С современными электроприводами есть ряд возможностей для значительной экономии при их эксплуатации. Благодаря эффективным двигателям, подходящим инверторам и современным приложениям IIoT (промышленный Интернет вещей) использование ресурсов станет более эффективным, а затраты на жизненный цикл могут быть сокращены.
Примерно 80% всей энергии, потребляемой нынешними электроприводами, приходится на электродвигатели среднего размера, энергоэффективность которых обычно не соответствует действующим стандартам и которые обычно излишне крупногабаритные для данного применения.
Стоимость энергии, потребляемой двигателем в течение срока службы, составляет до 97% от общих эксплуатационных расходов. Таким образом, поиск решения, которое максимально повысит эффективность электродвигателей, является как экономичным, так и экологически безопасным.
Сегодня мы встречаем электрические приводы практически на каждом этапе, особенно в промышленности и строительстве, например, в насосах, компрессорах и системах кондиционирования воздуха, кранах, лифтах и конвейерных лентах.
В то же время на промышленность приходится более одной трети мирового потребления электроэнергии, из которых почти 70% этой доли приходится на электродвигатели. Еще примерно 30% мирового потребления электроэнергии приходится на здания, где на долю электродвигателей приходится 38% этой доли.
И спрос растет: текущие глобальные экономические показатели, по прогнозам, удвоятся к 2050 году. А вместе с тем возрастет спрос на электроприводы. В то же время это откроет пространство для экономии благодаря интеллектуальным системным решениям. Недавние исследования показывают, что, купив новый электропривод, можно сэкономить в среднем до 30% на расходах на электроэнергию.
В соответствии с Парижским климатическим соглашением 2015 года 196 стран обязались замедлить глобальное потепление. Однако этому противодействуют такие мегатенденции, как урбанизация, мобильность и автоматизация, которые неизбежно увеличивают повседневное потребление энергии.
Таким образом, усилия по повышению энергоэффективности теперь стали основным направлением практической реализации Парижского соглашения. Во всем мире вводятся новые директивы, касающиеся экономичной эксплуатации электродвигателей - например, в Европейском Союзе, США и Китае.
В частности, новые европейские директивы поставили цель сократить выбросы CO2 на 40 миллионов тонн к 2030 году. Средством достижения этой цели должно стать обязательное внедрение экономичных технологий. Китай поставил перед собой цель сократить потребление энергии на 13,5% ВВП и выбросы CO2 на 18% к 2025 году.
Сетевые решения и тщательный анализ системных данных - лучшие решения для повышения энергоэффективности до действительно устойчивого уровня.
Но совершенно не обязательно сразу покупать новые системы в любой ситуации. Даже старые часто можно модифицировать так, чтобы они стали энергоэффективными с помощью подходящего дополнительного оборудования.
Современные инверторы (частотные преобразователи) и высокоэффективные двигатели могут сэкономить до 30% энергии в типичных промышленных приложениях, таких как насосы, вентиляторы или компрессоры, по сравнению с нерегулируемыми старыми системами.
На примере конкретных решений видно, что эта экономия может быть увеличена до 45% путем включения оптимизированного решения для привода, в данном случае насоса.
Система включает инвертор, который обеспечивает энергоэффективность привода даже при частичной нагрузке, адаптируя скорость и крутящий момент к текущим требованиям нагрузки. Это означает, что каждое приложение всегда настраивается на ту производительность, которая ему требуется.
Чем конкретнее и разнообразнее приложения и компоненты, тем сложнее может быть вся система. Поэтому, особенно в промышленной среде, необходимо выбирать подходы, которые подробно учитывают систему со всеми ее взаимодействиями и синергетическими эффектами и могут оптимально ее гармонизировать.
Он основан на интеллектуальных датчиках и аналитических инструментах, которые отслеживают, согласовывают и улучшают все технологические процессы и являются частью системного подхода более высокого уровня.
Интеллектуальные датчики позволяют анализировать подключенные электродвигатели на уровне самого двигателя. Современные инверторы обычно вообще не нуждаются в дополнительных внешних датчиках, потому что они либо непосредственно ими оснащены, либо могут напрямую оценивать определенные параметры системы и передавать их.
Уже на этапе планирования ошибки выбора и определения размеров могут быть выявлены с помощью виртуального моделирования отдельных компонентов привода. Сбор и анализ данных непосредственно во время работы обеспечивается за счет подключения к облачным и периферийным промышленным приложениям. На производстве цифровые решения для приводов помогают своевременно выявлять возможные проблемы и тем самым предотвращать неисправности.
Сбор данных от отдельных компонентов привода также может выявить косвенные эффекты, не связанные с приводом. Таким образом, можно постоянно оптимизировать всю работу взаимосвязанной системы - просто и без специальных знаний.
Основываясь на опыте непосредственно на производстве, можно сказать, что до 10% энергии можно сэкономить, используя интеллектуальные датчики и приложения для анализа данных сложных процессов. Благодаря специальным сервисам профилактического обслуживания, основанным на сети IIoT, срок службы компонентов может быть увеличен до 30%, а их производительность может быть увеличена на 8–12%.