Güç Ölçer / Güç Metre

Güç, objektik olarak ölçülebilir ve ölçüm değerlerine göre değerlendirilebilir. Eğitim ve yarışmalarda ulaşılan zamanı ve mesafeyi ölçmek için kullanılan cihazlar prensipte güç ölçüm cihazlarıdır. Pek çok alanda güç verileri birim zaman başına sağlanan ya da tüketilen enerji ile ilgilidir. Isı enerjisi, mekanik enerji ya da elektrik enerjisi gibi farklı enerji türlerinde güç tespiti için farklı miktarlar kaydedilir.

Mekanik güç, birim zaman başına yapılan işin sonucudur: P = W / t

Isı çıkışı, birim zaman başına yayılan ısı miktarından kaynaklanır: P = Q / t

Elektrik gücü tüm DC voltaj ve akım: P = U x I

Bunun haricinde farklı güçler Watt cinsinden ifade edilebilir ve karşılaştırılabilir. Bir Watt, saniyede bir Joule ya da saniyede bir Newton metredir. Isıtma ya da soğutma sistemlerinin ısı çıkışı, belirli ortamların yeterince ısınması ya da soğutulması için önemlidir. Öte yandan, mekanik güç genelde belirli kullanım alanlarına uygunluğunu belirlemek ya da karşılaştırmak için araç ya da makineler için belirtilir. Aşağıdaki bölümlerde özellikle elektrik tesisatı ve ekipmanları için uygun güç ölçer / güç metreler ele alınmaktadır.

Uygun bir güç ölçer / güç metre ile elektrik şebekelerinin ve tüketicilerin güç verileri farklı amaçlar için kaydedilebilir. Güç ölçer / güç metre, evlerde, kamu binalarında, hastanelerde ya da endüstriyel işletmelerde şebeke operatörlerinin ve cihaz üreticilerinin güç verilerinin kontrol edilmesini sağlar. 

Elektrik gücüne ilişkin bilgi verirken alternatif akımda aktif güç, reaktif güç ve görünür güç arasında bir ayrımın yapılmasına dikkat edilmelidir. Aktif güç (P), tüketici tarafından tüketim noktasına iletilen ve burada uygulanan güçtür. Reaktif güç, voltaj ve akım arasındaki faz kaymasında kaynaklanır. Reaktif güç, endüktif ve kapasitif tüketicilerde meydana geldiğinden gücün bir kısmının tüketici tarafından kullanılamamasına neden olur. Reaktif güç değerleri (Var) şeklinde belirtilerek aktif güçten ayırt edilebilir. Görünür güç (S), aktif ve reaktif güçten oluşur. Aktif gücü voltampermetre (VA) olarak belirtilebilir. Görünür güç, hat ve bileşenlerin tasarımında dikkate alınmalıdır. Ölçüm değerlerinin doğru bir şekilde atanması için güç ölçerin / güç metrenin reaktif güç değerlerini ve görünür güç değerlerini belirtmesi gerekir.

Bir makinenin isim levhasındaki güç ifadesi verilen mekanik gücü tanımlar. Güç çıkışı, makine tarafından emilen elektrik gücünden her zaman daha düşüktür. Verilen mekanik gücün tüketilen elektrik gücüne oranı verimlilik olarak ifade edilir. Güç çıkışının eksik ya da çok düşük olması durumunda besleme geriliminin yeterli olup olmadığı güç ölçer / güç metre ile belirlenebilir. Bunun haricinde, bağlantı ve hatlarda voltaj ve akımın olup olmadığı ölçülebilir. Ölçüm sonuçlarına dayanarak elektrik arızalarının nedenini belirlemek mümkündür. Durum izleme sırasında güç ölçer / güç metre ile gerçekleştirilen düzenli ölçümler ile makinelerin güç tüketimindeki sapmaları tespit edilebilir. Makinenin güç tüketimindeki artış, makine parçalarının aşınması, sızıntı ya da ek sürtünme nedeniyle değişen çalışma koşullarının bir göstergesidir ve bu artışın nedeninin bulunması gerekir.

Enerji tüketiminin azaltılması, maliyeti düşürmenin yanı sıra kaynakların korunmasına ve iklim üzerindeki olumsuz etkilerin azaltılmasına da katkıda bulunur. Güç ölçer / güç metre ile makinelerin ya da karmaşık sistemlerin güç değerleri uzun bir süre boyunca kaydedilebilir ve değerlendirilebilir. Çoğu durumda ölçüm verilerinin analiz edilmesi sonucunda tasarruf potansiyeli ortaya çıkabilir ve ardından kontrol edilebilir. Enerji tasarrufu için uygulanan önlemlerin etkinliği, karşılaştırmalı ölçümlerle doğrulanabilir.

