Suvremeni energetski učinkoviti električni pogoni — trendovi i perspektive

Suvremeni električni pogoni imaju niz mogućnosti za značajne uštede u radu. Uz učinkovite motore, odgovarajuće pretvarače i napredne IIoT (Industrial Internet of Things) aplikacije, korištenje resursa bit će učinkovitije, a troškovi životnog ciklusa mogu se smanjiti.

Otprilike 80% sve energije koju troše trenutni električni pogoni dolazi od elektromotora srednje veličine, koji općenito nisu energetski učinkoviti prema trenutnim standardima i koji su obično predimenzionirani za primjenu.

Trošak energije koju motor potroši tijekom svog životnog vijeka iznosi do 97% ukupnih pogonskih troškova. Stoga je pronalaženje rješenja koje maksimalno povećava učinkovitost elektromotora ekonomično i ekološki prihvatljivo.

Danas se sastajemo električni pogoni u gotovo svakoj fazi, posebno u industriji i građevinarstvu, na primjer u pumpama, kompresorima i klimatizacijskim sustavima, dizalicama, dizalima i pokretnim trakama.

Istodobno, industrija čini više od trećine svjetske potrošnje električne energije, od čega gotovo 70% tog udjela otpada na elektromotore. Zgrade čine daljnjih 30% globalne potrošnje električne energije, a električni motori čine 38% tog udjela.

A potražnja raste: predviđa se da će se trenutna globalna gospodarska proizvodnja udvostručiti do 2050. U isto vrijeme, potražnja za električnim pogonima će se povećati. Ujedno će otvoriti prostor za uštede kroz inteligentna sistemska rješenja. Nedavne studije pokazuju da se kupnjom novog električnog pogona može u prosjeku uštedjeti do 30% na troškovima energije.

Prema Pariškom klimatskom sporazumu iz 2015., 196 zemalja obvezalo se usporiti globalno zagrijavanje. No, tome se suprotstavljaju megatrendovi poput urbanizacije, mobilnosti i automatizacije, koji neizbježno povećavaju dnevnu potrošnju energije.

Stoga su napori da se poboljša energetska učinkovitost sada postali glavni smjer praktične provedbe Pariškog sporazuma. Nove direktive o ekonomičnom radu elektromotora uvode se diljem svijeta - primjerice u Europskoj uniji, SAD-u i Kini.

Konkretno, nove europske direktive postavljaju cilj smanjenja emisija CO2 za 40 milijuna tona do 2030. Sredstvo za postizanje ovog cilja mora biti obvezno uvođenje isplativih tehnologija. Kina ima za cilj smanjiti potrošnju energije za 13,5% BDP-a i emisiju CO22 za 18% do 2025. godine.

Mrežna rješenja i pažljiva analiza podataka sustava najbolja su rješenja za poboljšanje energetske učinkovitosti na istinski održive razine.

Ali uopće nije potrebno odmah kupiti nove sustave u svakoj situaciji. Čak se i stari često mogu modificirati da budu energetski učinkoviti s odgovarajućim priborom.

Moderno pretvarači (frekvencijski pretvarači) i visokoučinkoviti motori mogu uštedjeti do 30% energije u tipičnim industrijskim primjenama, kao što su pumpe, ventilatori ili kompresori, u usporedbi s tradicionalnim nereguliranim sustavima.

Studije slučaja pokazuju da se te uštede mogu povećati na 45% ugradnjom optimiziranog pogonskog rješenja, u ovom slučaju pumpe.

Sustav uključuje inverter koji osigurava da pogon bude energetski učinkovit čak i pri djelomičnom opterećenju prilagođavanjem brzine i momenta trenutnim zahtjevima opterećenja. To znači da je svaka aplikacija uvijek prilagođena performansama koje su joj potrebne.

Što su aplikacije i komponente specifičnije i raznolikije, to cijeli sustav može biti složeniji. Stoga je, posebno u industrijskom okruženju, potrebno odabrati pristupe koji detaljno sagledavaju sustav sa svim njegovim interakcijama i sinergijskim učincima te ga mogu optimalno uskladiti.

Osnovano je pametnih senzora i analitički alati koji prate, usklađuju i poboljšavaju sve tijekove rada i dio su pristupa sustavima više razine.

Pametni senzori omogućuju analizu povezanih motora na razini motora.Moderni pretvarači obično uopće ne trebaju dodatne vanjske senzore, jer su ili izravno opremljeni njima ili mogu izravno procijeniti određene parametre sustava i odašiljati ih.

Već u fazi planiranja, pogreške pri odabiru i dimenzioniranju mogu se otkriti virtualnom simulacijom pojedinačnih pogonskih komponenti. Prikupljanje i analiza podataka u pokretu omogućeno je povezivanjem s oblakom i end-to-end industrijskim aplikacijama. U proizvodnji rješenja za digitalni pogon pomažu u ranom prepoznavanju potencijalnih problema i na taj način sprječavaju kvarove.

Prikupljanje podataka iz pojedinačnih komponenti pogona također može otkriti neizravne učinke koji nisu povezani s pogonom. Na taj način moguće je kontinuirano optimizirati cjelokupni rad međusobno povezanog sustava — jednostavno i bez posebnih znanja.

Na temelju iskustva izravno u proizvodnji, može se reći da se korištenjem pametnih senzora i aplikacija za analizu podataka iz složenih procesa može uštedjeti do 10% energije. Zahvaljujući posebnim uslugama za prevenciju temeljenim na mreži IIoT, životni vijek komponenti može se povećati do 30%, a njihova izvedba može se povećati za 8-12%.