IE5 bir tahrik sistemi, IE4 muadiline göre daha yüksek bir kurulum maliyetine sahiptir. Bu fark, hem senkron motor teknolojisinden hem de zorunlu frekans invertöründen gelir.
IE5 maliyetinin kaynağı
IE5 seviyesine ulaşmak, motorun rotorunu baştan yeniden kurgulamayı gerektirir. Kalıcı mıknatıslı yapıda rotora nadir toprak mıknatıslar yerleştirilir ve bu mıknatıslar maliyetin önemli bir kalemini oluşturur. Senkron relüktans yapı mıknatıs kullanmaz ama özel rotor geometrisi ve sıkı imalat toleransı gerektirir. Her iki yapı da doğrudan şebekede kararlı kalkamadığından, kuruluma bir frekans invertörü de eklenir. Böylece IE5'in ek bedeli, yalnızca motor fiyatı değil, motor ile sürücünün toplam maliyetidir.
Amortisman formülü
Amortisman hesabının temeli tek bir orandır: amortisman süresi, ek maliyetin yıllık enerji tasarrufuna bölünmesiyle bulunur. Yıllık tasarruf, IE4 ile IE5 arasındaki güç kaybı farkının çalışma saatiyle çarpımından ve birim elektrik fiyatından çıkar. Bu iki değer birleştiğinde, ek yatırımın kaç yılda geri döneceği net biçimde görülür. Formülün belirleyici yanı çalışma saatidir: motor ne kadar çok çalışırsa yıllık tasarruf o kadar büyür ve geri dönüş o kadar kısalır. Sürücünün sağladığı hız kontrolü, değişken yüklerde bu tasarrufa ikinci bir katman ekleyerek süreyi daha da kısaltır.
İki katmanlı tasarruf
IE5'in geri dönüşünü hızlandıran şey, tasarrufun iki kaynaktan gelmesidir. Birinci kaynak, motorun kendi düşük kaybıdır ve sabit hızlı çalışmada bile geçerlidir. İkinci kaynak, sürücünün hızı yükün ihtiyacına göre ayarlamasıdır. Santrifüj pompa ve fan gibi değişken debili yüklerde güç, devrin küpüyle değişir; bu yüzden hızı %20 azaltmak tüketimi yaklaşık yarıya indirebilir. Sabit hızlı bir tahrikte kazanç yalnızca ilk kaynaktan gelirken, değişken yüklü bir tahrikte iki katman birleşir ve geri dönüş hızlanır.
Örnek geri ödeme hesabı
250 kW, sürekli çalışan bir tahrik, tipik bir hesap örneğidir. Bu güçte IE5 motorun verimi yaklaşık %97,3, kaybı ise giriş gücünün yaklaşık %2,7'sidir. Aynı güçteki bir IE4 motora göre kaybın yaklaşık beşte biri kadar azalması, sürekli çalışan bir tesiste yılda on binlerce kilovatsaatlik bir farka karşılık gelir. Bu tasarruf, birim elektrik fiyatıyla çarpıldığında yıllık kazanca dönüşür. IE5 sisteminin IE4'e göre ek bedeli bu yıllık kazanca bölündüğünde, amortisman süresi ortaya çıkar. Yüksek saatli ve değişken yüklü uygulamalarda bu süre, çoğunlukla birkaç yılın altında kalır.
Elektrik fiyatının etkisi
Geri ödeme hesabını en çok etkileyen değişkenlerden biri, birim elektrik fiyatıdır. Tarife yükseldikçe aynı kilovatsaat tasarrufu daha büyük bir maliyet düşüşüne karşılık gelir ve IE5 lehine olan hesap hızlanır. Enerji pahalılaştıkça verimli motorun avantajı büyür, bu yüzden amortisman tahmini yapılırken güncel tarife kadar olası artışlar da hesaba katılır. Uzun ömürlü bir yatırımda, bugünkü fiyatla yapılan hesap gelecekteki artışlarla daha da olumlu hâle gelir. Bu nedenle IE5 kararı, tek yıllık değil, motorun ömrü boyunca geçerli olacak bir enerji senaryosuyla değerlendirilir.
