Enerji Analizörü (Şebeke Analizörü) Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Enerji analizörü, güncel teknolojiler ile elektrik enerjisinin sürekli olarak izlenmesini, ölçüm verilerinin sürekli olarak kayıt altında tutulmasını ve gerektiğinde kayıtların uzak cihazlarla ve yazılımlarla haberleşerek iletilmesini sağlayan izleme cihazlarına verilen addır. Güç kalitesi ve enerjinin önemi gün geçtikçe artarken, tüketicilere yüksek kalite ve verimlilikte kesintisiz elektrik sağlanabilmesi öncelikli hale geldi. Elektrik enerjisinin verimliliği enerji olarak kullanılabilen görünür enerji miktarına bağlıyken; kalitesi ise büyük oranda içerdiği harmonik bileşenlerin elimine edilebilmesi ile sağlanır. Enerji analizörleri ile tek faz ve üç faz gerilim ve akım rms değerleri, aktif ve reaktif (kapasitif veya endüktif) güç değerleri, aktif ve reaktif enerji değerleri, güç faktörü, şebeke frekansı, ortalama ve maksimum güçler, demand ve harmonik bozulmalar ölçülebilmektedir. Ölçülen değerler enerji analizörünün hafızasına kaydedilebilir, ekranında görüntülenebilir, haberleşme protokolleri sayesinde bilgisayar ortamına aktarılıp depolanabilir veya haberleşme protokolleri sayesinde uzaktan izlenebilir.

Elektrik enerjisi kalitesini arttırmanın en önemli basamaklarından biri, elektriği bir otomasyon sistemi ile izleyerek kontrol edip şebekeyi bir otomasyona adapte edebilmektir. Böylelikle elektrik enerjisinin iletilip dağıtıldığı şebekede oluşabilecek bir arızaya yakından veya uzaktan hemen müdahale edilebildiği gibi, verim ve kalitede oluşabilecek herhangi bir düşüş; örneğin harmoniklerdeki artış veya reaktif gücün istenmeyen oranlara gelmesi enerji analizörü ile anlık olarak ölçülüp kontrol birimlerinin devreye girmesini sağlayacaktır. Özellikle yarı iletken anahtarlama elemanlarının şebekede yaygınca kullanılması, lineer olmayan şebeke elemanlarının da kullanımı, kesintisiz güç kaynaklarının varlığı, saf sinüs veya buna çok yakın üretilen elektrik enerjisinin gerilim dalga formunu bozar. Son tüketiciye ulaştırılan elektrik enerjisi enerji analizörü tarafından izlenerek, ileride faturalandırma veya ceza olarak karşılaşılabilecek verimsiz kullanımların önüne geçilmesini sağlar. Enerji analizörü ayrıca elektrik şebekesinde oluşabilen ve özellikle elektronik cihazların ve tüm ekipmanlardaki elektronik kartların arızalanmasına neden olan; anlık yükselme (sag), anlık düşme (swell) değerlerini ölçer ve hafızasına kaydeder. Bu sayede şebekenin kalitesi çözümlenebilir ve gerekli müdahalelerle arızalar meydana gelmeden engellenebilir. Daha detaylı bilgi için ENTES Yeni Nesil Şebeke Analizörleri ve Uzaktan İzleme Donanım - Yazılımlarını inceleyebilirsiniz. Günümüzde, en az enerjinin üretimi kadar hayati öneme sahip başlıklardan biri de enerji kalitesidir. Elektriğin yüksek nitelikte ve kesintisiz olarak iletilmesi ve dağıtılması amacına hizmet etmek üzere geliştirilen çeşitli cihazlardan biri olan enerji analizörü (şebeke analizörü), en genel ifade ile enerjinin sürekli izlenebilmesine ve kayıt altında tutulmasına olanak sağlayan yüksek teknolojili bir cihazdır.

Enerji Analizörü Nerelerde Kullanılır?

