Συστήματα Ηλεκτροκίνησης Ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Συστήματα Ηλεκτροκίνησης Ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες"

Ἀλέξανδρος Κρεστενίτης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες

2 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΑ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΕΣ Eισαγωγή Νομοθεσία σύμφωνα με την CEMEP Συγκριτικά διαγράμματα απόδοσης Οικονομοτεχνική ανάλυση υπολογισμού κέρδους Επίλογος - Ερωτήσεις

3 Ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα: αντιπροσωπεύουν 70 % της βιομηχανικής ενεργειακής κατανάλωσης Ενεργειακό δυναμικό εξοικονόμησης ανά έτος (μόνο στη Γερμανία): 20 TWh = 8 ΑΗΣ (συμβατικού καυσίμου) 11 εκατ. τόννοι εκπομπών CO δισ. EUR ενεργειακό κόστος Το μεγάλο ενεργειακό κόστος έχει άμεση επίδραση στα λειτουργικά έξοδα. Μείωση αυτών σημαίνει φιλική περιβαλλοντικά και οικονομικότερη παραγωγή. Βελτίωση διαδικασίας n Τεχνολογία Κίνησης με ρυθμιστή στροφών (converters) Κινητήρες Εξοικ. Ενέργειας

4 Automation and Drives Εξοικονόμηση Ενέργειας με την συνολική βελτίωση ενός Συστήματος Ηλεκτρική Τροφοδοσία 3 ~, 400V, 50Hz Ηλεκτρικό Τμήμα Ρυθμιστής Στροφών U/f-converter Ηλεκτροκινητήρας Μειωτήρας Έλεγχος Διαδικασίας Μετάδοση Μηχ. Ισχύος / τελικό στάδιο ελέγχου Μηχανικό Τμήμα Ενεργειακά βελτιωμένη διαδικασία παραγωγής Χαρακτηριστικά προστασίας και ασφάλειας Μηχανική Ισχύς Γωνιακή ροπή/ Ταχύτητα περιστροφής Τρόπος Λειτουργίας Δυναμική του συστήματος

5 Automation and Drives Εξοικονόμηση Ενέργειας με βελτιστοποίηση του συνολικού συστήματος ηλεκτροκίνησης Ηλεκτροκινητήρες EFF1 και EFF2 Με μεγάλο βαθμό απόδοσης Μείωση των ισχύος Ως και 40% Ρυθμιστές Στροφών Για σύστημα ηλεκτροκίνησης ρυθμιζόμενης ταχύτητας Εξοικονόμηση Ενέργειας Ως και 70% Συνδυασμός Κινητήρα και Ρυθμιστή Στροφών ή και Μειωτήρα Αποκεντρωμένο Σύστημα (κινητήρας EFF2 και ρυθμιστής στροφών και ή μειωτήρας)

6 ΝομοθεσίασύμφωναμετηνCEMEP Κλάσης απόδοσης σύμφωνα με CEMEP Μετά τα μέτρα που θεσπίστηκαν στις ΗΠΑ με την εφαρμογή του νόμου EPACT, η Ευρωπαϊκή Ένωση σε συνεργασία με την CEMEP 1) έθεσε νέες προδιαγραφές για την αύξηση της απόδοσης των συστημάτων κίνησης. Κίνητρο ήταν η μείωση τηςεκπομπήςτωνρύπωντουco 2. Η CEMEP όρισε κλάση απόδοσης για ηλεκτροκινητήρες 2-πολικούς και 4- πολικούς ισχύος από 1.1 έως 90 kw. Η απόδοση χωρίστηκε σε τρεις κλάσεις, όπως αυτές περιγράφονται παρακάτω. "eff1" (High-efficiency motors) "eff2" (Improved-efficiency motors) "eff3" (Standard motors) 1) CEMEP = European Committee of Manufacturers of Electrical Machines and Power Electronics; Efficiency determined as before according to EN

