki vektör aralarında 90° lik dik bir açı oluşturuyorlar, işte bu açıya faz kayması açısı deniliyor.

  Bir elektrik devresi sadece bir bobin ile kurulu ise ( yani endüktif devre ise ) :

Yukarıdaki grafiktede görüldüğü gibi sadece bir  bobin  devresinde gerilim ve akım dalgalarının başlangıç noktaları aynı değildir ve maksimum değerleri aynı zamanda pozitif ve negatif olmamaktadırlar. Bu devrede bir faz kayması vardır. Akım ve gerilim aynı fazda değildir. Burada bir faz kayması oluşur, gerilim, akıma göre bir çeyrek periyot öndedir. Yukarıdaki grafikteki iki vektör bize akım ve gerilimi gösteriyor. Gerilim vektörü 90° lik dik bir açı oluşturuyor zira gerilim dalgasının başlangıç devirindeki değeri maksimum dur, buna karşılık akım vektörü yataydır ve başlangıç devirindeki değeri 0 dır.  Bu iki vektör aralarında 90° lik dik bir açı oluşturuyorlar, işte bu açıya faz kayması açısı deniliyor.