Energia jako czynnik ekonomiczny

 

Rozwiązania firmy SEW-EURODRIVE w zakresie TCO¹ pomagają zredukować zużycie energii i koszty całkowite

Jedynym rozwiązaniem dla firm produkcyjnych jest określenie potencjału energooszczędności tkwiącego w już istniejących rozwiązaniach napędowych i wyeliminowanie ich niedostatków, bądź też inwestowanie i wdrażanie rozwiązań energooszczędnych. Oznacza to, że zoptymalizowanie sprawności energetycznej każdego pojedynczego elementu systemu oraz wybranie odpowiedniej techniki napędowej dla danej aplikacji umożliwiają osiągnięcie znacznych korzyści ekonomicznych.

¹TCO (Total Cost of Ownership) − całkowity koszt posiadania

Modułowa koncepcja oszczędzania energii wg SEW-EURODRIVE

MOVIDRIVE® B – MOVITRAC® B: oszczędzanie energii za pomocą falowników

Kluczowymi czynnikami decydującymi o wyborze falownika przystosowanego do danej aplikacji są jego funkcjonalność i wielkość. Falowniki MOVIDRIVE® B i falowniki MOVITRAC® B firmy SEW-EURODRIVE oferują bogaty zakres funkcji i są dostępne w wielu wielkościach. Oba urządzenia zostały wyposażone w wiele wbudowanych funkcji, spełniając w szczególności wymogi pod względem sprawności energetycznej.

Wymienione falowniki firmy SEW-EURODRIVE stanowią optymalne rozwiązanie napędowe dla każdego zadania, od prostej regulacji prędkości aż po pozycjonowanie dynamiczne.

Dostosowanie procesu

• Pełna regulacja prędkości i momentu obrotowego umożliwia dostosowanie prawie każdego procesu do rzeczywistych wymogów, dzięki czemu staje się bardziej energooszczędny. W zależności od zastosowania możliwe jest zaoszczędzenie od 50 % do 70 % energii.
• Kolejnym sposobem ograniczenia zużycia energii może być wdrożenie energooszczędnej sekwencji ruchów w ramach zadań napędowych z cyklicznymi przyspieszeniami i opóźnieniami – maksymalne wartości przyspieszeń, prędkości i opóźnień nie zawsze są konieczne.

Pompy i wentylatory sterujące przepływem za pomocą zaworów i przepustnic są klasycznym przykładem zastosowań, w których możliwe jest znaczne zredukowanie zużywanej energii poprzez sterowanie prędkością. W przypadku takich zastosowań, jak przenoszenie taśmowe i magazynowanie, opracowanie odpowiedniego profilu jazdy również zmniejsza zużycie energii.

Funkcja oszczędzania energii

• Funkcja oszczędzania energii oferowana przez falowniki MOVITRAC® B i MOVIDRVE® B przynosi korzyści w sytuacjach, w których urządzenie musi pracować pod częściowym obciążeniem, a zmiany właściwości dynamicznych systemu nie są najważniejsze.
• Dynamiczna regulacja prądu magnesującego umożliwia silnikowi pracę z optymalną sprawnością w dowolnym punkcie znamionowym pracy. W zależności od danego zastosowania, zużycie energii może spaść nawet o 30 %.
• Funkcja oszczędzania energii gwarantuje optymalną sprawność napędu, zwłaszcza w połączeniu z energooszczędnym silnikiem.

Straty zostają zredukowane do minimum! Rozwiązanie może być stosowane do obiektów ze zmiennym obciążeniem, takich jak przenośniki wałkowe i łańcuchowe, wentylatory, pompy itd.

Energooszczędne zaopatrzenie hal produkcyjnych w świeże powietrze na przykładzie rozwiązań stosowanych w budynkach

System powietrza nawiewanego składa się z 96 pojedynczych wentylatorów zainstalowanych na dachach hal fabrycznych.

Porównanie wariantów standardowych z rozwiązaniami zoptymalizowanymiopartymi na silnikach energooszczędnych

Warianty projektów (każdy projekt obejmuje 96 wentylatorów)
	Wariant 1	Wariant 2	Wariant 3
Silniki	Istniejące asynchroniczne silniki wielobiegowe i regulacja wentylatorów	Standardowe silniki sterowane DV160L4	Energooszczędne silniki sterowane DVE160L4
Falowniki		Standardowe	MOVIDRIVE® z funkcjami oszczędzania energii
Inwestycja/komponenty	0 % (obecnie)	89 %	100 %
Koszty energii/rok¹	675 000 EUR	615 500 EUR	580 000 EUR
Zużycie energii	116 %	106 %	100 %
Amortyzacja kosztów dodatkowych po okresie		ok. 3,9 lat	ok. 2,7 lat
¹Kalkulacja oparta na 7200 roboczogodzinach/rok × 0,084 EUR/kWh × moc systemu

Dotychczas wentylatory napędzane były bezpośrednio za pomocą pasów przez silniki wielobiegowe bez przekładni. Wariant 3 (tab.) jest najbardziej energooszczędnym i nowoczesnym rozwiązaniem, w którym wykorzystano silniki energooszczędne DVE i falownik MOVIDRIVE® z funkcjami oszczędzania energii. Pełna modernizacja systemu z wykorzystaniem nowych napędów zwróci się już po 2,7 latach. Kalkulacja ta nie uwzględnia dodatkowych korzyści wynikających z większej dyspozycyjności i niższych kosztów konserwacji „nowego” systemu.