7 ΝομοθεσίασύμφωναμετηνCEMEP [%] 95 Trend EU-efficiency classes for motors: High-efficiency Improvedefficiency Standard Διαχωρισμός ενεργειακών κλάσεων σύμφωνα με τη EU/CEMEP [kw] Η Siemens σταμάτησε την παραγωγή ηλεκτροκινητήρων EFF3 και παράγει μόνο κλάσεως EFF1 και EFF2 Ειδικοί τύποι ηλεκτροκινητήρων, όπως ηλεκτροκινητήρες μεγαλύτερης, με ειδική τάση λειτουργίας ή ηλεκτροκινητήρες διπλής ταχύτητας δεν υποχρεούνται να ακολουθούν την συγκεκριμένη νομοθεσία.

8 Γιατί αναπτύχθηκε η νέα σειρά ηλεκτροκινητήρων ΕFF1/EFF2 Οι κύριοι στόχοι των Ευρωπαίων κατασκευαστών ηλεκτροκινητήρων είναι: Αύξηση του οφέλους των χρηστών με αυξημένη οικονομία σε ενεργειακά έξοδα Διαφάνεια της Αγοράς για πελάτες και χρήστες μηχανημάτων Δυνατότητα επιλογής του σωστού κινητήρα από τον χρήστη Αποφυγή χρονοβόρων γραφειοκρατικών διαδικασιών με εθελοντική δέσμευση των κατασκευαστών ηλεκτροκινητήρων σε συγκεκριμένα πρότυπα

9 Περιοχή λειτουργίας ηλεκτροκινητήρων εξοικονόμησης (κατά CEMEP EFF1/2) FS IEC *) 50Hz kw LA9 1LA6 0, LG4 νέο 18, LG6 νέο 18, FS EPACT 60Hz ,12hp/ (0,09kW) 1LA9 40hp/ (30kW) 1LA6 200hp/(150kW) 25hp /(18,5kW) 1LG6 νέο 200hp/(150kW) Kλάση Απόδοσης κατά CEMEP για ισχύ ως 90kW και μόνο για 2-πολικούς και 4-πολικούς. Για 6- και 8-πολικούς δεν υπάρχει κωδικοποίηση κατά CEMEP για κλάση απόδοσης

10 Σύγκριση-βαθμού απόδοσης κινητήρας ΕFF2 / στάνταρ κινητήρας Automation and Drives κινητήρας εξοικ. Βαθμ ό ς απόδοσης % Στάνταρ κινητήρας ,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2, ,5 7, ,5 Ονομαστική ισχύς σε kw

11 Automation and Drives Σύγκριση των μετρήσεων απόδοσης για κινητήρα Siemens και CEMEP (4-πολικός) 100 Efficiency, 4 pole motors 95 EFF1_1LA9,1LA6-E,1LA6-G EFF1_1LG6 EU-EFF1 Efficiency % 90 Previously 1LA6/9 85 EU-EFF2 EFF2_1LG4 80 EU_EFF2 EU_EFF1 Bisher 1LA5/6/7 Bisher 1LA6/9 EFF2_1LA5/6/7 EFF1_1LA6/9 EFF2_1LG4 EFF1_1LG6 EFF2 1LA7, 1LA5/1LA6-A 75 Previously 1LA5/6/7 70 1,00 10,00 100,00 Output kw

12 100 Efficiency, 2-pole motors Automation and Drives Σύγκριση των μετρήσεων απόδοσης για κινητήρα Siemens και CEMEP (2-πολικός) 95 EFF1_1LG6 90 EFF1_1LA9,1LA6-E,1LA6-G EU-EFF1 EU-EFF2 EFF2_1LG4 Efficiency % 85 Previously 1LA6/9 Previously 1LA5/6/7 EU_EFF2 EU_EFF1 Bisher 1LA5/6/7 Bisher 1LA6/9 EFF2_1LA5/6/7 EFF1_1LA6/9 EFF2_1LG4 EFF1_1LG6 EFF2 1LA7, 1LA5/1LA6-A ,00 10,00 100,00 Output kw

