on December 10, 2022
Solusi Yang Mengklaim Hemat Energi
Di bawah ini adalah beberapa solusi terkait Kualitas Daya yang memiliki keduanya klaim primer atau sekunder dari penghematan energi. Sebuah paragraf pendek dengan setiap item menjelaskan penghematan yang diklaim dan detail alasannya klaim tersebut kemungkinan besar dilebih-lebihkan. Tabel 2 merangkum setiap solusi dengan penghematan energi yang diklaim dan penghematan aktual yang diharapkan bersama dengan ringkasan komentar mengenai alasan potensial untuk perbedaan.
Solusi All-in-One “Kotak Hitam”.
Deskripsi: Kotak ajaib ini adalah solusi all-in-one yang mengklaim untuk mengurangi tagihan listrik Anda dengan meningkatkan keseimbangan voltase, mengurangi transien dan meningkatkan faktor daya. Beberapa unit ini adalah komponen pasif (penekan gelombang, kapasitor, reaktor penyeimbang, filter harmonik) dan beberapa memiliki komponen elektronika daya untuk pengkondisian tegangan dan arus.
Deskripsinya sangat kabur dan sulit dipahami untuk pengguna akhir biasa. Sering kali, ini “kotak hitam” dicat “hijau” yang tampaknya membantu penghematan energi. Sayangnya, akhir-akhir ini perusahaan-perusahaan ini telah dimulai untuk memangsa pelanggan perumahan yang tidak menaruh curiga. Pelanggan ini memiliki sedikit atau tidak ada kesempatan untuk memahami apa yang telah mereka beli tetapi biasanya sangat ingin menghemat uang untuk tagihan energi apa pun harga bahan bakar tertinggi sepanjang masa.
Penghematan atau Pengembalian yang Dinyatakan/Diklaim: Penghematan energi hingga 35%.
Kisaran Pengembalian Aktual / Realistis: Beberapa klaim adalah agak benar tetapi sebagian besar dilebih-lebihkan. Lihat perlindungan lonjakan, PF
koreksi, solusi harmonik dan solusi tegangan tidak seimbang untuk deskripsi komponen. Kecuali jika perusahaan utilitas memaksakan penalti PF, penghematan energi realistis kurang dari 3% adalah tipikal. Pelanggan residensial sebenarnya menghemat sedikit atau tidak sama sekali energi karena mereka pasang kotak ini, biasanya berisi kapasitor koreksi PF kecil, di layanan utamanya. Penghematan yang diciptakan oleh kapasitor hanya berdampak kerugian pada pengumpan hulu menghemat sejumlah kecil energi untuk utilitas (dalam kerugian melalui trafo layanan) tetapi penghematan pelanggan tidak apa-apa.
Informasi Cadangan (laboratorium uji, makalah, dll.): Lihat Tidak seimbang Solusi Tegangan, Koreksi PF, Solusi Harmonik, dan Lonjakan
Perlindungan Filter Harmonik dan Koreksi Faktor Daya
Keterangan: Sebuah produsen filter harmonik mengklaim bahwa mereka filter mengurangi arus dan kehilangan energi harmonik di transformator utama, menghasilkan penghematan energi yang signifikan pada fasilitas. Penghematan atau Pengembalian yang Dinyatakan/Diklaim: Mengurangi konsumsi energi secara signifikan, dengan beberapa poin persentase dari energi saat ini konsumsi. Klaim menunjukkan bahwa arus dalam trafo berkurang secara signifikan, dan bahwa pemanasan harmonik dalam transformator berkurang secara signifikan. Ini menunjukkan bahwa arus eddy kerugian terkait dalam transformator sebanding dengan kuadrat dari frekuensi. Kisaran Pengembalian Aktual/Realistis: Filter harmonik melakukannya mengurangi arus fundamental 60Hz di trafo, yang merupakan manfaat yang sama seperti koreksi faktor daya biasa. Namun ini penghematan jauh lebih kecil dari 1% dari beban energi.