Enerji analizörleri kompresörler, motorlar, soğutma sistemleri, aydınlatma üniteleri gibi daha birçok alanda cihaz bazlı lokal ölçümler yapabildiği gibi, elektrik iletim -dağıtım tesisleri, endüstriyel tesisler veya binalar gibi büyük ölçekli, sistem tabanlı ölçümler için de yoğun olarak kullanılan multi fonksiyonel cihazlardır. Akımın RMS değeri, faz açıları, tek faz-üç faz gerilimini ve RMS değerlerini, aktif- reaktif güç değerleri, güç faktörü, ortalama ve maksimum güçler, saatte harcanan aktif güç, şebeke frekansı gibi, özellikle tesislerde bilinmesi elzem olan neredeyse tüm elektriksel parametreleri ölçerler. Ölçtükleri bu değerleri ekranda gösterirler, arzu edildiği taktirde belleğe kaydederler ve depolarlar. En önemli özelliklerinde biri de haberleşme protokolleri dahilinde bilgisayar ortamında uzaktan izleme yazılımları aracılığı ile izlenebilir ve kontrol edilebilir olmalarıdır. Sunduğu bu tür avantajlardan dolayı son yıllarda tesislerin olmazsa olmazı haline gelmiştir. Elektrik hatlarındaki arızalar sektördeki en önemli teknik sorunlardan biridir. Bu arızaların sadece tespit edilmesi bile son derece meşakkatli iken bir de tespit aşamasında devreye zaman kaybı girmektedir. Enerji analizörleri, sayesinde elektrik hattındaki bozulmalar, fazlalıklar ve kayıplar anında tespit edilebildiği için ilgili birimlere bu arızalara en kısa zamanda müdahale edebilme fırsatı sunar. Enerji analizörleri, son yıllarda önemi artan yüksek kalitede enerji ve güç gereksinimini karşılamaya yönelik yapılan “enerji verimliliği” projelerinde enerji tasarrufu amacıyla kilit cihaz olarak kullanılırlar. Bu projeler doğrultusunda, bir sistemin enerji tüketim karakteristiklerinin enerji analizörü ile takip edilip iyi bir şekilde analiz edilmesi sonucu harmonik bileşenler tespit edilir; çalışan ünitelerin sisteme etkisi, gizli tüketimler, aşırı yüklenmeler diğer arızalar gün yüzüne çıkar. Bahsi geçen teknik problemlerin giderilmesi ve özellikle gizli tüketimlerin önlenmesi halinde ise kullanılan enerjinin kalitesi yüksek oranda artmış olur. Bu artış sayesinde de sistemde en az %10-15 arasında enerji kazancı elde edilmiş olur ve bu kazanç maliyet açısından sistemin yükünü büyük ölçüde hafifletir.

Enerji Analizörü (Şebeke Analizörü) Ne İşe Yarar?

Enerji analizörü ne işe yarar sorusunun cevabı, elektrik sistemlerinin izlenmesi, değerlendirilmesi ve iyileştirilmesi açısından oldukça geniştir. Enerji analizörü, sistem üzerindeki gerilim dalgalanmalarını, faz dengesizliklerini, harmonik bozulmaları, reaktif (ayrık) güç tüketimini ve toplam enerji tüketimini saptar. Böylece hem teknik ekipler hem de yöneticiler için sistemdeki kayıplar, verim düşüşleri ya da arızaya giden bölgeler gibi kritik noktalar görünür hale gelir.

Özellikle büyük enerji tüketimi olan endüstriyel tesislerde veya enerji yönetiminin hayati önem taşıdığı binalarda şebeke analizörü nedir sorusunun yanıtı, enerji maliyetlerini düşürme potansiyeliyle birleşir. Ayrıca elektrik dağıtım şirketleri, kampüsler, alışveriş merkezleri, güneş santralleri veya rüzgâr türbinleri gibi yerlere enerji kalite analizörü olarak da entegre edilebilir. Bu cihazlar sayesinde, sistemde meydana gelen tüm elektriksel bozulmalar erkenden tespit edilebilir ve hem sistem hem de şebeke etkilerine karşı önlemler alınabilir.

Sonuç olarak, enerji analizörü kullanımı sayesinde sistem operatörleri verimlilik artırıcı adımlar atabilir, bakım süreçlerini planlayabilir ve elektrik maliyetleri üstünde daha fazla kontrol sahibi olabilir.

Enerji Analizörü Çeşitleri Nelerdir?

