Get Adobe Flash player

Üveges Zsolt
Lammers Trióda Motor Kft.

Cikkemmel szeretném bemutatni, hogy milyen előnyökkel járnak a magas hatásfokú villamos motorok alkalmazásai, merre haladnak a fejlesztések.

I would like to show the energy saving that there are the IE3 motor using. I try to show the new technology too.

 

Merre halad a villamos motorok fejlesztése?
Célok és előnyök számokban

Mint azt az elmúlt évben is írtam 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!!

Jelenlegi helyzet 

2011. június 16-tól a forgalomba hozott új motorok hatásfoka nem lehet kisebb az IE2 hatásfok-kategória hatásfokértékeinél 0,75kW -375kW ig. Változott a hatásfok szabvány. (EN 60034-30) Ez tartalmazza, az új jelöléseket (IE1, IE2, IE3, IE4).
Jogszabály szerinti ütemterv

1. 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.

2. 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.

Hazai tapasztalatok

Azon hazai gépgyártók melyek a magyar és kelet európai piacra gyártanak természetesen a felhasználók kívánalmait teljesítik elsősorban. Ma hazánkban a felhasználóknak még mindig a pillanatnyi befektetés értéke számít „csak”! Nagyon kevés hazai és kelet európai vevő számol utána, hogy egy jobb hatásfokú motorral és/vagy frekvenciaváltóval szerelt gép befektetési költsége milyen hamar megtérül. Vásárláskor jobb esetben a jogszabályi előírásoknak megfelelő IE2-s motorokkal szerelt berendezést, esetleg frekvenciaváltóval és IE1 motorral szerelt berendezést választanak. Rosszabb eset, hogy legális vagy nem legális módon -az előírásokkal szemben- alacsonyabb hatásfokú, és ezért az olcsóbb terméket vásárolják. Nem számolva a jövőbeli energiafelhasználással.

Bár ellenőrzéseket az illetékes hatóság folytat, hogy a jogszabályt betartsák és betartassák, de szomorú, hogy kényszerítéssel kell rávenni a felhasználókat, hogy maguk is utánaszámoljanak mi éri meg nekik. Sőt a megtakarítás helyett ne esetleg büntetést kelljen fizetniük.
Nemzetközi tapasztalatok

Természetesen azok a gyártók, akik a nyugat európai, illetve az amerikai piacra gyártanak, szintén a vevők kívánalmait teljesítik. (Legyenek azok hazai vagy külföldi gyártók!) De ezek a vevők a jogszabályi előírásoknál jobb hatásfokú berendezéseket keresik! Olyan területen is folyamatos fejlesztések vannak a minél kisebb fogyasztású termékek irányába, ahol előírás sem létezik. (pl 0,75kW alatt sőt még a 20-30W-os motoroknál is!)

Európában sok neves gyártó már IE3 motorokkal, illetve 0,75kW alatt is energiatakarékos motorokkal szereli termékeit az előírt hatásfokú motorokkal szemben.

Amerikában már előttünk járnak, hiszen ott IE3 hatásfokú motor az előírás. Ezzel szemben jelentős marketing előnyt jelent, ha IE4 hatásfokú motorokat használnak 0,75kW felett. Kismotorok esetén is folyamatosak a fejlesztések.
Miért éri meg ebbe az irányba haladni?
Legyen válasz itt néhány összehasonlítás
és példa:

A Műszaki Magazin tavalyi számában az IE1 illetve IE2 motorokat már összehasonlítottam. Akkor a számításokat 0,75kW 7,5Kw és 75kW-os 4 pólusú motorokra végeztük el. Az eredmény az lett, hogy rövid üzemidő esetén (napi 7 óra és évi 250 üzemnappal számolva) 2-5 év alatt térül meg az árkülönbség, viszont 24 órás üzem esetén a megtérülés egy éven belüli! Akár már fél év is elég az IE2 és az IE1 motor árkülönbségének megtérüléséhez!

Most a számításokat 7,5Kw és 75kW-os 4 pólusú motorokra végezzük el. IE2, IE3 hatásfokú motorokat hasonlítunk össze.

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.

lammers1

 

lammers2

 

Továbbra is megállapítható, hogy a motor által „felmerülő” összköltségben a motor ára és javítási költsége nem éri el „legrosszabb” esetben 6%-t, „legjobb” esetben pedig csak 1,78%!

Az összköltségben látható, hogy több mint 94% 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

lammerstabla1

  1. táblázat

 

lammerstabla2

2. táblázat

 

Az IE3 motorok árnövekménye fél év és 3 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!

IE4 motorok esetében a megtakarítás jelentősebb, természetesen a vételár is jobban növekszik az IE2 motorokéhoz képest.
Mi a helyzet 0,75kW alatt?

Ezen motorokra nem vonatkozik semmilyen előírás. Mégis ezen a területen is jelentős fejlesztéseket folytatnak a gyártók.

Új fejlesztésekkel rukkoltak elő az európai nagy ventilátorgyártók és az amerikai, illetve távol keleti cégek. Elektronikus kommutációjú egyenáramú (EC illetve BLDC) motorokkal szerelik kis teljesítményigényű ventilátoraikat. A motorok vezérlő elektronikája – amely alkalmassá teszi a váltóáramú üzemeltetésre is – vagy egybe van építve a motorral, vagy külön van szerelve. Azonban mindkét esetben a vezérlés a fordulatszám-szabályozást is ellátja. Így nemcsak a hatásfokuk kedvező, hanem az igény szerint csökkenthető a fordulatszám, s evvel közel veszteségmentesen csökken az energia felvétel is. A 0,75kW-nál kisebb motorok hatásfoka, nem túl magas Pl. 0,55kW 4pólusú motoré 69,4%, egy 0,06kW 4pólusúé pedig 53,6%. A még kisebb motoroké pedig a 30%-t sem éri el!

Egy EC motoré pedig eléri a 80%-t is. Evvel jelentős megtakarítás érhető el! Bár egy termék esetén ez kis érték, de ha figyelembe vesszük, hogy ezekből több százezer darabot használnak a fogyasztók, akkor a megtakarítás jelentős.

Sajnos még ezeket a motorokat csak egyedi ventilátorhajtásokban alkalmazzák, várható az alkalmazások bővülése az igényeknek megfelelően.

A nyugati országok fogyasztói, legyen az ipari vagy magán fogyasztó már felismerték, hogy az energiahordozó felhasználás csökkentése, elsősorban nem az Európai Unió és nem az Országának a célja. A SAJÁT ÉRDEKE!
Hiszen az energiatakarékos termékek árai közel távon megtérülnek és azt követően a csökkent üzemeltetési költségeket kell kitermelnie. Tehát érdemes számolni! Egy cég teljes megtakarítását és a befektetést ki lehet számítani és érdemes is.

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