Kesintisiz Güç Kaynakları ve Akülere Genel Bakış TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI İZMİR ŞUBESİ

Transkript

1 Kesintisiz Güç Kaynakları ve Akülere Genel Bakış TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI İZMİR ŞUBESİ Atınç ÖZGÜN 26 Mayıs İzmir

2 Kesintisiz Güç Kaynakları ve Akülere Genel Bakış Atınç ÖZGÜN 26 Mayıs İzmir

3 Seminer Konuları Masterguard Güç Kaynakları ve Chloride Group PLC Genel Tanıtımı Kesintisiz Güç Kaynakları Teknolojilerine Genel Bakış Akü Teknolojilerine Genel Bakış Kesintisiz Güç Kaynağı Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekli Konular Sorular ve Cevapları 3

4 Chloride Group PLC Genel Tanıtımı France Lyon Industrial Manufacturing UK Southampton, Chloride Power HQ Sales & Service UK London, Group Headquarters Italy Bologna, UPS - Manufacturing Sales & Service Germany Erlangen, Sales & Service Russia Partnership Kazakhstan Sales & Service USA Chicago, Conditioners Manufacturing North America HQ China Sales & Service Thailand Sales & Service Brazil Sao Paulo, Latin America HQ Sales & Service India Partnership Argentina Sales & Service Singapore Sales & Service Spain Portugal Sales & Service France Sales & Service Poland Sales & Service Turkey Sales & Service UAE Dubai,M.E. HQ Sales & Service Australia Sales & Service 58 den fazla ülkede faaliyet göstermekteyiz. 4

5 Chloride Group PLC Genel Tanıtımı Chloride Enerji Koruma Çözümleri konusunda dünyanın lider firmalarından birisidir. Ana konuları olan Kesintisiz Enerji Çözümleri, Enerji Kalitesi İyileştirmeleri Konularında patent sahibi pek çok çözüme sahiptir. CHLORIDE Her Türlü Kritik Uygulamalarda Lider Her türlü kritik uygulamada dünya çapında 150 Yılı aşan tecrübe, bilgi birikimi, çözüm ve referansa sahiptir. Londra Borsası nda İşlem gören bir kurum - FTSE Milyar $ üzerinde kapitali ile sektöründe dünya 4.sü 1500 kişinin çalıştığı bir dünya firması Operasyonlar* Millyon CAGR** 15% % +1% +18% +14% +31% European UPS Company of the Year 03/04 04/05 05/06 06/07 07/08 *GBP ( ) converti en EUR ( ) suivant le taux 1 GBP = EUR ** CAGR = Compound Annual Growth Rate taux d évolution annuel moyen 5

6 Masterguard Güç Kaynakları Ltd Şti - Türkiye 1985 yılında Türkiye de Siemens ile başlayan günümüzde ise Chloride PLC ile devam eden sektörünün elit, lider ve tecrübeli firmasıyız. Chloride Group PLC nin Türkiye ve Türki Cumhuriyetler deki operasyonlarını yönetiyoruz. Frost&Sullivan 2009 Türkiye Stratejik Rekabette Liderlik Ödülü Kazakistan ve Azerbeycan da kendi şirketlerimiz, Özbekistan, Türkmenistan gibi diğer ülkelerde ise temsilciliklerimiz ile geniş bir bölgeye çözüm sunuyoruz. Türkiye de 8 bölgede kendi servis merkezleri ile hizmetinizdeyiz 100 ün üzerinde personel ile satış, servis, tasarım, mühendislik hizmetleri ve danışmanlık hizmetleri sunuyoruz. 6

7 Ürün Yelpazemiz AC UPS Çözümleri 1 Faz Giriş 1 Faz Çıkışlı Sistemler (A Serisi) 3 Faz Giriş 1 Faz Çıkışlı Sistemler (E Serisi) 3 Faz Giriş 3 Faz Çıkışlı Sistemler (Cı, D-MPR, D, Sııı,, Trinergy Serileri) AC ve DC Dağıtım Kabinleri Anahtar Teslim Çözümler (Endüstriyel, Data Center, IT, Telekom, Sağlık, Askeri çözümler) Enerji Çözümleri Acil Durum Asansör Uygulamaları Regeneratif AC UPS Çözümleri Elektronik AC Yük Bankaları Solar / Wind Power Çözümleri Aktif Harmonik Filtreler Her Türlü Akü Çözümleri Kesintisiz Transfer Üniteleri Enerji Analiz ve İzleme Yazılımları Akü İzleme Çözümleri Endüstriyel Tip UPS Çözümleri AC UPS Çözümleri (Excor Apodys Serisi) DC UPS Çözümleri (Excel Apodys, TnDys, CF Serileri) Inverter Çözümleri (Exond Apodys Serisi) AC ve DC Dağıtım Kabinleri Anahtar Teslim Çözümler 7

