Sanayide Yapılacak Enerji Etütlerinde Temel Hususlar

5627 sayılı Enerji Verimliliği Yasası, enerji verimliliği çalışmalarının etkin olarak yürütülmesi izlenmesi ve koordinasyonu konusunda idari yapının oluşumunu, enerji verimliliği hizmetlerinin yürütülmesi konusunda yapılacak yetkilendirmeleri, görev ve sorumlulukları toplumun eğitim ve bilinçlendirilmesi ile yenilenebilir enerji kaynaklarının yaygınlaştırılmasına yönelik ve sektörel uygulamalara ilişkin çeşitli destekleme mekanizmalarını, teşviklerle ilgili konuları ve yasal gerekleri yerine getirmeyenlere uygulanacak para cezalarını kapsamaktadır.

Enerji politikalarında sürdürebilirlik aşağıda verilen üç unsur üzerine inşa edilmektedir. Enerji verimliliğinin sağlanması, Enerji üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının payının artırılması, Karbondioksit salınımlarının azaltılması şeklindedir.

Türkiye’de özellikle 1950 lerden sonra sanayileşme, şehirleşme, gelir seviyesinin yükselmesi ve hızlı nüfus artışına paralel olarak gelişen enerji tüketimi yerli kaynak üretimi ile karşılanamayacak boyutlara ulaşmıştır. Oluşan enerji açığını karşılamadaki acil ve en ucuz kaynak ise petrol ve petrol ürünleri ithalatı.

Enerjinin verimli kullanılması, enerjinin gereksiz kullanımını engellemek ve enerji israfını minimum
düzeye indirmek veya tamamen ortadan kaldırmak için alınan önlemler dizinini içeren bir yönetim
biçimidir. Enerji yönetiminde ve verimlilik çalışmalarında yapılacak ilk iş ne tükettiğimizi bilmektir.

Enerji taraması, enerji analizi veya enerji değerlendirilmesi olarak da kullanılan enerji etüdü; enerji tüketen sistem veya tesisin detaylı analiz edilmesi olarak da açıklanır. Enerji etüdü bir enerji yönetim sisteminin kurulumunda yapılacak ilk iş olarak değerlendirilmektedir.

Ön Enerji Etüdü iki aşamadan oluşur. İlk aşamada; tesiste yatırım kararı ve mevcut enerji yönetimi faaliyetleri hakkında bilgi sahibi olmak, İkinci aşamada ise, enerji verimliliği ile ilgili çeşitli ekipmanların (kazanlar ve buhar sistemleri vb.) çalışmasının gözden geçirilmesi amacıyla bir teknik çalışma yapılır.

Ön Enerji Etüdü sırasında fabrikanın tüm bölümleri detaylı bir şekilde dolaşılarak enerjinin boşa harcandığı kaynaklar, kötü yalıtım, buhar, su, yakıt sızıntıları ve çalışmayan tüm ekipmanlar belirlenmeye çalışılır.

Bu belirleme çalışmaları sırasında;
• Tüm kaçakların onarımı,
• Optimum yanma verimliliğinin sağlanması,
• Boruların bakımı ve ekipmanların yalıtımı,
• Buhar kapanlarının bakımı ve onarımı,
• Sık sık buhar kondensat dönüş kontrolü,
• Enerji tüketiminin üretimle birlikte izlenmesi gibi süreçlerden oluşur.

En az iki hafta veya daha uzun bir zaman alan Detaylı Enerji Etüdünde, yüksek enerji tüketimi olan bölgelere ölçüm cihazlarının bağlanarak ve belirli bir periyotta kaydedicilerinde kullanılmasıyla ölçüm alınmasını içerir.

Detaylı Enerji Etüdünde, incelenen fabrikanın gerçek çalışma koşullarında enerji tüketimini
belirlemek mümkün olur. Bu süreçte toplanan veriler ana süreç elemanlarının ısı ve madde dengesinin oluşturulmasında kullanılır. Ayrıca ön enerji etüdünde tespit edilen noktalarda yapılacak çalışmalar daha detaylı ve kapsamlı olarak incelenmelidir. Yapılacak tüm hesaplamalar ölçümlere dayandırılmalıdır.

