Електричните мотори напојуваат гузлери на диета - WiWo
Електричните мотори може да се најдат во косилки и машини за перење - дури и во бродови за крстарење. Колку и да се разноврсни, тие трошат електрична енергија. Новите технологии треба да ги направат поекономични.
Curубопитни реалности за енергетската транзиција
Тоа е зачудувачка диспропорција: Кога политичарите и претприемачите зборуваат за идно докажано постапување со електрична енергија во годината по енергетската транзиција, ветерните паркови, централите на гас и високонапонските линии доминираат во дискусијата. Од друга страна, еден од најважните инструменти за одржливо напојување е целосно заборавен: енергетска ефикасност.
Федералната влада прогласи економична употреба на електрична енергија и топлинска енергија како клучно прашање во нејзиниот енергетски концепт и постави високи цели за ова: До 2050 година, потрошувачката на нафта, гас и јаглен треба да се преполови во споредба со 2008 година. За да се постигне ова, енергијата во Германија ќе треба да се користи 2,1 процент попродуктивно секоја година - задача на мамут.
Но, тоа може да се направи. Најважната почетна точка се милијардите електрични мотори кои не опкружуваат секоја минута од секојдневниот живот: во ескалатори, косилки и лифтови. Во фабриките како мелници за хартија со средна големина, има до 3.000 електрични погони. Дури и крстаречките бродови како Аидамар се напојуваат со дизел-електрични мотори.
Електричните централи се оние што го овозможуваат нашиот современ живот пред сè. „Инсталирани се 35 милиони електрични мотори низ Германија“, вели Рајнхард Хупе, управен директор за автоматизација во здружението на индустрии ZVEI. И тој само ги брои оние машини што потпевнуваат во индустријата, сообраќајот и јавните објекти.
Помала потрошувачка на енергија
Големиот проблем: многу од овие електрични уреди работат ужасно неефикасно. Застарената технологија, контролите за гушење на моќноста или загубите на струја во механиката непотребно го зголемуваат гладот за енергија.
Потрошувачка на енергија на електрични мотори ширум светот во 2011 година (во терават часови, според индустријата; кликнете на графиконот за детален приказ)
Извор: Меѓународна агенција за енергија, Статиста
Гигантско е. Според пресметките на Меѓународната агенција за енергетика (IEA) во Париз, потрошувачката на електрична енергија на електрични погони само во индустријата додаде скоро 4500 терават часови во 2011 година (види графикон). Генерално, електричните мотори трошат околу 45 проценти од целата електрична енергија произведена ширум светот, утврди IEA. „Тие се најголемите газлери на моќност досега“, така заклучокот на о Хоган, шефот на швајцарската компанија за електрична енергија АББ.
Затоа е јасно дека ако успее енергетската транзиција и последната нуклеарна централа треба да се исклучи до 2022 година, не може да станува збор само за развој на нови - често регенеративни - извори на енергија. На крајот на краиштата, сонцето, ветерот и хидроцентралата треба да придонесат повеќе од една третина во снабдувањето со електрична енергија во Германија до 2020 година.
Барем исто толку е важно да се започне на другиот крај - потрошувачката на електрична енергија. Уште во јануари, енергетските научници со отворено писмо до федералната влада предупредија дека енергетската транзиција може да успее само со „трајно намалување на побарувачката на енергија“.
Техники се поставени
Технологијата за ова е достапна: Таа се движи од употреба на иновативни типови мотори до поинтелигентни контроли на машината, нови концепти на погонот и поекономични конструкции, до инсталирање на енергетски ефикасни материјали. Во зависност од сценариото на апликација, побарувачката на енергија по погон може да се намали за 40 до 50 проценти.
Но - сето ова сè уште се користи премногу ретко: „Често има 500 електрични мотори инсталирани во една фабричка хала“, вели Клаус Видер, раководител на стандардни погони за управување со производи од производителот на мотори SEW-Eurodrive во Бруксал. „Во повеќето компании, никој навистина не знае колку мотори се користат таму, колку е голема потрошувачката на енергија на одделните машини и кои трошоци можат да се заштедат со поефикасни електрични мотори.
Кој постигнува резултат во одржливост
Скапо незнаење. Бидејќи според проекциите на ZVEI, би имало смисла да се заменат 60 проценти од инсталираните електромотори со модерни погони. „Ова може да ја намали потрошувачката на електрична енергија во Германија за 38 милијарди киловат часови годишно“, смета експертот за ЗВЕИ, Хјупе. Ова одговара на капацитетот на единаесет блокови од средна централа со моќност од 400 мегавати.
Програма за штедење со двоен ефект: Во исто време, емисијата на стакленички гасови јаглерод диоксид исто така би се намалила за околу 20 милиони тони. Тоа би бил скоро три проценти од годишните емисии на СО2 во Германија.
Безмислено трошење електрична енергија
Потрошувачите на енергија се скоро насекаде. Со поглед кон секојдневниот живот, секој може сам да види колку без размислување користиме електрична енергија - и ја трошиме. Земете правосмукалка, на пример: Многу потрошувачи сметаат дека моќта на вшмукување зависи од моќноста на уредот. Одлучувачки фактор, сепак, е колку добро се користи моќноста на моторот. Затоа, моторите од 500 вати понекогаш цицаат подобро од уредите од 1500 вати - само значително поекономични.