Geri dönüşü belirleyen etkenler
Amortisman süresini üç etken şekillendirir. Birincisi çalışma saatidir: üç vardiya çalışan bir tesiste tasarruf ikiye katlanır ve geri dönüş yarıya iner. İkincisi yük profilidir; hızı sık değişen bir uygulamada sürücünün ikinci tasarruf katmanı devreye girer ve süre kısalır. Üçüncüsü yük noktasıdır: motor yükün %75-100 bandında çalışmalıdır, çünkü yarı yükte hem verim hem tasarruf küçülür. Verimlilik teşvikleri veya hibeler de ek bedeli düşürerek geri dönüşü hızlandırır. Bu etkenler birlikte değerlendirildiğinde, aynı IE5 sistemi bir tesiste bir yılda, başka bir tesiste birkaç yılda amorti olabilir.
Bakım maliyetinin hesaba etkisi
Amortisman hesabı çoğunlukla enerji üzerinden kurulur, ama bakım kalemleri de tabloya girer. IE5 sistemi bir sürücü içerdiğinden, sürücünün fanı, filtreleri ve olası yedek parçaları uzun vadeli bir gider oluşturur. Bunun aksine senkron rotor kaymasız ve soğuk çalıştığından, motorun kendisi daha az yıpranır ve rulman ile yalıtım ömrü uzar. Serin çalışan bir motor, daha seyrek bakım ve daha uzun değişim aralığı demektir. Bu iki etki genellikle birbirini dengeler; sürücünün getirdiği ek bakım, motorun kazandırdığı uzun ömürle telafi olur. Gerçekçi bir amortisman tahmini, enerji tasarrufunun yanında bu bakım dengesini de dikkate alır.
Ömür boyu maliyet penceresi
Amortisman süresi tek başına yanıltıcı olabilir. Asıl resim, motorun 15-20 yıllık ömrü boyunca ödediği toplam bedelde görülür. Sürekli çalışan bir motorda ömür boyu maliyetin büyük bölümü satın alma değil enerji gideridir ve bu gider, satın alma bedelinin katlarına ulaşır. Bu yüzden başlangıçtaki ek maliyet, uzun pencerede küçük bir kalem hâline gelir. Karar verirken yalnızca etiket fiyatına değil, bu toplam sahip olma maliyetine bakmak daha doğru olur. Doğru güç seçimi de hesabın parçasıdır; güç, IE5 ultra yüksek verimli motor yaklaşımıyla gerçek yüke oturtulduğunda amortisman tahmini de güvenilir olur.
Filo dönüşümünde önceliklendirme
Bir tesiste çok sayıda motor varsa, hepsini aynı anda IE5'e çevirmek gerekmez. Dönüşüme en çok çalışan ve en yüksek güçteki motorlardan başlamak, sınırlı bütçeyle en yüksek enerji kazancını sağlar. Yılda birkaç yüz saat dönen küçük bir motorda ek yatırım uzun süre geri dönmezken, kesintisiz çalışan büyük bir tahrikte aynı yatırımın geri dönüşü kısa sürede sağlanır. Bu yüzden dönüşüm planı, motorların çalışma saati ve güç sıralamasına göre kurulur.
Hız kontrolü zaten gereken uygulamalar, önceliklendirmede öne çıkar. Bu tahriklerde sürücü halihazırda bütçede olduğundan, IE5 motora geçmenin ek yükü yalnızca motor farkıyla sınırlı kalır. Böyle bir uygulamada geri dönüş, hem düşük motor kaybı hem hız kontrolü sayesinde en kısa süreye iner. Eski bir motor arızalanıp yenilenmesi gerektiğinde de, yerine IE5 koymak en akılcı zamanlamadır; çünkü değişim maliyeti zaten doğmuştur ve yalnızca sınıf farkı hesaba girer.
IE5 amortismanı, ek maliyet ile yıllık tasarrufun basit bir oranıdır. Ama bu oranı belirleyen asıl değişkenler, çalışma saati ve yük profilidir. Bu iki değeri gerçekçi girdiğinizde, IE5 yatırımının kaç yılda geri döneceği önceden görülür.