13 Μέθοδοι που μειώνουν τις απώλειες ισχύος ως και 45% Reduced power losses in % 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% Σε σχέση με ένα κινητήρα EFF2, οι απώλειες ισχύος του αντίστοιχου κινητήρα EFF1 (4-πολικού) είναι μειωμένες ως και 45% 5% 0% 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2, ,5 7, ,5 22 Rated power output in kw (P v EFF2 -P v EFF1 )/ P veff2

14 Συνολικό κόστος κατά τη διάρκεια ζωής του κινητήρα (περίπου 3000h/έτος)

15 Μέθοδοι μείωσης των επιμέρους Καλύτερη ποιότητα των μεταλλικών φύλλων πυρήνα Μειωμένη μαγνητική καταπόνηση Μεγαλύτερος πυρήνας ΕΙΣΟΔΟΣ Ενεργή Ισχύς Τροφοδοσίας Μειωμένη Αντίσταση Τυλιγμάτων λόγω μεγαλύτερης διαμέτρου καλωδίου σπείρας P Fe1 ~ K Fe * B 2 ΣΤΑΤΗΣ P CU1 ~ I 12 * R 1 B 2 ~ 1/ m 2 Fe Βελτιωμένα τριβεία (ρουλεμάν) και ανεμιστήρες ψύξης P R ΡΟΤΟΡΑΣ OUTPUT Μηχανική Έξοδος P CU2 ~ I 2 2 * R 2 Μειωμένη Αντίσταση Τυλιγμάτων λόγω μεγαλύτερων καναλιών ρότορα (γεωμετρία τομής ρότορα) Αύξηση της απόδοσης λόγω της ευρύτερης χρήσης ενεργών υλικών

16 Σύγκριση των ενεργών στοιχείων ηλεκτροκινητήρα ΕFF1/EFF2 EFF1 - Στάτης EFF1 - Ρότορας EFF2 Στάτης EFF2 - Ρότορας

17 Κερδίζοντας ενέργεια με ηλεκτροκινητήρες eff1 Ετήσιοςχρόνοςλειτουργίας: 4500 h/a(δύο βάρδιες ), Κόστος : 0,08 EUR/kWh Κέρδος 1085 EUR/έτος Κόστος /EUR EFF2 Κέρδος 1930 EUR/έτος EFF1 EFF2 Κέρδος 1304 EUR/χρόνο EFF1 EFF2 EFF1 0 Ποσότητα: Ισχύς: Απόσβεση: ηλεκτροκινητήρες 1,5 kw (60 kw) 3300 h 10 ηλεκτροκινητήρες 15 kw (150 kw) 5700 h 4 ηλεκτροκινητήρες 75 kw (300 kw) 4700 h

18 Κερδίζοντας ενέργεια με ηλεκτροκινητήρες eff1 Ετήσιοςχρόνοςλειτουργίας: 4500 h/a(δύο βάρδιες ), Κόστος : 0,08 EUR/kWh Αριθμός ηλεκτροκινητήρων Ισχύς, 4pole 1,5 kw (60 kw)15 kw (150 kw)75 kw (300 kw) 510 KW Efficiency EFF2 /EFF1 79 % / 85 % 90 % / 92 % 94,2 % / 95,1 % Μείωση των κατά eff1 5,36 kw 3,62 kw 3,01 kw 11,99 kw Κέρδος κατά EFF kwh kwh kwh kwh Ενεργειακό κόστος κατά EFF2 EUR EUR EUR EUR Ενεργειακό κόστος κατά EFF1 EUR EUR EUR EUR Κέρδος EUR EUR EUR EUR Επιπλέον τιμή αγοράς ηλεκτροκινητήρων eff1 (2003) Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 Άθροισμα: EUR EUR EUR EUR Χρόνος απόσβεσης 3300 h 5700 h 4700 h 4700 h Σε παραγωγική μονάδα ισχύος 510 kw με ηλεκτροκινητήρες EFF1 Εξοικονομούνται: - Κάθε χρόνο περίπου kwh (= περίπου EUR 4300). -Χρόνος απόσβεσης της επιπλέον τιμής των ηλεκτροκινητήρων είναι περίπου ένας (1) χρόνος