8 Neden UPS Kullanılmalı... güç kesintisi UPS: İdeal enerji frekans dalgalanması... gerilim dalgalanması... yük ne olursa olsun değişmeyen bir frekansa ve gerilime sahip sabit bir sistem... ani darbeler 8

9 Kesintisiz Güç Kaynakları Teknolojilerine Genel Bakış Off Line Kesintisiz Güç Kaynakları Line Interactive Kesintisiz Güç Kaynakları On Line (Çift Çevrim) Kesintisiz Güç Kaynakları Dinamik Kesintisiz Güç Kaynakları Flywheel Uygulamaları Solar / Wind Çözümleri 9

10 Off Line Kesintisiz Güç Kaynakları Şebeke Girişi Yük Şebeke Anahtarı Redresör Akü İnvertör Kesinti olmadığı sürece yük direkt olarak şebekeden beslenir. Enerji problemi olduğunda invertör çalışır ve kısa bir kesintiyle yükün beslemesini üzerine alır. Redresör ise sadece aküleri şarj edebilir. Off-line UPS ler gerilim veya frekans regülasyonu yapmaz. 10

11 Line Interactive Kesintisiz Güç Kaynakları Şebeke Girişi Choke Şebeke Anahtarı Yük Akü şarj deşarj İnvertör Bypassanahtarı Şebeke ve invertör paralel olarak çalışır. Şebeke girişi yükü besler, invertör de hem enerji kalitesini rafine eder hem de aküleri doldurur. Elektrik kesintisi olması durumunda şebeke anahtarı açılır ve yük invertörden beslenir. Line-interactive UPS ler çok basit anlamda gerilim regülasyonu yapar, ancak frekans regülasyonu yoktur. 11

12 On Line (Çift Çevrim / Double Conversion) Kesintisiz Güç Kaynakları Bypass Redresör İnvertör Şebeke girişi Yük Akü Redresör sürekli AC girişi DC ye çevirir, aküleri şarj eder ve de inverteri besler.inverter devamlı olarak sabit gerilim ve frekansla yükü besler.şebeke kesintisi meydana geldiğinde inverter otomatik olarak akülerden beslenmeye başlar. On-line UPS ler elektronik gerilim ve frekans regülasyonu yapar. 12

13 Off Line Kesintisiz Güç Kaynakları Şebeke Empedans Bypass Akü İnverter Çıkışta Güç Kompanzasyonu YOKTUR 13

14 Dinamik Kesintisiz Güç Kaynakları Statik KGK Diesel Engine G Switchboard/ATS STATIC UPS UPS Mech Load IT Load E Diesel Engine G Switchboard DRUPS Mech Load Hitec Eurodiesel Hitzinger EVW Dinamik UPS Çözümleri Switchboard Electronics Choke Diesel Engine E G IT Load 14

15 Solar / Wind Uygulamaları 15

16 Statik Kesintisiz Güç Kaynaklarî Karşılaştırılması Enerji bozulması çeşitleri Enerji kesintisi Transients Harmonikler RMS değişimleri Frekans değişimleri On-line L.-interactive Off-line Tam uygun - Kısmen uygun - - Uygun değil 16

17 GÜVENİLİRLİK Atınç ÖZGÜN 26 Mayıs İzmir

18 On Line (Çift Çevrim / Double Conversion) Kesintisiz Güç Kaynakları Bypass Redresör İnvertör Şebeke girişi Yük Akü 18

19 Statik UPS Online UPS Çözümleri Güvenilirlik Karşılaştırması Alt sistem MTBF (saat) MTTR (saat) Redresör 200k 2 Akü 90k 2 İnvertör 130k 2 Static switch 1250k 2 19

20 DAHA FAZLA GÜVENİLİRLİK Atınç ÖZGÜN 26 Mayıs İzmir

21 On Line Kesintisiz Güç Kaynakları Uygulama Çeşitleri Dağıtılmış (Distributed) Paralel / Redundant Çözüm BYPASS GİRİŞİ UPS A BYPASS C.S ÇIKIŞ UPS A ANA GİRİŞ UPS A UPS A AC/DC DC/AC YÜK BYPASS GİRİŞİ UPS B BYPASS C.S ANA GİRİŞ UPS B UPS B AC/DC DC/AC ÇIKIŞ UPS B 21

