Get Adobe Flash player

Tények az energiatakarékos villamos motorokról (640/2009/EK Rendelet hatása, IE2 IE3 motorok számokban)

2012 – 05-20
A cikkem célja, hogy érvekkel megtámogassam az energiatakarékos motorok forgalmazását előíró rendeletet és konkrét adatokkal bizonyítsam az elérhető energiamegtakarítás mértékét.
Az Európai Unió és a világ fejlett országainak egyik legfontosabb célja az energiafelhasználás csökkentése. A felmérések szerint az ipari fogyasztóknál az egyik legnagyobb energiafogyasztók a villamos motorok!!

My intention in this article is to stand up for the new regulation that demands new types of motors, with calculations and statistics. Also, to prove, that with the usage of IE2 and IE 3 motors energy can be saved.
One of the most important tasks in the Europian Union is to save energy. According to several servey’s, in the industry the biggest energy consumption belongs to electrical motors.

Jogi háttér

2009. július 22-én lett hatályos az Európai Unió Bizottsága által jegyzett 640/2009/Ek rendelet. (továbbiakban Rendelet.) Ezidáig ez a Rendelet, azért nem volt ismert, mert a törvény első fontos lépése 2011-re datálódik. Ez a Magyarországon is betartandó Rendelet a 2005/32/EK irányelveknek megfelelve készült. A Rendelet tartalmazza az energiatakarékos villamos motorokhoz kapcsolódó fogalmak meghatározását, az energiatakarékos motorok bevezetésének ütemét, az alkalmazott minősítést, besorolást és a kivételeket is.

Idézve a Rendeletből

„Az Európai Közösségben (továbbiakban Közösségben) azokban az iparágakban, amelyek gyártási folyamataikban motorokat alkalmaznak, az elektromos motorok képviselik az elektromos terhelés legfontosabb típusát. Az iparban elfogyasztott villamos energiából a szóban forgó motorokat magukban foglaló rendszerek mintegy 70%-kal részesednek. E motorrendszerek energiafelhasználásának hatásfoka költséghatékony módon összesen mintegy 20–30%-kal lenne javítható. A hatásfok javításának egyik leghatékonyabb módja az energiafelhasználás szempontjából kedvező hatásfokú motorok használata. Az elektromos motorrendszerek közé különböző energiafelhasználó termékek, így például a motorok, a hajtások, a szivattyúk és a ventilátorok tartoznak.

E termékek fontos összetevője maga a motor, illetőleg a frekvenciaváltó. Ez az oka annak, hogy ez a rendelet kötelezővé teszi egyes motortípusok frekvenciaváltóval való felszerelését. Számos motort önállóan nem, csupán – a 2005/32/EK irányelv és a 2006/42/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv ( 2 ) 5. cikke értelmében – más termékbe beépítve hoznak forgalomba vagy vesznek használatba, illetőleg helyeznek üzembe.

Annak érdekében, hogy az energiamegtakarításban rejlő lehetőségek költséghatékony módon kihasználhatók legyenek, indokolt, hogy e rendelet rendelkezései a más termékekbe beépített motorokra is alkalmazandók legyenek. A Bizottság előkészítő vizsgálatok keretében elemezte az elektromos motorok műszaki, környezetvédelmi és gazdaságossági jellemzőit. A Bizottság e vizsgálatok során együttműködött az érdekeltekkel és más – európai uniós és harmadik országbeli – érdeklődőkkel, a vizsgálatok végeztével pedig közzétette annak eredményeit.

Az előkészítő vizsgálatok rámutattak arra, hogy az elektromos motorok a Közösségben nagy mennyiségben kerülnek piaci forgalomba; hogy teljes termékciklusukat tekintve az üzemeltetésük során elfogyasztott energia képezi legfontosabb környezetvédelmi jellemzőjüket; továbbá hogy a szóban forgó motorok 2005-ben éves szinten 1 067 TWh villamos energiát fogyasztottak, ami 427 millió tonna CO2-kibocsátásának felel meg. Az előrejelzések szerint korlátozó intézkedések nélkül ez az energiafogyasztás 2020-ig 1 252 TWh-ra fog nőni. A vizsgálatok során a Bizottság arra a következtetésre jutott, hogy a teljes termékciklusra vonatkozó energiafogyasztás és az üzemeltetés során elfogyasztott villamos energia mennyisége jelentősen csökkenthető azáltal, ha a változó fordulatszámon és terhelés mellett üzemelő motorokat frekvenciaváltóval szerelik fel.

Az előkészítő vizsgálatok arra is rámutattak, hogy a 2005/32/EK irányelv I. melléklete 1. részének alkalmazásában a környezetbarát terméktervezés szempontjából egyedül az üzem közbeni villamosenergia-fogyasztás lényeges paraméter. Az elektromos motorok energiafogyasztását olyan meglévő, költséghatékony, nem saját fejlesztésű műszaki megoldások útján célszerű javítani, amelyek csökkentik e motorok üzemeltetési költségének összegét. ”

A Rendelet tartalmazza az alkalmazás ütemtervét:
1.    2011. június 16-tól a motorok hatásfoka nem lehet kisebb az IE2 hatásfok-kategória hatásfokértékeinél.