19 Automation and Drives Πλεονεκτήματα του χρήστη ηλεκτροκινητήρων εξοικονόμησης Κέρδος με μια ματιά Πλήρης σειρά κινητήρων εξοικονόμησης κατά CEMEP/ EPACT Ευκολία στην επιλογή, λόγω κατηγοριοποίησης των ηλεκτροκινητήρων κατά (EFF1/EFF2) Το κόστος λειτουργίας μειώνεται λόγω αυξημένης απόδοσης των ηλεκτροκινητήρων Μείωση της εκπομπής ρύπων του CO 2 Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής των ηλεκτροκινητήρων λόγω της μειωμένης θερμοκρασίας Μεγαλύτερη δυνατότητα υπερφόρτωσης κατά τη διάρκεια λειτουργίας (SF 1.15 για τους ηλεκτροκινητήρες τύπου 1LA9/ 1LG6) Οι ηλεκτροκινητήρες είναι δυνατό να λειτουργήσουν χωρίς περιορισμούς με ρυθμιστές στροφών ονομαστικής τάσης 500 V

20 Κερδίζοντας από την Εξοικονόμηση Ενέργειας Checklist επιλογής αποδοτικού συστήματος κίνησης Ελέγξτε πάντα το ενεργειακό ισοζύγιο. Το επιπλέον κόστος αγοράς ενός ρυθμιστή στροφών για αυτόματη ρύθμιση ταχύτητας μπορεί να αποσβεστεί σύντομα με την εξοικονόμηση. Για 2000 ώρες λειτουργίας ανά έτος, οι κινητήρες EFF1 είναι γενικά μια πιο οικονομική εναλλακτική λύση. Για μικρούς χρόνους λειτουργίας οι κινητήρες EFF2 είναι γενικά μια επαρκής και οικονομική λύση. Με την αντικατάσταση των υπαρχόντων κινητήρων με κινητήρες εξοικονόμησης μειώνεται το κόστος και η παραγωγή CO 2. Aν ο κινητήρας απαιτεί επισκευή, ελέγξτε αν είναι πιο οικονομικό να αγοράσετε ένα νέο κινητήρα εξοικονόμησης.

21 Εμπόδια στην χρήση Συστημάτων Εξοικονόμησης Ενέργειας Διατήρηση παλαιάς νοοτροπίας στην σχεδίαση έργων: Η εξοικονόμηση Ενέργειας και η Οικολογική συνείδηση έχουν χαμηλή προτεραιότητα ή δεν λαμβάνονται καθόλου υπόψη Τυπικές συνθήκες διανομής 80% των προϊόντων διατίθενται μέσω OEMs και διανομέων. Αγοραστική Συμπεριφορά των πελατών Το κόστος αγοράς και όχι τα έξοδα λειτουργίας καθορίζουν την επιλογή αγοράς

22 Κερδίζοντας από την εξοικονόμηση - Έλεγχος εξοικονόμησης με το πρόγραμμα SINASAVE Tο πρόγραμμαsinasave παρέχει ένα οδηγό επιλογής - Αν ο Ρυθμ. Στροφών συμφέρει - Επιλογή κινητήρα EFF1 ή EFF2 Λειτουργία με Ρυθμ. Στροφών Λειτουργία με απ ευθείας Σύνδεση στο Δίκτυο

23 Ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες ΕΠΙΛΟΓΟΣ - ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

Σχετικά έγγραφα

Συστήματα Ηλεκτροκίνησης Ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες

Συστήματα Ηλεκτροκίνησης Ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες Ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΑ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΕΣ Eισαγωγή Νομοθεσία σύμφωνα με την CEMEP Συγκριτικά διαγράμματα απόδοσης Οικονομοτεχνική ανάλυση υπολογισμού κέρδους Επίλογος