Použití frekvenčních měničů – vysoký potenciál úspory energie pro čerpadla, ventilátory a kompresory s proměnným i konstantním zatížením
Elektromotory spotřebovaly v roce 2021 v Evropě 46 procent veškeré elektřiny. 70 procent z této spotřeby bylo použito v aplikacích, jako jsou čerpadla, ventilátory a kompresory. Ty často pracují s konstantní rychlostí, což je při proměnlivém zatížení snižuje jejich účinnost. Pokud by se však rychlost upravovala podle potřeby, Evropská unie by mohla ročně ušetřit přibližně 140 terawatthodin elektrické energie – což odpovídá 5 procentům celkové spotřeby elektřiny v EU. K tomuto závěru dospěly dvě studie, které pro CEMEP provedl Fraunhoferův institut pro chemické technologie a informační a komunikační technologie (ICT).
Foto ze Studie CEMEP o čerpadlech v čištění odpadních vod
Frekvenční měnič reguluje otáčky elektromotoru a přesně je přizpůsobuje skutečné poptávce, čímž šetří značné množství energie. Podle jedné ze dvou studií provedených Fraunhofer ICT se potenciál úspor pohybuje mezi 10 a 70 procenty v závislosti na zařízení a profilu zatížení. Studie zkoumala elektromotory pro čerpadla, ventilátory a kompresory ve výkonových třídách podle normy EN 50347 mezi 0,37 a 1 300 kW v prostředích, jako jsou čerpadla vody a odpadních vod, aplikace vytápění a klimatizace, ventilátory pro cirkulaci vzduchu v budovách a jejich chlazení a kompresory pro vytápění, chlazení nebo klimatizaci v průmyslových aplikacích.
Frekvenční měniče, jako například ACS880 od společnosti ABB, mohou přispět k významným úsporám energie. (Foto ABB)
Ve svých studiích odhaduje Fraunhofer ICT celkový potenciál úspor v EU na základě jednotek, které jsou v současnosti aktivní na trhu, takto: Přibližně 50 procent čerpadel a 40 procent ventilátorů pracuje s konstantními otáčkami a s instalovaným frekvenčním měničem by se mohla zvýšit jejich účinnost. Největší potenciál spočívá v čerpadlech na sladkou vodu, kde frekvenční měnič může ušetřit 18 až 24 procent elektrické energie. U čerpadel pracujících s konstantním zatížením taková řídicí elektronika nenabízí žádný přímý přínos ve spotřebě energie. Mezi příklady patří čerpadla v bazénech a čerpadla používaná pro přepravu odpadních vod.
Kromě okamžitých úspor plynoucích z nižší spotřeby energie umožňuje frekvenční měnič použití menších zařízení, která zvládnou vyšší zatížení při vyšších rychlostech. Druhá studie společnosti Fraunhofer ICT to potvrzuje: Menší vodní čerpadla s proměnnými otáčkami pracují o 5 až 10 procent efektivněji než větší čerpadla s pevnými otáčkami. To platí výslovně i pro aplikace s konstantním zatížením, jako jsou výše zmíněná čerpadla pro bazény a čerpání odpadních vod.
Další úspory v následných procesech jsou myslitelné například v systémech, kde přepravované zboží obsahuje tepelnou energii, jako je například dodávka teplého vzduchu do budov: Pokud lze proudění vzduchu flexibilně přizpůsobit poptávce, je celkově potřeba méně tepelné energie. Dostupné studie však tyto účinky nekvantifikují.
Aplikačně orientovaný výzkum je společným základním principem všech Fraunhoferových institutů. V tomto kontextu jsou vědci z Fraunhofer ICT přesvědčeni, že výsledky jejich studií budou brzy implementovány do praxe, a tím podpoří úsilí o úsporu zdrojů. Úspora 140 terawatthodin elektrické energie v Evropě by snížila emise CO2 přibližně o 38 milionů tun ročně – což odpovídá množství uvolněnému spálením 14,2 miliardy litrů motorové nafty.
CEMEP je Evropský výbor výrobců elektrických strojů a výkonové elektroniky. Tento orgán zastupuje odvětví s tržní hodnotou více než 22 miliard eur a přibližně 200 000 zaměstnanci. Jeho hlavní úkoly zahrnují zastupování zájmů příslušného odvětví a tvorbu a připomínkování zákonů a norem. Společnost ABB je korporátním členem CEMEP.
ABB Motion, světový lídr v oblasti motorů a pohonů, je středem vývoje směrem k produktivnější a udržitelnější budoucnosti. Jsme hybnou silou inovací a posouváme hranice technologií, abychom zákazníkům, průmyslovým odvětvím a společnosti poskytovali energeticky úsporná, dekarbonizující a cirkulární řešení. Díky našim digitalizovaným řídicím jednotkám, pohonům, motorům a službám podporujeme naše zákazníky a partnery v dosahování lepšího výkonu, bezpečnosti a spolehlivosti. S naším sloganem „Pomáháme průmyslovým odvětvím předběhnout – štíhlejší a čistší“ dodáváme řešení elektrických pohonů pro širokou škálu aplikací ve všech průmyslových segmentech. Našich více než 23 000 zaměstnanců v přibližně 100 zemích čerpá z více než 140 let zkušeností s elektrickými pohony a neustále se vzdělává. go.abb/motion
Fraunhoferova společnost se sídlem v Německu je přední světovou organizací pro aplikačně orientovaný výzkum. Díky svému zaměření na klíčové technologie budoucnosti a využití svých poznatků v podnikání a průmyslu hraje ústřední roli v inovačním procesu. Fraunhoferův institut pro chemickou technologii v Pfinztalu u Karlsruhe je jedním ze současných 75 Fraunhoferových institutů. Hlavní specializace „Energie a pohony“ se zaměřuje na měniče energie, jako jsou spalovací motory a palivové články, chemické a tepelné systémy pro ukládání energie, jako jsou baterie a systémy pro ukládání tepla, komponenty elektrických pohonů a jejich použití v různých topologiích pohonů v energetickém průmyslu.
Zdroj zprávy: ABB
