Analysis of efficiency and CO2 emission for electric motors; example of a food factory

Dünya enerji arzının büyük bir kısmı fosil kaynaklı yakıtlar ile karşılanmakta ve tüm dünyada artan enerji ihtiyacı nedeniyle fosil kaynaklı yakıt talebi gün geçtikçe artmaktadır. Bu enerji ihtiyacının önemli bir kısmı elektrik tüketimi olarak sanayide kullanılmaktadır. Ülkemizde, sanayide kullanılan elektriğin ise yaklaşık 2/3’ünü endüstriyel cihaz ve ekipmanların vazgeçilmez unsuru olan elektrik motorları tarafından tüketilmektedir. Bu nedenle, sanayide kullanılan elektrik motorlarının sınıflandırılması, yapılan işe göre verimlerinin takibi, verimsiz motorların teknolojik gelişmelere göre enerji verimli motorlar ile değiştirilmesi yoluyla yapılacak enerji tasarrufu Türkiye’nin enerjide dışa bağımlılığının azaltılması açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, bir gıda fabrikasının üretim hattında kullanılan elektrik motorları motor gücü, güç faktörü, çalışma süresi, motor verimi ve yıllık enerji tüketim miktarları dikkate alınarak sınıflandırılmıştır. Alınan veriler işletmenin çalışma şartları göz önünde bulundurularak değerlendirilmiş ve verimlilikleri düşük olan mevcut elektrik motorları yerine daha verimli motorların kullanılması durumunda elde edilebilecek tasarruf miktarı hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre bu enerji verimliliği uygulaması için basit geri ödeme süresinin 1,5 yıldan daha kısa olacağı hesaplanmıştır. Ayrıca mevcut ve önerilen elektrik motorlarının $CO_2$ emisyon miktarları analiz edilmiştir. Verimlilik sınıfı yüksek elektrik motorlarının kullanılması durumunda %12,15 oranında $CO_2$ salınımının azalacağı ve çevreye olan zararlı gaz salınımının düşeceği belirlenmiştir.Most of the world energy supply is met by fossil fuels, and the demand for fossil fuels is increasing day by day due to the increasing energy demand in the world. A significant portion of this energy need is used in industry as electricity consumption. In our country, about 2/3 of the electricity used in industry is consumed by electric motors which are indispensable elements of industrial devices and equipments. Therefore, electric motors used in industry are classified and the inefficient engines should be replaced with energy efficient motors. By this way, energy saving could be achieved in terms of reduction of external dependence on Turkey's energy. In this study, the electric motors used in the production line of a food factory are classified by taking into consideration the motor power, power factor, working time, motor efficiency and annual energy consumption. The data obtained were evaluated by considering the operating conditions of the enterprise and the saving amount which could be obtained in case of using more efficient motors instead of the existing electric motors with low efficiency was calculated. According to the results, it was calculated that the simple payback period for this energy efficiency application would be shorter than 1.5 years. In addition, the $CO_2$ emissions of current and recommended electric motors have been analyzed. In the case of the use of high efficiency electric motors, it is determined that $CO_2$ emission will be decreased by 12.15% and the emission of harmful gas to the environment will decrease