Produk yang Mengurangi Arus Urutan Negatif di Motor
Deskripsi: Ketidakseimbangan tegangan atau harmonik tegangan urutan negatif (biasanya harmonik ke-2 atau ke-5) menyebabkan rotor motor induksi untuk menahan putaran normalnya. Resistensi ini menyebabkan pengoperasian yang tidak efisien pada motor, getaran dan panas yang dapat menyebabkan kegagalan prematur. Beban linier (motor) akan menarik arus “non-linier” dengan komponen arus sebanding dengan distorsi tegangan.
Gambar 1. Arus Urutan Negatif dan Motor
Penghematan atau Pengembalian yang Dinyatakan/Diklaim: Peningkatan efisiensi motor dan mengurangi kegagalan sebesar > 10%.
Kisaran Pengembalian Aktual / Realistis: Klaim pada dasarnya benar tetapi biasanya dilebih-lebihkan. Arus tidak seimbang disebabkan oleh tidak seimbang tegangan, (lihat NEMA MG-1), seringkali 6 kali atau lebih dari persentase tegangan yang tidak seimbang. Oleh karena itu, “sistem” akan memiliki lebih banyak I2R kerugian dibandingkan dengan tegangan seimbang dan arus. Sebagai tambahan, harmonik urutan negatif, terutama harmonik ke-5, menyebabkan an kekuatan yang berlawanan dengan rotasi urutan positif (60 Hz). Ini seperti mengemudi dengan kaki di rem saat Anda bergerak maju dengan kaki Anda di atas gas untuk mengatasi hambatan rem. Ini menciptakan kerugian sistem, panas, dan kegagalan prematur tetapi penghematan yang realistis berada di urutan 2% atau kurang.
Informasi Cadangan (laboratorium uji, makalah, dll.): Referensi [1], Referensi [2]
(Menyeimbangkan) Reaktor Zig-Zag
Deskripsi: Reaktor zig-zag memiliki efek menyeimbangkan tegangan dan membatalkan beberapa arus harmonik dan arus reaktif dari beban. Secara umum, dalam kondisi tegangan tidak seimbang, mereka mengurangi aliran arus keseluruhan dari beban dan dapat mengurangi I2R kerugian di hulu. Ketika perangkat ini terhubung secara seri dengan
beban, itu mengubah cara daya diambil dari sumber. Dia seringkali sulit diukur sebelum dan sesudah pemasangan (kecuali bypass tersedia) untuk menunjukkan penghematan dalam kondisi beban konstan.
Penghematan atau Pengembalian yang Dinyatakan/Diklaim: Penghematan energi hingga 20%.Kisaran Pengembalian Aktual/Realistis: I2 Penghematan kerugian R bisa habis sampai beberapa persen. Perangkat khusus ini membutuhkan peralatan dan CT yang sangat terkalibrasi untuk mengukur penghematan perbedaan dengan dan tanpa peralatan ditunjukkan melalui manfaat PF dan pengurangan kerugian di hulu. Menariknya, terkadang kecil jumlah kW disimpan saat perangkat ini dipasang dan terkadang sejumlah kecil kW hilang saat dipasang.
Penekan Surge
Deskripsi: Pelindung lonjakan (penekan lonjakan tegangan transien – Perangkat TVSS atau perangkat pelindung lonjakan arus – SPD) dipasang di berbagai lokasi di seluruh fasilitas untuk mengurangi transien yang “merusak” yang “memboroskan energi”. Klaim adalah bahwa transien menyebabkan panas itu membuang-buang energi. Pernyataan seperti, “setiap kali Anda mengetik di mesin tik, Anda membuat transien mikro yang membuang energi…..” dibuat dan membingungkan pengguna akhir non-teknis.
Penghematan atau Pengembalian yang Dinyatakan/Diklaim: Penghematan energi hingga 20% jika dipasang di semua lokasi yang direkomendasikan.
Kisaran Pengembalian Aktual/Realistis: Tidak ada, tidak ada, nol, 0,000%.
