Moderne energieffektive elektriske stasjoner — trender og perspektiver

Moderne elektriske stasjoner har en rekke muligheter for betydelige besparelser i driften. Med effektive motorer, egnede vekselrettere og avanserte IIoT-applikasjoner (Industrial Internet of Things) vil ressursbruken bli mer effektiv og livssykluskostnadene kan reduseres.

Omtrent 80 % av all energi som forbrukes av nåværende elektriske stasjoner kommer fra mellomstore elektriske motorer, som vanligvis ikke er energieffektive i henhold til gjeldende standarder og som vanligvis er overdimensjonerte for bruken.

Kostnaden for energi som forbrukes av en motor over levetiden er opptil 97 % av de totale driftskostnadene. Derfor er det både økonomisk og miljøvennlig å finne en løsning som maksimerer effektiviteten til elektriske motorer.

I dag møtes vi elektriske stasjoner i nesten alle ledd, spesielt innen industri og bygg, for eksempel i pumper, kompressorer og klimaanlegg, kraner, heiser og transportbånd.

Samtidig står industrien for mer enn en tredjedel av verdens strømforbruk, hvorav nesten 70 % av denne andelen skyldes elektriske motorer. Bygninger står for ytterligere 30 % av det globale elektrisitetsforbruket, og elektriske motorer står for 38 % av denne andelen.

Og etterspørselen øker: dagens globale økonomiske produksjon anslås å dobles innen 2050. Samtidig vil etterspørselen etter elektriske stasjoner øke. Samtidig vil det åpne rom for sparing gjennom intelligente systemløsninger. Nyere studier viser at å kjøpe en ny elektrisk stasjon kan i gjennomsnitt spare opptil 30 % på energikostnadene.

I henhold til Paris-klimaavtalen fra 2015 lovet 196 land å bremse den globale oppvarmingen. Dette motvirkes imidlertid av megatrender som urbanisering, mobilitet og automatisering, som uunngåelig øker det daglige energiforbruket.

Dermed har arbeidet med å forbedre energieffektiviteten nå blitt hovedinnsatsen i den praktiske gjennomføringen av Parisavtalen. Nye direktiver om økonomisk drift av elektriske motorer introduseres over hele verden – for eksempel i EU, USA og Kina.

Spesielt setter de nye europeiske direktivene et mål om å redusere CO2-utslippene med 40 millioner tonn innen 2030. Midlet for å nå dette målet må være obligatorisk innføring av kostnadseffektive teknologier. Kina har som mål å redusere energiforbruket med 13,5 % av BNP og CO22-utslippene med 18 % innen 2025.

Nettverksløsninger og nøye analyse av systemdata er de beste løsningene for å forbedre energieffektiviteten til virkelig bærekraftige nivåer.

Men det er slett ikke nødvendig å kjøpe nye systemer umiddelbart i enhver situasjon. Selv gamle kan ofte modifiseres for å være energieffektive med riktig tilbehør.

Moderne omformere (frekvensomformere) og høyeffektive motorer kan spare opptil 30 % energi i typiske industrielle applikasjoner, som pumper, vifter eller kompressorer, sammenlignet med tradisjonelle uregulerte systemer.

Kasusstudier viser at disse besparelsene kan økes til 45 % ved å inkorporere en optimalisert drivløsning, i dette tilfellet en pumpe.

Systemet inkluderer en inverter som sørger for at frekvensomformeren er energieffektiv selv ved dellast ved å tilpasse turtall og dreiemoment til gjeldende belastningskrav. Dette betyr at hver applikasjon alltid er innstilt til ytelsen den trenger.

Jo mer spesifikke og mangfoldige applikasjonene og komponentene er, jo mer komplekst kan hele systemet være. Derfor, spesielt i et industrielt miljø, er det nødvendig å velge tilnærminger som tar hensyn til systemet i detalj med alle dets interaksjoner og synergistiske effekter og kan harmonisere det optimalt.

Den er grunnlagt av smarte sensorer og analytiske verktøy som sporer, justerer og forbedrer alle arbeidsflyter og er en del av en systemtilnærming på høyere nivå.

Smarte sensorer gjør at tilkoblede motorer kan analyseres på motornivå.Moderne omformere trenger vanligvis ikke ekstra eksterne sensorer i det hele tatt, fordi de enten er direkte utstyrt med dem eller kan direkte evaluere visse systemparametere og overføre dem.

Allerede på planleggingsstadiet kan valg- og dimensjoneringsfeil oppdages ved virtuell simulering av de enkelte drivkomponentene. On-the-go datainnsamling og analyse er aktivert gjennom tilkobling til sky og ende-til-ende industrielle applikasjoner. I produksjon hjelper digitale stasjonsløsninger å identifisere potensielle problemer tidlig og forhindrer dermed funksjonsfeil.

Innsamling av data fra individuelle stasjonskomponenter kan også avsløre indirekte effekter som ikke er relatert til stasjonen. På denne måten er det mulig å kontinuerlig optimalisere hele driften av et sammenkoblet system — enkelt og uten spesialkunnskap.

Basert på erfaring direkte i produksjon kan det sies at opptil 10 % energi kan spares ved å bruke smarte sensorer og dataanalyseapplikasjoner fra komplekse prosesser. Takket være en spesiell For forebyggingstjenester basert på IIoT-nettverket kan levetiden til komponentene økes med opptil 30 %, og ytelsen deres kan økes med 8-12 %.