Tek Fazlı Enerji Analizörü

Enerji analizörü türleri arasında tek fazlı enerji analizörü en yaygın kullanılan tiplerden biridir. Bu cihazlar bir faz üzerinden gerilim, akım, güç ve enerji tüketimini ölçer. Özellikle konutlar, küçük ticari işletmeler veya düşük güçlü dağıtım hatlarında tercih edilir. Tek fazlı cihazlar, ölçüm doğruluğu ve basitliğiyle avantaj sağlar.
Tek fazlı enerji analizörleri, gerilim ve akım sensörleri ile donatılır; ölçülen parametreler arasında aktif enerji, reaktif enerji, güç katsayısı gibi değerler bulunur. Ayrıca bazı modeller harmonik analiz yeteneğine de sahiptir. Bu sayede hem ölçüm hem kalite analizini aynı cihazla gerçekleştirmek mümkün olur. Cihazın yazılım arayüzü üzerinden anlık değerler, geçmiş dönem analizleri ve trend grafiklerine ulaşılabilir.

Çift Fazlı / Üç Fazlı / Çok Fazlı Enerji Analizörü

Kurumsal tesislerde ya da sanayi ortamlarında, enerji analizörleri genellikle çift fazlı ya da üç fazlı (veya çok fazlı) olarak yapılandırılır. Bu cihazlar her bir faz için ayrı ölçümler yapar ve fazlar arası dengesizlikleri, faz kaymalarını ve toplam enerji profilini sunar. Bu sayede detaylı analiz ve optimizasyon yapılması mümkün olur.
Çok fazlı analizörler, fazlar arasında yük dağılımını kontrol eder, faz kopmasını algılar ve olası sistem arızalarını erken uyarı ile bildirir. Ayrıca enerji kalite analizörü görevini de üstlenerek harmonik distorsiyon, frekans sapmaları ve ani gerilim düşmeleri gibi sorunları da tespit eder. Bu tür cihazlar genellikle modüler yapıya sahiptir ve geniş giriş-çıkış kapasitesine sahip modelleri mevcuttur. Bu cihazlar ayrıca kullanıcılara özel alarm seçenekleri sunarak haberleşme özellikleri sayesinde kullanıcıyı istenmeyen durumlara karşı bilgilendirir ve önlem alınmasına olanak sağlar.

Enerji Analizörü Çalışma Prensibi

Enerji analizörü çalışma prensibi, ölçüm sensörleri, sinyal dönüştürme devreleri ve mikrodenetleyici tabanlı veri işleme katmanlarına dayanır. İlk aşamada, cihazın bağlı olduğu elektrik devresinden gerilim (voltaj) ve akım (amper) sinyalleri cihazların donanımında yer alan ölçüm devreleri ve akım trafoları aracılığı ile ölçülerek mikrodenetleyicide ölçümler gerçekleştirilir.

Gerilim ve akım sinyalleri analog olarak dönüştürülür, filtrelenir ve örneklenir. Daha sonra sayısal işleme devreleri bu verileri anlık akım-gerilim çarpımı ile güç (aktif ve reaktif), enerji değerleri ve harmonik bileşenlere ayrıştırma işlemlerinden geçirir. Ayrıca güç faktörü, frekans sapması ve yük dengesizlikleri gibi parametreler bu analiz devresiyle hesaplanır.

Yani özetle, enerji analizörü bağlantı şeması ile alınan ölçümler, elektronik devre üzerinden işlenir, belleğe kaydedilir ve kullanıcı arayüzüne (LCD ekran, web arayüzü veya SCADA sistemi) gönderilir. Enerji analizörü ne işe yarar kısmında bahsettiğimiz değerler bu işlem adımları sonunda kullanıcıya sunulur.

Bazı gelişmiş enerji analizörü modellerinde ENTES markası gibi üreticiler, yazılım desteği, haberleşme modülleri (Modbus, RS 485, Ethernet, IoT desteği) ve veri analiz araçları sağlar. Bu sayede ölçülen değerler başka bir sisteme iletilir ve merkezi analiz yapılabilmesi mümkün olur.

Enerji Analizörü Nasıl Bağlanır?