22 On Line Kesintisiz Güç Kaynakları Uygulama Çeşitleri Merkezi (Centralized) Paralel / Redundant Çözüm SİSTEM BYPASS GİRİŞİ C.O.C. C.S. BYPASS YÜKE ANA GİRİŞ UPS A UPS A AC/DC DC/AC ÇIKIŞ UPS A ANA GİRİŞ UPS B UPS B AC/DC DC/AC ÇIKIŞ UPS B 22

23 On Line Kesintisiz Güç Kaynakları Uygulama Çeşitleri Hot Standby Redundant Çözüm BYAPSS GİRİŞİ UPS A BYPASS C.S ÇIKIŞ UPS A ANA GİRİŞ UPS A UPS A AC/DC DC/AC BYPASS YÜKE C.S ANA GİRİŞ UPS A ÇIKIŞ UPS A AC/DC DC/AC UPS B 23

24 On Line Kesintisiz Güç Kaynakları Uygulama Çeşitleri 2 UPS li HFC (High Fault Clearance) Paralel / Redundant Çözüm BYPASS SiSTEM STEM RESERVE GİRİŞİ C.O.C. S.S. Yüke UPS A nın RESERVE GİRİŞİ BYPASS S.S UPS A nın ANA GİRİŞİ UPS A AC/DC DC/AC UPS B nn RESERVE GİRİŞİ BYPASS S.S UPS B nin ANA GİRİŞİ UPS B AC/DC DC/AC 24

25 Statik UPS Online UPS Çözümleri Güvenilirlik Karşılaştırması UPS Konfigürasyonu MTBF (kh) MTTR (h) Bypass sız 90 2 Bypass lı Distributed Parallel Centralised Parallel Hot Standby

26 Peki ya dezavantajlar Atınç ÖZGÜN 26 Mayıs İzmir

27 Statik UPS ve Oluşabilecek Sorunlar. Harmonikler Power Factor Verim Soğutma Çevre 27

28 Harmonik Bozulma ve Çözümleri (6 Pulse Çözümü) V U V + V U W V U W W 20 ms t RECTIFIER OUTPUT VOLTAGE INPUT VOLTAGE CURRENT I 6-PULSE REDRESÖR THD i = 30% V 28

29 Harmonik Bozulma ve Çözümleri (6 Pulse + Pasif LC Filtre Çözümü) V U V + V U W V U W W 20 ms t REDRESÖR ÇIKIŞ GERİLİMİ GİRİŞ GERİLİM VE AKIMI I 6-PULSE REDRESÖR + THD i FİLTRE = 10% V 29

30 Harmonik Bozulma ve Çözümleri (6 Pulse + Pasif LC Filtre Çözümü) V U30 V30 W30 + V30 U30 W30 V30 U30 W30 V U W V U W 20 ms t U V W GİRİŞ GERİLİM gerilim VE AKIM AKIMI REDRESÖR ÇIKIŞ GERİLİMİ I 12-PULSE REDRESÖR THD i = 8% V 30

31 3 Fazlı UPS Çıkışında Nötr Akımı NÖTR AKIMI UL1 IL1 UL2 IL2 UL3 IL3 L1 L2L3 N IL1 = IL2 = IL3 IL (peak) = 2.5 x IL rms IN = 2.5 x IL rms / x IL rms 31

32 AKÜLER Atınç ÖZGÜN 26 Mayıs İzmir

33 Akü. ENERJİ DEPOLAMA ENERJİ SAĞLAMA ELECTRICAL ENERGY ELECTRICAL ENERGY AC/DC CHEMICAL ENERGY DC/AC BATTERIES 33

34 Akü Teknolojileri Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented Lead Calcium AGM (Porous glass separator) Lead Calcium Tubular gel Flat plate Antimony Flat plate Calcium Tubular plate Antimony Tubular plate Calcium Planté Plate NiCd Vented Recombination Pocket Plate L Range Pocket Plate M Range Pocket Plate H Range Pocket Plate VN Range 34

35 DC Tanımlama ve Birimler DC Güç : Birim = WATT (W) P (W) = Gerilim (V) x Akım (A) Akü Kapasitesi : Akülerin depolayıp, temin edebileceği enerjiyi belirtir. Birim = AMPERE HOUR (Ah) Nominal Kapasite Belirtilmesi: C10 / C5 (@ 20 C / 1,80VPC) Besleme Süresi: Şebeke Kesintisi Sırasında akülerin deşarj olacağı süredir. 35