2.    2015. január 1-jétől: a legalább 7,5 kW és legfeljebb 375 kW mért leadott teljesítményű motorok hatásfoka nem lehet kisebb az IE3 hatásfok-kategória hatásfokértékeinél, vagy a motornak teljesítenie kell az IE2 hatásfok-kategória követelményeit és frekvenciaváltóval kell felszerelve lennie.

3.    2017. január 1-jétől: a legalább 0,75 kW és legfeljebb 375 kW mért leadott teljesítményű motorok hatásfoka nem lehet kisebb az IE3 hatásfok-kategória hatásfokértékeinél, vagy a motornak teljesítenie kell az IE2 hatásfok-kategória követelményeit és frekvenciaváltóval kell felszerelve lennie.

Szabványi háttér

Változott a hatásfok szabvány. (EN 60034-30) Ez tartalmazza, az új jelöléseket (IE1, IE2, IE3 stb.), és a hatásfok mérésének és számításának elveit és értékeit.

Gyártani és exportálni már csak az új szabvány szerint lehet csak!!!

Mire vonatkozik a RENDELET?

2,4,6 pólusú, 1000 V feszültségű, 0,75-375 kW teljesítményű, folyamatos üzemű motorokra.

Kivételek:
–    a teljes mértékben folyadékba merülve való üzemre tervezett motorokra;

–    a teljes mértékben termékbe (például hajtóműbe, szivattyúba, ventilátorba vagy kompresszorba) beépített olyan motorokra, amelyek energiafelhasználásának hatásfoka nem vizsgálható a termékétől függetlenül;

–    a kifejezetten a következő körülmények között való üzemre tervezett motorokra:
•    ha a tengerszint feletti magasság az 1 000 métert meghaladja;
•    ha a környezeti hőmérséklet a
40 °C-ot meghaladja;
•    ha a legnagyobb üzemi hőmérséklet a 400 °C-ot meghaladja;
•    ha a környezeti hőmérséklet általános esetben – 15 °C-nál, léghűtéses motor esetében 0 °C-nál kisebb;
•    ha a termékbe belépő hűtővíz hőmérséklete 5 °C-nál kisebb vagy 25 °C-nál nagyobb;

–    a 94/9/EK irányelv értelmében vett robbanásveszélyes légkörben;

–    a fékmotorokra.

Megtakarítás számokban

Azért, hogy a fentiek érthetőek legyenek számításokat végeztünk. Természetesen mindenkinek az elsődleges érdeke, hogy a saját költségei, hogy csökkennek. Ezért konkrét eseteken mutatom be az energiatakarékos motorok alkalmazásának megtérülését.

Számításokat 0,75 kW, 7,5 kW és 75 kW-os 4 pólusú motorokra végeztük el.

1. eset. 1750 üzemóra/év. Napi 7 órás üzemet feltételezve évi 250 napon. 33Ft/kWh-val számoltunk. Élettartam 15 év. Karbantartási költség a vételár háromszorosa.

2. eset. 8760 üzemóra/év. Napi 24 órás üzemet feltételezve évi 365 napon. 33Ft/kWh-val számoltunk. Élettartam 15 év. Karbantartási költség a vételár ötszöröse.

Ahogy az 1. táblázatban és kördiagramokban is látni lehet a motor által „felmerülő” összköltségben a motor ára és javítási költsége nem éri el „legrosszabb” esetben 16%-ot, „legjobb” esetben pedig csak 1,8% sem!

 

Az összköltségben látható, hogy 90% körüli értéket a motor által „fogyasztott” villamos energia ára határoz meg. Tehát érdemes a motorok fogyasztását csökkenteni, amit a hatásfok javulásával, vagy frekvenciaváltó beiktatásával tudunk elérni.

A frekvenciaváltós hajtás esetében minden egyes hajtásnál külön-külön lehet csak kiszámítani a megtakarítást, ezért itt nem lehet korrekten a megtakarítást bemutatni.

 

A megtakarítás

A 2. táblázat mutatja, hogy az IE2 motorok alkalmazásával a
–    0,75 kW-os motor esetében az 1. esetben 171,52 kWh ezzel 5 660 Ft, illetve a 2. esetben 858,57 kWh evvel 28 333  Ft takarítható meg.
–    7,5 kW-os motor esetében az 1. esetben 464,56 kWh ezzel 15 330 Ft, illetve a 2. esetben 2 325,45 kWh ezzel
76 740 Ft takarítható meg.
–    75 kW-os motor esetében az 1. esetben 1.958,1 kWh ezzel 64 617 Ft, illetve a 2. esetben 9 801,69 kWh evvel 323 456 Ft takarítható meg.

 

Az IE2 motorok árnövekménye fél év és 4 év között megtérül és teljes élettartamuk alatt jelentős megtakarítást eredményez.

Megállapítható, hogy a hatásfok javulás értékei nem mutatnak nagy javulást, de kiszámítva a megtakarított villamos energiát és annak vételi értékét, a megtakarítás jelentős, és bőven megtérül az élettartam alatt!

IE3 motorok esetében a megtakarítás jelentősebb, természetesen a vételár is jobban növekszik az IE1 motorokéhoz képest, de a megtakarított energia is nagyobb!

Tehát érdemes számolni! Egy cég teljes megtakarítását és a befektetést ki lehet számítani és érdemes is!

Irodalom

2005/32/EK Irányelv.
640/2009/EK Rendelet.