Informasi Cadangan (laboratorium uji, makalah, dll.): Referensi [7] dan banyak lagiTautan internet termasuk situs web federal
Produk Conservation Voltage Reduction (CVR)
Deskripsi: Selama bertahun-tahun, perusahaan utilitas listrik telah menerapkan pengurangan tegangan, sering disebut “brownout,” untuk mengurangi beban pada sistem tenaga mereka. Pemikirannya adalah bahwa beban impedansi konstan akan menarik arus yang lebih sedikit dan, oleh karena itu, daya yang lebih sedikit. Secara sederhana, untuk banyak beban penerangan (misalnya, rumah tangga), ini benar, tetapi juga menghasilkan intensitas cahaya yang lebih rendah, mungkin di bawah tingkat yang dapat diterima. Untuk beban impedansi konstan lainnya yang memerlukan sejumlah panas yang dihasilkan (misalnya, pengering listrik, tangki air panas, pemanas, dll.), beban mungkin menarik daya yang lebih sedikit secara instan tetapi akan memerlukan siklus termal yang lebih lama untuk mencapai tujuan pemanasan atau pengeringan. Untuk beban daya konstan (misalnya, motor), tidak ada manfaat penghematan karena jika tegangan turun, arus naik. Selain itu, dari sudut pandang utilitas, peningkatan arus ini berarti perlu menyediakan daya reaktif yang lebih tinggi. Pada jalur utilitas yang terbebani, menemukan vars yang cukup menjadi masalah. Akibatnya, tindakan mengurangi tegangan dalam kondisi ini hanya memperburuk masalah tersebut.
Konsep CVR telah diterapkan ke dalam desain LV komponen elektronik dan magnetik yang diinstal dengan janji penghematan energi yang signifikan.
Pernyataan/Klaim Penghematan atau Pengembalian Dana: 3-13% energi dan permintaan
Rentang Pengembalian Dana Sebenarnya/Realistis: < 2% pada sistem agregat (misalnya, berbagai jenis beban) dan hingga 13% dalam kasus langka pada beban tertentu. Biasanya biaya per beban untuk menginstalnya pada peralatan tertentu mungkin lebih ekonomis jika dibangun ke dalam peralatan atau dengan menggunakan regulasi tap tetap.
Informasi Backup (lab uji, makalah, dll.): Referensi [3] dan banyak sumber di Internet.
Energy Saver Plug
Kerancuan dalam evaluasi proyek penghematan energi tidak terbatas pada manajer fasilitas industri. Kantor Efisiensi Energi Kanada memberikan penghargaan tunai kepada proyek mahasiswa universitas yang terkait dengan efisiensi energi – khususnya, bagaimana menggunakan energi dengan bijak mengurangi emisi gas rumah kaca yang berkontribusi pada perubahan iklim. Penghargaan tahun 2005 diberikan kepada proyek yang mempromosikan penggunaan Green Plug.
Situs web proyek [9] memiliki teks menakjubkan ini:
“Penghematan aktual yang tersedia melalui green plug sulit diukur,” tambahnya. Tetapi dia memperkirakan bahwa produsen listrik bisa mengharapkan pengurangan sebesar 10-20 persen dalam daya dan konsumsi energi jika green plug digunakan secara luas.”
Wow! Itu sesuatu. Tak heran proyek ini memenangkan penghargaan. Tapi apa itu green plug?
“Green Plug ditemukan oleh pembimbing tesis saya, Dr. A.M. Sharaf,” kata René. “Sebenarnya ini adalah Modulated Switched Dynamic Filter Capacitor Compensator, sebuah perangkat yang dirancang untuk membuat sistem tenaga yang ada lebih kuat dan efisien dengan mengurangi jumlah energi reaktif dan arus harmonik yang dihasilkan oleh beban listrik rumah tangga dan komersial.”
Ups, kita sudah pernah mendengar sebagian ini sebelumnya. “Keindahan” dari green plug adalah sulit dimengerti, dan sulit mengukur penghematan. Tetapi apakah sebenarnya menghemat energi secara signifikan? Bagian yang membingungkan adalah klaim pengurangan daya reaktif dan energi harmonik. Sulit untuk percaya bahwa penghematan energi hampir sebesar yang diklaim.