36 Expression of capacity 100 Ah Akü dendiğinde : Lead Acid Aküler için genel kapasite değeri :C10. Bu değer akünün 10 saat boyunca 10 A yük ile deşarj olabileceğini belirtir. Nickel Cadmium Akülerde genel kapasite değeri :C5. Bu değer akünün 5 saat boyunca 20 A yük ile deşarj olabileceğini belirtir. Uygulamada özellikle uzakdoğu kökenli akülerde VRLA aküler için C20 kapasite değeri de kullanılmakta Bu değer akünün 20 saat boyunca 5 A yük ile deşarj olabileceğini belirtir. 36

37 Akü Seçim Kriterleri Uygulamanın Türü: Akü süresi, şarj süresi, Çıkış Gerilim Aralığı Akü Ömrü Kullanım Koşulları (ortam sıcaklığı, havalandırma klimatizasyon ) Fiyat Nakliye ve Depolama Montaj ve Bakım 37

38 Akü Ömür Beklentilerine Genel Bakış Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented Lead Calcium AGM (Porous glass separator) Lead Calcium Tubular gel Flat plate Antimony Flat plate Calcium Tubular plate Antimony Tubular plate Antimony Planté Plate years NiCd Vented Recombination Pocket Plate L Range Pocket Plate M Range Pocket Plate H Range Pocket Plate VN Range

39 Nominal Gerilim ve Kapasiteler Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented Lead Calcium AGM (Porous glass separator) Lead Calcium Tubular gel Flat plate Antimony Flat plate Calcium Tubular plate Antimony Tubular plate Antimony 2 V C10 or C20 2 V C10 Planté Plate NiCd Vented Recombination Pocket Plate L Range Pocket Plate M Range Pocket Plate H Range Pocket Plate VN Range 1,2 V 1,2 V C5 C5 39

40 Kapasite Bilgileri (Ah) Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented Lead Calcium AGM (Porous glass separator) Lead Calcium Tubular gel Flat plate Antimony Flat plate Calcium Tubular plate Antimony Tubular plate Antimony Planté Plate 1 to to to to to to to 2500 NiCd Vented Recombination Pocket Plate L Range Pocket Plate M Range Pocket Plate H Range Pocket Plate VN Range 10 to to

41 Operasyonel Gerilim Değerleri Lead Acid U Charge V.R.L.A Pb Ca AGM Pb Ca Tubular gel 2,30 V - 2,40V Float 2,27 V I 41

42 Operasyonel Gerilim Değerleri Lead Acid U Boost 2,65 V Planté Vented Antimony FP Calcium FP U 2,65 V Boost Antimony tubular Calcium tubular Charge 2,30V - 2,40V Charge 2,25V - 2,40V Float 2,23V Float 2,20V - 2,23V I 42 I

43 Operasyonel Gerilim Değerleri NiCd Vented Pocket Plate L Range Pocket Plate M Range Pocket Plate H Range U 1,70V Boost Recombination Pocket Plate VN Range U Charge 1,45V - 1,70V Charge 1,45V Float 1,40V Float 1,40V I 43 I

44 Akü Şarj Akımları Lead Acid Aküler için : 0,1 C10 Nickel Cadmium Aküler için : 0,2 C5 44

45 Deşarj Sonu Gerilim Değerleri Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented Lead Calcium AGM (Porous glass separator) Lead Calcium Tubular gel Flat plate Antimony Flat plate Calcium Tubular plate Antimony Tubular plate Antimony Planté Plate 1,60 to 1,90 V 1,65 to 1,90 V NiCd Vented Recombination Pocket Plate L Range Pocket Plate M Range Pocket Plate H Range Pocket Plate VN Range 1,00 to 1,14 V 1,00 to 1,14V 1,00 to 1,14 V 45

46 Akü Eşdeğer Diyagramları E U = ri Id E U load U (Volts per cell) Akü Deşarj Eğrileri C C/ 2 C/3 C/10 C/5 1,8 V Lead Acid Aküler için deşarj sonu gerilim değeri 1,6 V t 46

47 Depolama Süreleri Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented with electrolyte Dry charged C / +20 C C / +30 C 2 45 C C / +20 C C / +30 C 3 45 C 2 yıl (sıcaklıktan bağımsız) Devreye alma prosedürü aynen tatbik edilmeli İmalatçının prosedürü aynen tatbik edilmeli Değerler imalatçıya göre değişiklik gösterebilir. NiCd Vented with electrolyte w/out electrolyte Recombination < 1 yıl No limit < 1 yıl dolu ve şarjlı ise No limit boş ve şarjsız ise İmalatçının prosedürü aynen tatbik edilmeli İmalatçının prosedürü aynen tatbik edilmeli 47