Detaylı enerji etütleri sonucunda fabrika için, iyileştirme önerileri geliştirilmeli, uygulanabilir olarak
görülenler uygulamaya alınmalıdır. Özellikle bilgisayar destekli sistemler tercih edilmelidir. Detaylı
enerji etütlerinde elde edilen sonuçlar, sadece yoğun enerji tüketen kazan, buhar sistemleri için değil, proses ve önemli ekipman değişikliklerini de kapsayacak şekilde tüm fabrika hakkında bilgi verecektir.

• Detaylı enerji etüdünün yapılacağı zaman dilimi ve tarama yapılacak üniteler veya birimler
belirlenmelidir.
• Verilerin kaydedilebilmesi için standart formlar oluşturulmalı ve tesise ait üretim ve tüketim
verileri kayıt altına alınmalıdır.
• Enerji tüketimini ve enerji verimliliğini arttırmak için temel girdi olabilecek bileşenlerin ölçümlerinin doğru bir şekilde yapılması.
• Tesiste enerji tüketimi yüksek olan döner fırın, kazan vb ekipmanlar için enerji denge denklemleri yardımıyla verimlilik analizlerinin yapılması.
• Verimlilik arttırıcı veya basit işletme tedbirlerinin ve periyodik bakımların, enerji tasarrufu ile
takip sistemlerinin belirlenmesi.
• Enerji tasarrufu olanaklarının tespiti (Isı eşanjörleri, Ekonomizer, Kondensat dönüş sistemleri,
Güç faktörü düzeltmesi, Otomatik yanma kontrol sistemleri, Yüksek verimli aydınlatma,
Yüksek verimli motorlar, Değişken hız sürücüleri, Soft starter uygulamaları) ve bunun için yapılması gereken yatırım miktarının belirlenmesi.
• Önem dereceleri, yöntem, maliyet ve çalışma takvimini içeren bir tatbikat planının oluşturulması
• Hazırlanan ve içeriğinde enerji taraması bulgularının ve tavsiyelerin olduğu bir raporun hazırlanıp takdim edilmesi

Fizibilite çalışması, herhangi bir tesiste yeni kazan alımı veya bileşik ısı güç santralinin kurulması vb. gibi büyük bir ekipman alımı veya değişikliğini gerektiren durumlardan önce yapılan standart
mühendislik çalışmalarıdır. Fizibilite çalışması yapılmadan önce genellikle bir ön enerji etüdü yapılır. Bunun akabinde yapılacak fizibilite çalışmasında ön enerji etüdünde değinilen enerji tasarrufu projelerine odaklanılabileceği gibi tesisin öncelikli sorunlarına yönelik projeleri de kapsayabilir.

Ön fizibilite, yapılması muhtemel olan tesis veya ekipman yatırımının tespiti için yapılan kısa süreli bir araştırmadır. Bu çalışmada ön fizibilitesi yapılan ekipman veya sistemin tedariki sonrasında elde edilecek tasarruf potansiyeli, yatırım için gerekli bütçe tahmini yapılır. Bu aşamada tahminlerin gerçeğe yakın olması için gerekli araştırmaların yapılması önerilir.

1) İncelenen her teknik seçenek ayrıntılı olarak belirtilmeli ve uygun olanlar için akış diyagramları
hazırlanmalıdır.