Pandangan Penulis
Kami telah melakukan perhitungan. Kami telah melakukan pengukuran. Kami telah berbicara dengan vendor. Kami hanya tidak percaya pada klaim berlebihan mengenai penghematan energi nyata dengan solusi Kualitas Daya (PQ). Bisakah Anda menghemat uang secara signifikan dengan koreksi Faktor Daya (PF)? Ya, JIKA ada sanksi. Para penulis dengan tegas percaya pada peningkatan keandalan yang ditawarkan oleh solusi PQ yang dirancang dengan baik. Namun, kami memberikan informasi dalam makalah ini agar pembaca dapat mengevaluasi solusi-solusi ini dengan adil untuk apa adanya daripada berdasarkan energi yang mereka “hemat.”
Laboratorium Kualitas Daya
Sebuah Laboratorium Kualitas Daya dirancang dan dibangun di dekat Pittsburgh, Pennsylvania. Laboratorium ini telah menjadi lingkungan ideal untuk menguji dan mengevaluasi solusi PQ terutama dalam kaitannya dengan penghematan energi. Laboratorium Kualitas Daya adalah komponen utama dalam fasilitas demonstrasi dan pusat uji/Experience Center seluas 8000 kaki persegi (http://www.eaton. com/EatonCom/Markets/Electrical/ServicesSupport/Experience/index.htm) di mana sebagian besar solusi yang disebutkan dalam makalah ini telah dievaluasi. Para penulis dengan yakin menyatakan bahwa informasi yang disajikan dalam makalah ini adalah evaluasi yang tidak memihak terhadap solusi-solusi tersebut. Pekerjaan masa depan di Laboratorium Kualitas Daya akan mencakup pengujian dan optimalisasi lebih lanjut terhadap solusi penghematan energi untuk aplikasi industri, komersial, pusat data, dan perumahan.
Banyak solusi Kualitas Daya telah diuji di Laboratorium Kualitas Daya selama dua tahun terakhir. Ini termasuk perangkat kapasitif, filter harmonik, pelindung lonjakan dan solusi kombinasi kotak hitam. Selain itu, pengujian dilakukan pada Harmonic Mitigating Transformers (HMT) dan solusi UPS dalam upaya untuk menentukan peluang apa yang ada untuk penghematan energi berdasarkan desain dan beban harmonik. Grafik di bawah ini merangkum beberapa hasil pengujian ini yang menunjukkan penghematan yang realistis.
Gambar 2 menunjukkan hasil pengujian di mana transformator 75 kVA diuji dengan beban linier 100%, resistif, dan kemudian diuji dengan beban harmonik 100% (sumber daya komputer). Gambar ini dengan jelas menunjukkan bahwa kerugian transformator, dalam hal ini, meningkatkan beban transformator sebesar 1% sepanjang beban transformator. Ini dengan jelas menunjukkan bahwa ada beberapa penghematan yang tersedia dengan mengurangi arus harmonik pada sistem tenaga.
Gambar 3 menunjukkan perbandingan berbagai jenis transformator yang diuji dengan beban harmonik 100%. Perhatikan perbedaan signifikan antara kerugian pada transformator efisiensi energi (TP-1) dan transformator berperingkat K dibandingkan dengan Harmonic Mitigating Transformer. Pengujian ini juga menunjukkan bahwa terdapat penghematan yang signifikan yang terkait dengan penggunaan transformator Harmonic Mitigating (HMT). Sekali lagi, penghematan bukanlah sebesar 25% dari total beban seperti yang mungkin diiklankan oleh beberapa vendor, tetapi mereka stabil sekitar 1-3% dan dengan mudah akan membayar transformator tersebut berulang kali selama umur transformator. Infrascan pada Gambar 4 menunjukkan stres termal dari pemanasan harmonik pada transformator standar dibandingkan dengan HMT yang diuji dengan beban harmonik 100%, mengaitkan desain dengan kerugian transformator.
Artikel asli dapat diunduh di : power-quality-solutions-energy-savings-IA02704001E