48 Çalışma Sıcaklıkları Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented -10 C -10 C +30 C +30 C NiCd Vented Recombination C -10 C C +50 C

49 Sıcaklığa göre Şarj Gerilim Değişimleri U ch -3 mv/cell/ C for lead acid 2,27 V for lead acid 1,40 V for NiCd -2 mv at -4 mv/cell/ C for NiCd 20 C Temp ( C) Dec-10 49

50 Service life Service Life depreciations as a factor of x Service Ömrü ortam sıcaklığna doğrudan bağımlıdır Vented NiCd (From field experience) Vented LA (from field experience) VRLA (official) Temperature C Source : Eurobat Guide 50

51 Akü Ömründe Ne tür Riskler Var? Yeni Bir Sistemde : Charger ünitesi aküleri için mükemmel gerilim temin eder. Her akünün gerilimi eşit ve mükemmeldir. Charger U C1 U C2 U C3 U Her bir akü hücresine yakından bakınca U C... U C... Battery U Cn 51

52 Akü Ömründe Ne tür Riskler Var? Akü yaşlanmaya başladığında : Charger gerilim seviyesi hala mükemmeldir. Ancak akülerde birim değerler farklılık gösterebilir. Charger U C1 U C2 U Ancak her bir akü hücresine yakından bakınca U C3 U C... U C... Battery U Cn 52

53 Gerilim farklılıklarının çözümü nedir? Yılda bir kez akülere Boost Charge uygulamak U Boost Charge Float Dec-10 0,05 at 0,1C I 53

54 Sabit Akımla Akü Şarj Karakteristiği U 2,62V (Pb) 1,7V (NiCd) 2,35V (Pb) 1,45V (NiCd) H2 and O2 emission resulting from the water electrolysis inside the battery. t 54

55 Montaj Şekli Rack NOT : Kabin Montajlarında Havalandırma hayati önem taşır. Cubicle 55

56 Akü Bakımı Aküleri sadece su ile temizlemeli En az yılda bir kez elektrolit seviyesi kontrol edilerek, min. Seviyenin altına düşmemesi sağlanmalı Yılda bir kez konnektörlerin sıkılığı kontrol edilmeli Gres veya Vazelin ile akülerin korozyonu engellenmeli Her bir blok / hücre gerilimi kontrol edilmeli Akülere Boost Şarj ile dengeleme yapılmalı 56

57 H² Salınımları Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented İhmal Edilebilir Havalandırmalı Oda NiCd Vented Recombination Havalandırmalı Oda İhmal Edilebilir 57

58 IEC 896 standardına göre Oda Havalandırması Vented Akü Tiplerinde : V= 0,05 N I (m3 / hour) V = Gerekli havalandırma değeri N = Akü adedi I = Maximum şarj akımı Recombination Akü Tiplerinde ( > 95 %) : V = 0,0025 N I (m3 / hour) V = Gerekli havalandırma değeri N = Akü adedi I = Maximum şarj akımı 58

59 100 üzerinden Fiyat Tabloları Lead Acid Valve Regulated Lead Acid (VRLA) Vented Lead Calcium AGM (Porous glass separator) Lead Calcium Tubular gel Flat plate Antimony Flat plate Calcium Tubular plate Antimony Tubular plate Antimony Planté Plate 100 to NiCd Vented Recombination Pocket Plate L Range 360 Pocket Plate M Range 405 Pocket Plate H Range 615 Pocket Plate VN Range 425 Base Price

60 UPS ve Akü Seçimleri Atınç ÖZGÜN 26 Mayıs İzmir

61 UPS ve Akü Seçiminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar Uygulama tipi (Yük karakteristikleri) Akü Süresi Önceliklerimiz. Performans beklentileri İzlenebilirlik Altyapı uygunluğu Ortam şartları uygun mu? Fiyat / Fayda Oranı 61

62 The Battery Sorularınız? 62

63 TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI İZMİR ŞUBESİ EMO İZMİR ŞUBESİ Sokak No:16/8 Çankaya / İZMİR izmir@emo.org.tr Tel : Atınç ÖZGÜN Endüstriyel Sistemler Satış Yöneticisi atinc.ozgun@chloridepower.com Tel :