Obwód stałoprądowy

• W wyniku połączenia ze sobą obwodów stałoprądowych wielu falowników, energia hamowania jednego napędu może zostać bezpośrednio wykorzystana jako energia napędowa w innym napędzie.
• To rozwiązanie może przyczynić się do zmniejszenia zużycia energii z systemu zasilającego pod warunkiem, że sekwencje napędowe są podzielone na segmenty i wybrane zostały odpowiednie profile jazdy.
• W celu wdrożenia tego rozwiązania konieczne jest zastosowanie inteligentnego układu sterującego napędem.

Jeśli dany system jest dobrze znany, możliwe jest zminimalizowanie zużycia energii z systemu zasilającego aż o 50 % poprzez wykorzystanie układu sterującego napędem i połączenie ze sobą stałoprądowych obwodów falowników. Rozwiązanie to jest wykorzystywane w ramach zastosowań magazynowych SRU (Storage and Retrieval Unit) oraz do podnośników.

Moduł zasilający MDR ze zwrotem energii do sieci

• Moduł zasilający MDR zwraca odzyskaną energię napędu do systemu zasilającego.
• Energia hamowania nie jest rozpraszana za pomocą oporników hamulcowych, lecz zostaje zwrócona do systemu zasilającego, co umożliwia ograniczenie zużycia energii.
• Takie rozwiązanie jest szczególnie korzystne w przypadku podnośników transportujących ładunki w dół.

W przypadku korzystania z modułu zasilającego MDR, odzyskiwana energia napędu może być wykorzystywana przez inne urządzenia, co umożliwia ograniczenie zużycia energii.

Wieloosiowy serwofalownik MOVIAXIS® – oszczędza energię na wiele sposobów

Podczas projektowania produktu MOVIAXIS® zwróciliśmy szczególną uwagę na kwestię zużycia energii. Ze względu na zasadę działania synchronicznych serwomotorów, ich zużycie energii jest już co prawda zoptymalizowane, kluczową kwestią pozostaje jednak wykorzystanie energii hamowania. Opracowane zostały sposoby ponownego wykorzystania energii hamowania w celu znacznego poprawienia ogólnego bilansu energetycznego rozwiązania napędowego i oszczędzenia kosztów.

Spełniające najwyższe standardy funkcje techniczne i sterujące ruchem, maksymalna dynamika, energooszczędne komponenty i globalna dostępność – to tylko niektóre z zalet modułowego systemu wysoce dynamicznych serwonapędów firmy SEW-EURODRIVE. Produkt MOVIAXIS® jest wieloosiowym serwofalownikiem, perfekcyjnie przystosowanym do rozwiązań napędowych i automatyzacyjnych, które umożliwiają zaoszczędzenie czasu, kosztów i pracy.

Właściwości systemu dotyczące oszczędzania energii

Moduły zasilające MXR z możliwością zwrotu energii do sieci

• Moduł zasilający MXR umożliwia pełne odzyskanie energii hamowania.
• Urządzenie zapewnia stałe, kontrolowane napięcie obwodu prądu stałego, co powoduje, że wydajność napędu pozostaje taka sama niezależnie od wahań napięcia wejściowego.
• Standardowo prąd pobierany z systemu zasilającego ma wartość cos φ = 1.
• Moduł zwraca także nadmiarową energię do systemu zasilającego sinusoidalnie, co niemal całkowicie eliminuje składowe harmoniczne.
• Wrażliwe komponenty elektroniczne podłączone do tego samego systemu zasilania są narażone na o wiele mniejsze zakłócenia.
• Moduł MXR oferuje różne dodatkowe funkcje serwisowe i użytkowe, takie jak informacje na temat mocy efektywnej lub wbudowany pomiar obciążenia.

Moduły przechowujące MXC

• Opcjonalne moduły przechowujące MXC zostały opracowane, aby umożliwić tymczasowe przechowywanie energii. Można je podłączyć do wszystkich modułów zasilających MXP.
• Energia hamowania jest w nich tymczasowo „przechowywana“, a następnie wykorzystywana podczas kolejnego przyspieszenia.
• Powoduje to wyraźne ograniczenie przeciętnego poboru energii z systemu zasilającego, zmniejsza lub całkowicie eliminuje nagrzewanie się szafy rozdzielczej, które wynika z rozpraszania energii przez oporniki hamulcowe oraz umożliwia znaczne zmniejszenie kosztów, z tym związanych wynikających np. z konieczności zastosowania układów sterujących chłodzeniem i klimatyzacją.

www.sew-eurodrive.pl

source: SEW Eurodrive