Güç ölçer / güç metre ile ilgili gereksinimler kullanım amacına göre değişir. İstenilen amaçlar doğrultusunda en uygun cihazı bulmak için cihazı seçmeden önce aşağıdaki sorulara cevap aranmalıdır:

- Güç ölçer / güç metre sabit olarak mı kurulmalı yoksa mobil ölçümler için mi kullanılmalı?

- Tek bir faz mı yoksa aynı anda birden fazla faz mı ölçülmeli?

- Akım doğrudan ya da dolaylı olarak ölçülmeli mi?

- Güç ölçer / güç metre elektrik sayacı olarak kullanılmalı mı?

- Gerekli olan ölçüm frekansı nedir?

- Uzun süreli ölçümler data logger ile ayrıntılı olarak kaydedilmeli mi?

- Güç ölçerde / güç metrede hangi arayüzler bulunmalıdır?

- Yüksek IP koruma sınıfı gerekli mi?

- Kalibrasyon sertifikası gerekli mi?

Üretim tesislerin otomatik kontrolü için önemli noktalardaki elektriksel güç verileri sabit bir güç ölçer / güç metre ile kaydedilebilir ve kontrol ya da değerlendirme için iletilebilir. Sabit güç ölçer / güç metre genelde sisteme monte edilir ve sistemin çalışması sırasında devamlı olarak akım ve voltajı ölçer. Veriler, arayüz aracılığıyla aktarıldığı için genelde ölçüm değerlerinin görüntülendiği bir ekran yoktur. Öte yandan mobil güç ölçer / güç metre, farklı yerlerde ara sıra gerçekleştirilen ölçümler için tasarlanmıştır. Bu tür bir güç ölçerde / güç metrede test kablolarının ve güç penslerinin bağlandığı ekran ve kontrol paneli bulunur.

Hat verilerinin tespit edilmesi için güç ölçer / güç metre akım ve voltaj ölçümü gerçekleştirmelidir. Akımın doğrudan ölçülmesi için güç ölçerin tüketiciye seri olarak bağlanması ve bunun için elektrik devresinin kesilmesi gerekir. Doğrudan akım ölçümü, devrenin kesilmesi herhangi bir sorun oluşturmadığında ya da sabit bir güç metrenin sisteme kalıcı olarak monte edildiğinde uygundur. Koruyucu kontak fişi ya da CEE fişli tüketiciler için özel güç ölçer / güç metre modelleri de mevcuttur. Dolaylı ölçümün aksine böyle bir güç ölçer / güç metre, kabloyu ayırmaya gerek kalmadan kabloları ölçebilir.

Dolaylı akım ölçümü için uygun bir güç ölçer / güç metre, ölçülecek elektrik hattını saran bir akım pensi ya da Rogowski bobini ile donatılmıştır. Ölçüm, endüktif olarak gerçekleştirilir. Akım pensi ve Rogowski bobinini karşılaştırmak gerekirse akım pensi serttir ve bir makinenin ya da sistemin akım taşıyan gücüne kolay bir şekilde erişilebilen her yerde kullanılabilir. Akım pensi, güç ölçerin ölçtüğü akımların nispeten düşük olması durumunda kullanılır. Akım pensi genelde faz başına maksimum 1200 A’ya kadar kullanılabilir. Akım pensi, sert yapısı sayesinde kontrol kabinlerinde kullanılabilir. Rogowski bobini ise faz başına daha yüksek akımların söz konusu olduğu durumlarda kullanılır. Rogowski bobini için faz başına maksimum akımı 10.000 A’ya kadar çıkabilir.

Dolaylı ölçümde besleme hattının güç ölçere bağlanması gerekli değildir. Böylece, üretim ya da işletme süreçleri kesintiye uğramadan gerçekleştirilebilir. Bunun haricinde, daha yüksek akımların ölçülmesi için güç ölçerde / güç metrede büyük bir kablo kesitinin döşenmesi gerekli değildir. Bu nedenle, mobil ölçümler gerçekleştirmek için dolaylı akım ölçümü imkanı sunan güç ölçerin kullanılması genelde daha pratiktir.

Güç ölçer / güç metre, elektrik enerjisini ölçmek için bir sayaç olarak da kullanılabilir. Enerji tedarikçisi ve tüketici arasındaki aktarım noktasında kullanılan sayaçlar da güç ölçerlerdir. Sayaç olarak kullanmak için hem kalibre edilmiş güç ölçer / güç metre hem de kalibre edilmeyen güç ölçer / güç metre modelleri mevcuttur. Güç ölçer / güç metre satın almadan önce amaçlanan kullanım için kalibre edilebilir bir güç ölçerin zorunlu olup olmadığı belirlenmelidir.

Basit bir güç ölçerde yaklaşık 1 Hertz ölçüm frekansı bulunur. Bu tür bir güç ölçer / güç metre, basit güç verilerinin kaydedilmesi için yeterlidir. Ancak, ani akımların doğru bir şekilde kaydedilmesi gerektiği durumlarda çok daha yüksek ölçüm frekansına sahip güç ölçerin tercih edilmesi gerekir. Bazı makinelerin çalıştırılması sırasında yüksek ani akım genelde birkaç milisaniye sürdüğü için kullanılan güç ölçerin ölçüm frekansı 128 Hz olmalıdır.