Во исто време се крева возбуда во градините. Enthusубителите на градинарството во Германија кројат жива ограда, коси тревници и расчистуваат гранки на дрвјата. И скоро за целата работа има машини кои му ја олеснуваат работата на хоби градинарот. Но, малку се случува во однос на потрошувачката на енергија.
Едноставен трик за ефикасност
Колку расипнички користат некои уреди електрична енергија, покажуваат новите косилки што компанијата МТД од Сарбрикен ги донесе на пазарот под името „Волк-Гартен“. За да коси парче тревник од 100 квадратни метри, на конвенционалните електрични косилки им требаат во просек 160 вати часови.
Со новите уреди, производителот го преполови условот до 80 вати часови. Специјалист за градинарска технологија го стори тоа со едноставен трик. „Го заменивме вообичаениот универзален или асинхрон мотор со погон со постојан магнет“, вели Мајкл Симон, член на Управниот одбор на МТД.
Овие магнети се направени од трајно магнетизиран материјал што го придвижува електричниот мотор на енергетски ефикасен начин кога струјата тече.
Технологијата е веќе воспоставена во индустриските мотори. За разлика од нив, тие ретко се користат во машини за приватна употреба. Бидејќи технологијата пријатна за климата е малку поскапа: „Универзалниот мотор чини осум до десет евра. Погонот за косилка со постојани магнети чини добри 20 евра “, вели членот на одборот на МТД, Симон.
Аеродромот во Минхен е пример за ефикасна потрошувачка на енергија: Кога патниците користат ескалатор во терминал 2, нивната тежина ги тера скалите да се движат
Извор: Flughafen München GmbH
Но, очигледно само неколку техничари во индустријата бараат начини да се справат со отпадот. Притоа, тие би заштедиле многу пари: Според сегашните студии, компаниите би можеле да ги намалат своите трошоци за околу десет милијарди евра годишно. Целите за ефикасност на енергетската транзиција исто така може полесно да се постигнат затоа што индустријата само во Германија троши 40 проценти електрична енергија. Електричните мотори сочинуваат две третини од тоа.
Како и да е, побарувачката за мотори кои штедат енергија едвај расте. Особено малите и средни компании честопати малку се грижат за тоа колку електрична енергија се троши во нивните постројки. Управниот директор на ZVEI, Хјупе, бара компаниите не само да внимаваат на повисоката набавна цена, туку треба да ги земат предвид и вкупните трошоци за време на траење на моторот.
Пресметка со која секој дипломиран бизнис би управувал во првиот семестар: Електричните погони во индустриските компании понекогаш работат од 20 до 30 години, често од 16 до 20 часа на ден и 300 дена во годината. „Електричната енергија обично опфаќа повеќе од 90 проценти од трошоците за животниот циклус на електричниот мотор“, вели Јорг Хасман, раководител на производот за управување со нисконапонски мотори во електроничката група Сименс.
Со други зборови: доплатата за поефикасен електричен мотор е обично само дел од заштедите во потрошувачката на електрична енергија што може да се постигнат во текот на целиот животен век. „Ако купите нов, дополнителните трошоци за мотор за заштеда на енергија обично се амортизираат по една до две години“, вели Хасман.
Пример за заштеда на аеродромот во Минхен
Пример од аеродромот во Минхен покажува колку е голем потенцијалот за заштеда. Новиот ескалатор што ќе биде инсталиран таму во наредните недели е долг 48 метри и висок 19 метри. Може да превезува 9000 луѓе на час. И покрај огромната големина, системот во терминалот 2 треба да троши драстично помалку енергија од претходните системи: „Направивме сè за скалите да бидат што позелени“, вели инженерот Гинтер Хипфингер од швајцарската компанија „Шиндлер“, која гради ескалатор.
Техничарите излегоа со секакви идеи за ова. Меѓу другото, патниците помагаат, без да сфатат, значително да ја намалат потрошувачката на енергија. Во периоди на врв, тежината на патниците е доволна за да се спуштат скалите што се спуштаат без електрична енергија. И бидејќи системот тогаш генерира дури и вишок енергија, патниците што пристигнуваат дури и снабдуваат дел од електричната енергија што е потребна за транспорт на оние што заминуваат по угорницата.
Генијалната технологија овозможува драстично намалување на потрошувачката на енергија. Експертите очекуваат новиот систем да троши до 40 проценти помалку електрична енергија од постарите модели без таква финост.
Тука интелигентна контрола на системот со обновување на енергијата, има поефикасен мотор - има многу потенцијал за драстично намалување на потрошувачката на енергија: на пример, инсталација на поекономични материјали. На пример, ако дизајнерите користат бакар наместо алуминиум за важни делови на електричниот мотор, ова значително го намалува барањето за напојување за истиот излез. Според проценките во Германија, ако сите електрични погони се изградени од висококвалитетен метал, ова би заштедило околу десетина милијарди киловат часови годишно. Ова приближно одговара на потрошувачката на електрична енергија во Минхен.