2) Her bir seçenek için, uygulama öncesinde işletmeyi tanımlayan aşağıdaki spesifik veriler
belirlenmelidir. Bu verilere, fabrikanın tipine ve yönetimin isteklerine uygun olarak başka veriler de ilave edilebilir:
• Günlük, aylık ve mevsimsel değişiklikleri kapsayan fabrika veya fabrikanın etüt edilen bölümü
ile ilgili mevcut üretim düzeyleri.
• Mevcut çalışma programları (vardiya, bakım, programlı duruş gibi hususları kapsayan),
• Pik talepleri de kapsayan yakıt tiplerine göre mevcut enerji kullanımı ve geçmişteki trendler
• Tarifeleri ve yakıt maliyetlerini ayrıntılı olarak içeren mevcut üretim masrafları.
• Mevcut prosesle ilgili parametreler (sıcaklık, basınç, vb).
• İlgili ekipmanın proje uygulanmadan önceki mevcut işletme verimlilikleri ile ilgili yapılmış tespitler.
3) Projenin uygulanmasından sonra fabrika işletme faaliyetlerini tanımlayacak olan ve aşağıda bazı
örneklerle verilen spesifik veriler belirlenmelidir:
• Beklenen yeni üretim düzeyleri ve işletme programları.
• Enerji tiplerine göre gelecekteki enerji ihtiyaçları.
• Beklenen işletme parametreleri.
• Ekipmanların tahmin edilen faydalı kullanma süreleri.
4) Mali analizler ve Fabrikanın politikasını belirlemek için aşağıdakilere benzer olarak gerekli ilave
veriler belirlenmelidir:
• Şirketin marjinal vergi oranı.
• Borçlanmayı, borçlanma sürelerini, faiz oranlarını ve gerek duyulan borçları kapsayan yatırım
projeleri için Fabrikanın kabul edebildiği şartlar.
• Teklif edilen proje için gerekli geri ödeme süresi
5) Veri toplama, analiz programları ve sorumlulukları gösteren bir plan hazırlanmalı ve fabrika yönetimi ile tartışılmalıdır. Enerji tasarrufu etüdü sırasında elde edilen herhangi bir verinin yeni ölçümlerde kullanılıp kullanılamıyacağı kontrol edilmelidir.
6) İlgili ekipmanların işletme parametreleri ve verimlilikleri kontrol edilmeli, eğer mümkünse fizibilite çalışması analizlerinde kullanılacak verileri kaydetmeden önce optimum performansa ulaşmak için işletme şartlarında gerekli değişiklikler yapılmalıdır.
7) Proje uygulaması ile ilgili tüm maliyetler aşağıda belirtilen hususları da kapsayacak şekilde
belirlenmelidir:
• Maliyetteki döviz unsurları ve ilgili gümrük fiyatları belirtilmelidir.
• Ekipmanın dizayn veya satın alma masrafları.
• Mühendislik hizmetleri masrafları.
• İşletme ve bakım masrafları.

8) Teklif edilen seçeneklerin uygulanması ile ilgili veriler analiz edilerek enerji tasarrufu potansiyeli
hesap edilmelidir. Ekipman boyutunun değiştirilebildiği durumlarda (ısı eşanjörü yüzey alanı gibi)
değişik seçeneklerin karlılık oranları, tasarruflar ve maliyet analizleri açısından değerlendirilmeye tabi tutularak karar verme için fabrikaya yeterli bilgi sağlanmalıdır.
9) Maliyet analizi yapılmalıdır. Mülkiyeti devlete ait kurumlarda, uygulanan proje değerini ulusal
ekonomi açısından değerlendirmek için ekonomik analiz yapılmalıdır.
10) En avantajlı seçenekler için hassasiyet analizi yapılmalıdır.
11) Açık ve öz bir rapor hazırlanmalıdır.

Öncelikle verilen örnek formların, tesis yetkilileri tarafından doldurulup, etüdü yapacak yetki belgesine sahip kuruluşa gönderilmesi gerekir. Enerji etüdünü yapacak kuruluş tesis hakkında ancak bu şekilde bilgi sahibi olabilir. Eğer gerekiyorsa etüt yapacak kuruluş tarafından tesise kısa süreli bir saha ziyareti planlanarak tesiste ölçüm cihazlarının bağlanacağı yerlerin tespiti yapılır. Ayrıca tesisteki patlayıcı ve yanıcı maddelerin durumu, bunların hangi departmanlarda olduğu kesinlikle tespit edilmeli ve önlem alınmalıdır.

Sıcaklık Ölçümü: Sıcaklık değerlerinin ortak bir dille ifade edilebilmesi için bir skalaya ihtiyaç
duyulur. Tüm sıcaklık ölçer cihazların temel prensibi suyun donma ve kaynama noktası gibi kolayca ulaşılabilecek sıcaklık değerlerine dayanır. Ortam sıcaklığı başta olmak üzere, su sıcaklığı ve iş yapan veya soğutucu akışkan sıcaklıkları ile yüzey sıcaklık değerlerinin tespiti önemlidir. Sıcaklık ölçümlerinde problar ve infrared pyrometreler kullanılır. Özellikle akışkan sıcaklıklarının ölçümlerinde problar sıcaklığı ölçülecek sıvıya daldırılmak suretiyle kullanılır. Yüksek sıcaklığı nedeniyle ulaşılamayan veya yaklaşılamayan yüzeylerin sıcaklıkları ise İnfrared Pyrometreler kullanılarak yapılabilir.