Enerji analizörü nasıl bağlanır kısmı, cihazın doğru çalışması açısından oldukça önemlidir. Ölçüm devresine doğru bağlanmayan bir enerji analizörü hatalı sonuç verebilir ya da cihaz zarar görebilir. Öncelikle cihazın ölçüm yapacağı faz (veya fazlar) için gerilim ve akım giriş terminalleri vardır. Gerilim girişleri genellikle doğrudan faz ve nötr hattına bağlanır; akım ölçümü için ise akım trafosu (CT — Current Transformer) kullanılır. Akım trafoları, devrenin operatör hattına seri bağlanır ve akım değerini küçülterek analizörün girişine iletir.

ENTES Enerji Analizörü Bağlantı Şeması

ENTES enerji analizörü bağlantı şeması, üretici tarafından sağlanan teknik dokümanda yer alır. Bu şema, gerilim kablolarının (faz ve nötr) hangi terminale gideceğini, akım trafolarının hangi faz için hangi CT portuna bağlanacağını gösterir. Örneğin, üç fazlı bir sistemde L1, L2, L3 ve N (nötr) hatları belirtilir; CT’lar IA, IB, IC terminallerine bağlanır.
Bağlantı şemasında ayrıca topraklama hattı, haberleşme portları (RS 485, Ethernet gibi) ve alarm çıkışları da gösterilir. ENTES enerji analizörleri için doğru bağlantı şeması olmadan yapılan bağlantılar cihazda ölçüm sapmalarına ya da donanım hatalarına yol açabilir. Bu yüzden her zaman üretici kılavuzu ile bağlantı yapılmalıdır.
Bağlantı esnasında cihaz enerjili durumda olmamalıdır; gerilim ve akım hatları doğru şekilde ayrıştırılmalı ve CT yönleri doğru bağlanmalıdır. CT yön işareti genellikle okunup dış devre yönüne doğru olmalıdır. Bu detaylar, cihazın stabil ve doğru ölçüm yapması açısından kritik öneme sahiptir. ENTES Enerji analizörleri bağlantı kontrolü özelliği sayesinde kullanıcılara zaman ve işçilik tasarrufu kazandırmakta ve güvenlik zafiyetlerini ortadan kaldırmaktadır.

Enerji Analizörü ile Enerji İzleme Donanımı

Enerji analizörü kullanımı, tek başına ölçüm almanın ötesine geçerek bir enerji izleme donanımı sistemine entegrasyonu ile anlam kazanır. Bu sistemlerde analizörlerden gelen veriler merkezi bir yazılım sunucusuna veya SCADA sistemine iletilir ve raporlar, alarm setleri, grafikler oluşturulur.

Enerji izleme donanımı kapsamında, enerji analizörleri bir ağ üzerinden haberleşme modülleri ile birbirine bağlanır. ENTES enerji analizörü modelleri genellikle Modbus RTU, Modbus TCP, Ethernet/IP hatta bazı modellerde IoT tabanlı MQTT protokollerini destekler. Bu sayede ölçüm değerleri anlık olarak izlenebilir, geçmiş veriler analiz edilebilir.

Enerji analizörleri ile entegre edilen sistemlerde, belirli tüketim eşiğinde alarm üretme, faz dengesizlik algılama, arıza öncesi kestirimsel bakım gibi gelişmiş uygulamalar mümkündür. Ayrıca bu sistemler sayesinde enerji maliyet raporlamaları oluşturulabilir, tüketim analizleri grafiklerle sunulabilir ve tasarruf potansiyeli yüksek bölgeler kolayca tespit edilebilir. ENTES gibi üreticiler, cihazlarının yazılım altyapısını da destekler; böylece enerji analizörü ENTES kullanılarak kurulan enerji izleme sistemi hem donanım hem de yazılım açısından uyumlu çalışır.

Enerji analizörü (şebeke analizörü), elektrik sistemlerinde ölçüm, izleme, kalite değerlendirme ve optimizasyon süreçlerinin temel bileşenidir. Enerji analizörü nedir, enerji analizörü ne işe yarar gibi soruların yanıtı, yalnızca cihazın ölçüm kabiliyetiyle sınırlı değil; aynı zamanda bağlandığı sistemin verimliliğini iyileştirme potansiyeliyle de ilgilidir. Yazıda ele aldığımız ENTES enerji analizörü, bağlantı şeması, enerji analizörü çalışma prensibi ve enerji izleme donanımı başlıkları, cihazın teknik ve uygulama yönlerini birleştirerek geniş bir bakış açısı sunar.