Pek çok uygulamada güç ölçer / güç metre ile belirlenen ve kaydedilen değerlerin hemen ya da daha sonra bilgisayara ya da diğer cihazlara aktarılması mümkündür. Çoğu güç ölçer / güç metre modelinde RS232 ve USB arayüzü bulunur. Öte yandan, bazı güç ölçer / güç metre modellerinde verilerin kablosuz ve doğrudan mobil cihazlara aktarılmasını sağlayan Bluetooth arayüzü bulunur. Ethernet arayüzü bulunan güç ölçerler doğrudan yerel bir ağa entegre edilebilir. Ardından, ölçüm verilerini indirmek ya da güç ölçeri / güç metreyi kontrol etmek için uzaktan bağlantılar kurulabilir. Bu bağlantı, güvenli bir VPN bağlantısı üzerinden gerçekleştirilebilir.

Bazı analizler için güç verilerinin uzun bir süre boyunca düzenli aralıklarla kaydedilmesi gerekir. Çoğu güç ölçer / güç metre modelinde ölçüm verilerinin seçilen saatte tarih ve saatli olarak kaydedildiği bir data logger fonksiyonu bulunur. Parametreleri ayarladıktan sonra güç ölçer / güç metre bağımsız olarak çalışır. Kaydedilen veriler ölçüm işleminin ardından bilgisayara aktarılabilir ve analiz edilebilir. Güç ölçer / güç metre ile kaydedilen veriler, güç tüketiminin büyük ölçüde dalgalanıp dalgalanmadığını ve belirli zamanlarda yüksek olup olmadığını belirlemek için kullanılabilir.

ISO ya da DAkkS’a göre kalibrasyonun düzenli aralıklarda yapılması güç ölçerin belirtilen hassasiyete uyduğunu gösterebilir. Yeni cihazlar, talep üzerine güncel bir kalibrasyon sertifikası ile sipariş edilebilir. Kullanıcı modunda yeniden kalibrasyonun mümkün olmadığı ya da harici kalibrasyonun gerekli olduğu durumlarda güç ölçer / güç metre uygun bir kalibrasyon laboratuvarına gönderilmelidir.

DIN EN ISO 50001 / DIN EN 16247-1

ISO 50001, enerji yönetimi için uluslararası bir standarttır. Her yıl, gelecekte yapılacak enerji tüketimi için yeni tahminlerde bulunulur. Şüphesiz ki enerji tüketiminin artması muhtemel bir konudur. Ancak, aslında enerji tasarrufu epey basittir.

Örneğin, bir ortamda hangi enerji tüketiminin gereksiz olduğu düşünüldüğünde tasarruf potansiyelleri hızlı ve net bir şekilde tanımlanabilir.

Endüstri ve ticaret alanlarında daha büyük ölçekte düşünüldüğünde çok daha büyük enerji tasarrufu potansiyeli tespit edilebilir.

Şirketler ISO 50001 standardına göre sertifikalandırılabilir ya da bu standardı ekonomik olarak gelişmek için bir düşünce kaynağı olarak görebilirler. Enerji tasarrufunun sağlanması finansal açıdan olumlu sonuçlar elde edilmesini sağlar.

Söz konusu para olduğunda herkes daha dikkatli davranır; başka bir deyişle, para, yeniliklerin gerçek itici gücüdür. İşletmedeki makine ve sistemlerde enerji tasarrufu sağlamak ya da ısıtma ve soğutma maliyetlerini azaltmak için güç ölçerin kullanılması gerekir. Bu işlemi gerçekleştirip verileri değerlendirebilecek ve analiz edebilecek uzman personelin olmaması durumunda bir danışmana da başvurulabilir.

Güç ölçer / güç metre tek ya da üç fazı ölçüp ölçmediğine bakılmaksızın uygun bir değerlendirme yazılımı ile donatıldığında küçük bir enerji yönetim sistemi olarak tanımlanabilir.

DIN ISO 16247-1‘in ardından enerjini tüketimini azaltmaya yönelik ilk adım olarak enerji denetimi gerçekleştirilebilir. Bu denetim, TÜV sertifikalı enerji danışmanı tarafından gerçekleştirilebilir. Danışman, verileri kaydetmek için güç ölçer / güç metre kullanır. Enerji denetimi, ISO 50001 standardının bir parçasıdır. 

PCE Instruments, her uygulama için uygun bir güç ölçer / güç metre sunar. Büyük tasarruf potansiyelleri belirlenebilir ve bir güç ölçer / güç metre kullanılarak ya da bir enerji danışmanından yardım alarak ISO 50001’in ilk aşaması olan enerji denetimine hazırlanılabilir.