Moderne energieffektive elektriske drev — trends og perspektiver

Moderne elektriske drev har en række muligheder for betydelige besparelser i deres drift. Med effektive motorer, egnede invertere og avancerede IIoT (Industrial Internet of Things) applikationer vil brugen af ​​ressourcer være mere effektiv, og livscyklusomkostningerne kan reduceres.

Cirka 80 % af al energi, der forbruges af nuværende elektriske drev, kommer fra mellemstore elektriske motorer, som generelt ikke er energieffektive efter nuværende standarder, og som typisk er overdimensionerede til anvendelsen.

Omkostningerne til energi forbrugt af en motor i løbet af dens levetid er op til 97 % af de samlede driftsomkostninger. Derfor er det både økonomisk og miljøvenligt at finde en løsning, der maksimerer effektiviteten af ​​elmotorer.

I dag mødes vi elektriske drev på næsten alle stadier, især inden for industri og byggeri, for eksempel i pumper, kompressorer og klimaanlæg, kraner, elevatorer og transportbånd.

Samtidig står industrien for mere end en tredjedel af verdens elforbrug, hvoraf knap 70 % af denne andel skyldes elmotorer. Bygninger tegner sig for yderligere 30 % af det globale elforbrug, og elektriske motorer står for 38 % af denne andel.

Og efterspørgslen er stigende: den nuværende globale økonomiske produktion forventes at fordobles i 2050. Samtidig vil efterspørgslen efter elektriske drev stige. Det vil samtidig åbne plads til besparelser gennem intelligente systemløsninger. Nylige undersøgelser viser, at køb af et nyt elektrisk drev i gennemsnit kan spare op til 30 % på energiomkostningerne.

I henhold til Paris-klimaaftalen fra 2015 lovede 196 lande at bremse den globale opvarmning. Dette imødegås dog af megatrends som urbanisering, mobilitet og automatisering, som uundgåeligt øger det daglige energiforbrug.

Således er indsatsen for at forbedre energieffektiviteten nu blevet hovedindsatsen i den praktiske gennemførelse af Paris-aftalen. Nye direktiver om økonomisk drift af elektriske motorer er ved at blive introduceret over hele verden - for eksempel i EU, USA og Kina.

De nye europæiske direktiver sætter især et mål om at reducere CO2-udledningen med 40 millioner tons inden 2030. Midlet til at nå dette mål skal være obligatorisk indførelse af omkostningseffektive teknologier. Kina sigter mod at reducere energiforbruget med 13,5 % af BNP og CO22-emissionerne med 18 % inden 2025.

Netværksløsninger og omhyggelig analyse af systemdata er de bedste løsninger til at forbedre energieffektiviteten til virkeligt bæredygtige niveauer.

Men det er slet ikke nødvendigt at købe nye systemer med det samme i enhver situation. Selv gamle kan ofte ændres til at være energieffektive med det rigtige tilbehør.

Moderne invertere (frekvensomformere) og højeffektive motorer kan spare op til 30 % energi i typiske industrielle applikationer, såsom pumper, ventilatorer eller kompressorer, sammenlignet med traditionelle uregulerede systemer.

Casestudier viser, at disse besparelser kan øges til 45 % ved at inkorporere en optimeret drivløsning, i dette tilfælde en pumpe.

Systemet inkluderer en inverter, som sikrer, at drevet er energieffektivt selv ved delbelastning ved at tilpasse hastighed og drejningsmoment til de aktuelle belastningskrav. Det betyder, at hver applikation altid er indstillet til den ydeevne, den har brug for.

Jo mere specifikke og forskelligartede applikationer og komponenter er, jo mere komplekst kan hele systemet være. Derfor er det især i et industrielt miljø nødvendigt at vælge tilgange, der tager højde for systemet i detaljer med alle dets interaktioner og synergistiske effekter og kan harmonisere det optimalt.

Det er grundlagt af smarte sensorer og analytiske værktøjer, der sporer, tilpasser og forbedrer alle arbejdsgange og er en del af en systemtilgang på højere niveau.

Smarte sensorer gør det muligt at analysere tilsluttede motorer på motorniveau.Moderne invertere har normalt slet ikke brug for yderligere eksterne sensorer, fordi de enten er direkte udstyret med dem eller direkte kan evaluere bestemte systemparametre og overføre dem.

Allerede på planlægningsstadiet kan valg- og dimensioneringsfejl opdages ved virtuel simulering af de enkelte drevkomponenter. On-the-go dataindsamling og analyse er aktiveret gennem tilslutning til cloud og end-to-end industrielle applikationer. I fremstillingen hjælper digitale drevløsninger med at identificere potentielle problemer tidligt og dermed forhindre funktionsfejl.

Indsamling af data fra individuelle drevkomponenter kan også afsløre indirekte effekter, der ikke er relateret til drevet. På denne måde er det muligt løbende at optimere hele driften af ​​et sammenkoblet system — enkelt og uden særlig viden.

Baseret på erfaring direkte i produktionen kan man sige, at der kan spares op til 10 % energi ved at bruge smarte sensorer og dataanalyseapplikationer fra komplekse processer. Takket være en speciel For forebyggelsestjenester baseret på IIoT-netværket kan komponenternes levetid øges med op til 30%, og deres ydeevne kan øges med 8-12%.