Jak napędy wspierają efektywność energetyczną?
Obecnie napędy przemysłowe najczęściej służą do sterowania wentylatorami, pompami i sprężarkami.
Do tych urządzeń podłączonych jest ok. 75% wszystkich napędów na całym świecie.
Marek Łukaszczyk, menedżer ds. marketingu na Europę
i Bliski Wschód WEG, producenta silników i napędów,
wyjaśnia, dlaczego ogólna efektywność sprzętu
(OEE) i zrównoważony rozwój są ze sobą ściśle
powiązane. Omawia też, w jaki sposób napędy mają
zasadnicze znaczenie dla efektywności energetycznej.
W kontekście strategii zrównoważonego rozwoju zakładu
przemysłowego silniki i napędy są często traktowane
po macoszemu. Niesłusznie. W rzeczywistości
mogą one mieć kluczowe znaczenie w pomaganiu
producentom w osiąganiu celów w zakresie zrównoważonego
rozwoju i redukcji emisji CO2. Tym samym
mogą ona pomagać dbać o zgodność z przepisami
dotyczącymi ochrony środowiska i zwiększać wydajność
całego zakładu. Przyjrzyjmy się zatem, w jaki
sposób silniki i napędy mogą ułatwiać poprawę parametrów
wentylatorów, pomp i sprężarek w sposób
zrównoważony środowiskowo.
Sprężarki
Sprężarki są używane do nadmuchiwania i przenoszenia
produktów – żywności, leków lub tworzyw sztucznych
– w fabryce. Są one tak wszechobecne w zasilaniu
procesów i maszyn, że sprężone powietrze jest
często uznawane za równie ważne w produkcji, jak
woda, gaz czy prąd.
Jest jednak mnóstwo dowodów na to, że urządzenia
na sprężone powietrze mogą zużywać duże ilości energii.
W jaki sposób silniki i napędy poprawiają wskaźnik
OEE w tych zastosowaniach oraz pomagają maszynom
pracować w bardziej zrównoważony sposób?
Żeby lepiej zarządzać zużyciem energii sprężarki
– a także wydłużyć żywotność silnika – można wyposażyć
instalację w napęd o zmiennej prędkości
(VSD), który stopniowo przyspiesza pracę maszyny
po zatrzymaniu. Bez zastosowania napędu VSD
silnik uruchamia się natychmiast z dużym poborem
prądu, co może być bardzo szkodliwe dla trwałości
takiej jednostki.
Natomiast VSD może automatycznie dostosować
prędkość silnika do zapotrzebowania na powietrze.
Szacunki są różne, ale zastosowanie sprężarki z napędem
VSD może przynieść oszczędność energii na poziomie 35–50% w porównaniu do sprężarki o stałej
prędkości, która przy braku obciążenia działa na
biegu jałowym oraz służy do podawania i odbierania
sprężonego powietrza wedle zapotrzebowania.
Należy również wziąć pod uwagę temperaturę pracy
silnika. Łożyska w silniku działają dłużej w niższych
temperaturach roboczych, co przekłada się na niższe
koszty konserwacji i oszczędności. Dlatego WEG
zaleca silnik W22 Magnet IE5 Ultra-Premium który
zapewnia oszczędność wydajności na poziomie 34%
w porównaniu z konkurencyjnymi jednostkami.
Pompy
Pompy są wykorzystywane w systemach hydraulicznych,
a także do produkcji chemikaliów oraz żywności i napojów. S ą r ównież w ykorzystywane d o u trzymywania
wydajnego przepływu ropy naftowej pod
wysokim ciśnieniem przez długie rurociągi. Jednak
silniki elektryczne wykorzystywane w tym obszarze
są często za mało wydajne lub nieodpowiednio dobrane,
aby utrzymać przepływ ropy pod wysokim
ciśnieniem.
Zastosowanie napędu VSD do spowolnienia silnika
wentylatora lub pompy ze 100% do 80% pozwala
obniżyć pobór energii o nawet 50%. Co więcej,
oszczędności te mnożą się proporcjonalnie i pomagają
wydłużyć okres eksploatacji. Kolejne korzyści
można osiągnąć dzięki zastosowaniu technologii
przemysłu 4.0.
Czujnik, który w innym przypadku mógłby być używany
do monitorowania napędu lub silnika, może
być również zamontowany w innych urządzeniach,
w tym pompach. Doskonałym przykładem jest nasze
narzędzie WEG Motion Fleet Management, które
w połączeniu z czujnikami WEG Motor Scan w silnikach
i napędach umożliwia ocenę częstotliwości
i czasu trwania problemów oraz źródła ich pochodzenia
w celu wsparcia konserwacji predykcyjnej.
Wentylatory
Wentylatory przemysłowe zużywają obecnie 300 terawatogodzin
(TWh) energii elektrycznej rocznie. To
czyni je trzecim największym konsumentem energii
elektrycznej, po silnikach przemysłowych i źródłach
światła. Jednocześnie zaś rozporządzenie Komisji (UE) 327/2011 wprowadzi nowe wymogi dotyczące
ekoprojektowania dla wentylatorów napędzanych
silnikami elektrycznymi o mocy od 125 W do 500
kW. Komisja Europejska donosi, że do 2030 roku
rozporządzenie UE 327/2011 może przyczynić się
do spadku poboru energii przez wentylatory nawet
o 24 TWh/rok.
Napędy VSD są idealnym sposobem na zgodność
z tymi przepisami, ponieważ umożliwiają pełną
kontrolę p rędkości. P rzyjrzyjmy s ię b ranży p rzetwarzania
żywności. Zmieniające się temperatury
gotowania wymagają ciągłego dostosowywania
prędkości wentylatorów, aby odpowiednio chłodzić
środowisko. W tym przypadku najlepszym wyborem
byłby napęd VSD, który pozwala kontrolować
prędkość wentylatora.
Napędy VSD elastycznie zmniejszają lub zwiększają
moc w zależności od potrzeb. Ułatwia to optymalizację
wskaźnika OEE, gdy sprzęt jest używany do
wielu celów, i znacznie pomaga producentom w realizacji
celów zrównoważonego rozwoju.
Aby zoptymalizować wskaźnik OEE w konkretnych
warunkach, ważny jest przede wszystkim odpowiedni
dobór silników i napędów. Dzięki temu Twoje silniki
i napędy mogą być integralną częścią strategii
dbania o zgodność z przepisami o ochronie środowiska
oraz planów zwiększania wydajności wentylatorów,
pomp i sprężarek – w całym zakładzie.
źródło: WEG
|