Во есента 2011 година, ThyssenKrupp ја лансираше производната линија Synergy Blue со ефикасна технологија за контрола на лифтовите во станбените згради. Evolution Blue го следеше во март оваа година, концептот за лифт за канцелариски згради
Извор: dapd
Таканаречените конвертори на фреквенција, со кои брзината на моторот може да се контролира електронски, нудат уште поголем потенцијал за заштеда. Застарените електрични мотори обично работат со постојано висок излез - без оглед дали е навистина потребен. Конвертерите на фреквенцијата, од друга страна, овозможуваат излезот на системот автоматски да се прилагоди на вистинскиот обем на работа без поголеми загуби на енергија.
И во некои случаи драматично заштедува електрична енергија. „Со конвертор на фреквенција, до 70 проценти од трошоците за електрична енергија може да се заштедат во апликации кои се многу зависни од брзината“, вели експертот на Сименс, Хасман. „Во просек, заштедите изнесуваат 30 проценти, во зависност од апликацијата.
Тоа брзо се плаќа. Експертот за ZVEI, Хипе, го демонстрира ова користејќи го примерот на постројка за пречистување на отпадни води која ги обнови своите огромни пумпи со новите регулатори на брзината. Тоа чинело 7.000 евра. Но, фреквентните конвертори исто така ја намалуваат потрошувачката на електрична енергија за 120.000 киловат часови годишно.
Како резултат, операторите на пречистителната станица за отпадни води сега треба да пренесат 14.000 евра помалку годишно на нивниот снабдувач со електрична енергија. Инвестицијата се исплати за само шест месеци.
Современата технологија за контрола е корисна секаде каде што се менува потребната моќност на моторот - на пример при транспорт на луѓе во згради. Во утринските часови народот се влева во лифтовите во канцелариските кули. Меѓутоа, во текот на денот, честопати само неколку луѓе се губат во лифтови што можат да превезат десетици луѓе. Ова е местото каде што технологијата помага динамично да ја прилагоди потрошувачката на енергија.
ТисенКруп ги проширува лифтовите
Затоа, производителот на лифтови ThyssenKrupp Elevator, на пример, сега редовно ги опремува своите лифтови со регулатори на брзина. Во есента 2011 година, компанијата ја лансираше производната линија Synergy Blue, која првенствено е наменета за станбени згради. Во март оваа година, следеше Evolution Blue, соодветниот концепт на лифт за канцелариски згради.
Не само што брзината на машините варира во зависност од побарувачката. Механичката енергија генерирана од спуст-лифтовите исто така е фатена - слична на ескалаторот на аеродромот во Минхен - и се користи за возење на лифтовите по угорнини. Враќањето на енергијата и интелигентната контрола може да ја намалат потрошувачката на енергија и трошоците при возење до 40 проценти, според ThyssenKrupp.
Комбинација за заштеда на енергија
Мотори изработени од висококвалитетен материјал, конвертори на фреквенции, обновување на енергијата - само комбинацијата на различни технологии го става газлерот за напојување на постојана диета. „Ние мора да ги разгледаме системите. Оптимизацијата на одделните компоненти не е доволна “, вели експертот за ЗВЕИ, Хјупе.
Бидејќи најефикасниот мотор е бескорисен ако менувачот низводно работи со големи загуби на енергија. Ако моторот има ефикасност од 90 проценти, но низводно менувач претвора половина од енергијата во топлина поради прекумерно триење, целиот систем постигнува само 45 проценти - што значи дека е изгубена повеќе од половина од потрошената електрична енергија.
Новите дизајни ја намалуваат потрошувачката на енергија на моторите за една петтина
Извор: dpa
Инженерите на Сименс во деловната област Technologyелезничка технологија сакаат да го променат тоа; тие сакаат да го оптимизираат размислувањето во смисла на кохерентни системи. Синтегра е името на концептот за погон со кој сакаат да ги опремат возовите на иднината. Во случај на подземна железница, приградски возови и исто така брзи возови на ICE3, погонот сè уште се состои од независни електрични мотори кои се прицврстени на шасијата. Со овој погон на подот, сопирачките, моторите и шасијата се тесно координирани, но тие формираат независни компоненти.
Од друга страна, „Синтегра“ има директен погон кој е интегриран директно во шасијата - исто како и сопирачката. Ова не само што ја намалува тежината на целиот погонски систем. Движечките делови се исто така полесни во целина. Инженерите се надеваат дека овој дизајн ќе резултира со 20 проценти помалку потрошувачка на енергија. Новата технологија моментално се тестира на терен. Кога е подготвена за практична употреба, сè уште е отворено.
Не сите производители или купувачи на индустриски електрични погони одат на работа толку систематски како техничарите на Сименс. ЕУ сака да го промени тоа во иднина. Заедно со германското здружение на индустрии ZVEI, меѓу другите, бирократите во Брисел првично дефинираа три класи на ефикасност за нови електрични мотори, како што се оние што се користат во индустријата, комуналните услуги и јавниот транспорт: IE1, IE2 и IE3 - колку е поголема вредноста, толку е поефикасна тие напојуваат.