Akış Ölçümü: Akışın ölçümlenmesinin istendiği durumlarda ise Hacimsel akış ölçümü, Kütlesel akış
ölçümü, Hız ölçüm metodu ile akış ölçümü, Pitot tüpü ile akış ölçümü, Elektromanyetik akış
ölçümü veya ultrasonik akış ölçümü gibi yöntemler kullanılabilir.
Belirli bir süreçte bir boru veya kanalda akım halinde olan akışkanın kütlesinin tartılarak tespit
edilmesi debinin tespitinde en basit ve uygun yöntemdir. Bu yöntemde dikkat edilmesi gerekli husus ise atmosfer şartlarında buharlaşan akışkanlar için özel bir önlem gerekiyor olmasıdır. Sanayide akış ölçümü son derece önem arz eden bir konudur. Düşük basınçlı gaz akışkanlarda gaz basınçları ve akış hızları için pitot tüpü ile sıcak telli ve pervaneli anometreler kullanılır. Yüksek basınçlı gaz akışkanlarında genellikle sabit anemometrelerden faydalanılır. Kömür gibi katı maddelerin konveyörler yardımı ile iletildiği durumlarda, konveyörün katarı ile katarın olmadığı durumlarda ise belli bir zamanda taşınan madde miktarı bir kapta tartılarak hesaplamalar yapılarak istenen değerler bulunur.

Basınç Ölçümü: Bir noktadaki gerçek basınç Mutlak basınç olarak adlandırılır.Basınç ölçen cihazların büyük bir bölümü atmosfer basıncında sıfır değerini gösterecek şekilde ayarlanmıştır. Bu tip cihazlardan ölçülen basınç mutlak basınç ve atmosfer basıncı arasındaki fark olan Gösterge Basıncıdır. Buna göre mutlak basınç ise izleyen ifade ile kolayca bulunur. 

Çok yüksek olmayan basınçlar Manometre yardımıyla, atmosfer basıncı ise Barometre yardımıyla
ölçülür. Atmosfer basıncının altındaki basınçlar ise Vakum olarak adlandırılır. Çok küçük vakum basınçlarından çok büyük basınç değerlerine kadar büyük bir aralıkta basıncın ölçümüne ihtiyaç duyulabilir. Bu ihtiyaç teknolojiyi değişik tipte ve ebatta basınç ölçerlerin geliştirilmesine sevk etmiştir.

Elektrik Ölçümü: Elektrik devreleri ile ilgili kullanılan ölçü aletleri 2 ana başlık altında toplanabilir.
Bunlar sırası ile, ölçümleri ekranda dalga şeklinde gösteren ya da sayısal değerlerle gösteren şeklinde açıklanırElektrik kullanımı veya tüketimi ile ilgili tesislerde genellikle sayaçlar kullanılmaktadır. Ancak ortak hattan beslenen makina veya ekipmanlar için pens ampermetre, enerji analizörü gibi portatif cihazların kullanılmasında fayda vardır. Bu cihazlarla gerilim (V), akım (A), aktif güç (kW), reaktif güç (kVAr), güç faktörü (φ), gibi birçok elektriksel paramatre monofaze ve trifaze sistemler için ölçülebilir.

Baca Gazı Ölçümü: Özellikle buhar kazanlarının yoğun kullanıldığı sanayi sektörlerinde kullanılan
katı, sıvı ve gaz yakıtların nasıl yakıldığı konusunda bir fikir vermesi ve gerekli önlemleri almak için
kullanılan cihazlardır.

İletkenlik Ölçümü: Kazan suyunun iletkenlik ölçümleri Conductivity meter ile yapılır. Ayrıca kazan
suyunun iletkenlik ölçümleri bize ne zaman blöf yapacağımızı ne kadar blöf yapacağımızın tespitinde yardımcı olur. Blöf, kazan içindeki su saf değildir suyun içinde eriyik ve süspansiyon halde bulunan maddeler kazan içinde birikime neden olurlar. Özellikle süspansiyon halde bulunanlar kazan dibine çökerler. Süspansiyon halde bulunanlar ise suyu yüzeyinde toplanırlar. Bunların kazandan tahliye edilmesi gerekir. Bunun için dipte birikenler dip blöf üstte birikenler ise üst blöf vanaları yardımı ile sistemden atılırlar. Atılan su kadar sisteme yeni su ilave edilmesi de unutulmamalıdır.

Aydınlık Seviyesi: Aydınlatma seviyelerinin ölçümü için lüxmetreler kullanılarak ölçülen değerlerin
standart tablolarla karşılaştırılması yardımıyla aşırı aydınlatman tespit edilir ve gerekli önlemler alınarak elektrik enerjisinden tasarruf sağlanır.