Energiatakarékos villamos gépek helyzete és hatásuk a fejlődésre IE1
IE2 EuP
IE3 IEC
2011
2015
Az EU és a hatékonyság Az EU klíma- és energiapolitikájának alapvető elemei közé tartozik az energiahatékonyság és a megújuló energiák arányának növelése. Ezzel kapcsolatban az Európai Tanács 2007 márciusában elfogadta az úgynevezett 3x20 százalékos célt, azaz az EU-nak 2020-ra -20 százalékkal csökkentenie kell az üvegházhatású gázok kibocsátását, - törekednie kell az energiahatékonyság 20 százalékkal való növelésére, az energiafelhasználásban pedig 20 százalékra kell növelnie a megújuló energiák részarányát.
A megtakarítás a legnagyobb energiahordozó!
Az EU és a hatékonyság • Az irányelvtervezet szerint az Európai Bizottság 2014-ben értékeli majd, hogy milyen haladást sikerült elérni az Európa 2020 stratégia 20 százalékos energiahatékonysági célkitűzésének megvalósításában, és szükség esetén további, kötelező nemzeti energiahatékonysági célokat meghatározó jogalkotási javaslatot terjeszt elő.
Az EU és a hatékonyság • A fejlődés megy tovább, 2018-ra meghatározzák az IE4 és IE5 követelményeit is, • Az alsó teljesítmény tartományokban a η javításának vannak fizikai határai, ezért fontos a továbbiakban a komplett hajtásrendszert vizsgálni, • Erre jó példák a szivattyúk, szellőzők és kompresszorok. • Az intelligensen kezelt hajtásrendszer hatásfokát kb. 30%-al lehetne növelni.
Az új IEC hatékonysági rendszer hatálya (IE-code) Az IEC 60034-30 szabványban meghatározott hatékonysági rendszer a kisfeszültségű Háromfázisú kalickás forgórészű indukciós motorokra vonatkozik az alábbi specifikáció szerint: - Névleges feszültség 1000 V-ig - Névleges kimeneti teljesítmény 0.75 kW-tól 375 kW-ig - 2, 4 vagy 6 pólusú - Folyamatos- (S1) vagy Szakaszos üzem (S3), ahol CDF>80% - Direkt táplálással is képes üzemelni - IEC 60034-1 szerinti üzemeltetési feltételeknek eleget tesz (hőmérséklet, telepítési magasság, stb.) Az alábbiak kivételek az osztályozási rendszerből: - Motorok rövid idejű üzemmel (S2) vagy szakaszos üzemmel (S3 <80% tól S10-ig) - Motorok, melyeket kifejezetten átalakító üzemre terveztek (VSD) az IEC 60034-25 szerint - Továbbá olyan speciális kialakítású motorok, melyeknél lehetetlen önmagában vizsgálni a motor hatásfokát (pl.: Keringetőszivattyúk)
Az IEC 60034-30:2008-as szabvány
International Electrotechnical Commission
A kisfeszültségű háromfázisú motorok hatékonysági osztályait definiáló direktíva. Névleges teljesítmény: 0.75-375 kW Régi rendszer: CEMEP és Európai Bizottság közös megegyezése - EFF3 = Motorok alacsony hatékonysággal - EFF2 = Motorok javított hatékonysággal - EFF1 = Motorok nagy hatékonysággal Három hatékonysági osztály: (IE: International Efficiency) - IE1 = Standard hatékonyság - IE2 = Magas hatékonyság - IE3 = Prémium hatékonyság
Ütemterv - 2011 június 16-tól azok a motorok, melyek először jelennek meg a piacon, legalább IE2-s besorolással kell rendelkezzenek. - 2015 január 1: azok a motorok, melyek névleges teljesítménye 7.5 - 375 kW között van már IE3-s vagy ha elektromos fordulatszám-szabályozással vannak ellátva, IE2-s besorolás szükséges. - 2017 január 1: azok a motorok, melyek névleges teljesítménye 0.75 - 375 kW között van már IE3-s vagy ha elektromos fordulatszám-szabályozással vannak ellátva, IE2-s besorolással hozható forgalomba. Az elektromos fordulatszám-szabályozást frekvenciaváltókkal valósítják meg, melyekkel változtatható a fordulatszám, ezáltal a teljesítmény is.
A régi és új hatékonysági osztályok összehasonlítása A fő különbség az hatékonysági osztályok (EFF és IE) között a meghatározásukban van. Egy direkt összehasonlításban ugyanannál a motornál az új mérési módszerek szerint kisebb hatékonyság lesz megállapítható. Például egy 11 kW-os négypólusú EFF1 motor 91.0%-os hatásfokkal fizikailag megegyezik egy IE2-s motorral, aminek 89.8% a hatásfoka. Az új IE3-s osztály nem létezett a régi EFF rendszerben
Az EU és a hatékonyság • 2011 óta Németországban az IE2 motorokkal közel 38 milliárd KWh-t energiát lehetett megspórolni, • Ha minden hajtás energiatakarékos lenne, akkor 16 db. 400 MW-os blokkra nem lenne szükség, • N.o.-ban ma 35 millió régi AC motor működik és évente csak 3-4%-ot modernizálnak, kb. 25 év alatt cserélődik le a teljesen motorállomány,
• Az energiatakarékos beruházás 2-3 év alatt térül meg.
Az EU és a hatékonyság A 640/2009 - es előírásoknál az idén 2014 január 6án a kivételeket szűkítették, a rendelet július 27-én lépett életbe: - az eddigi 1000m helyett 4000m, - a környezeti hőmérséklet 40°C helyett 60°C, - -15°C helyett -30°C (vízhűtésű motoroknál 0°C), - a hűtőfolyadék hőmérsékletét az 5°C-ról levitték 0°C-ra, - Ezek az előírások vonatkoznak a megkötött szerződésekre is.
A réz világpiaci árváltozása
Statisztika 1 • a becsült globális villamos energia felhasználás megoszlása világítás 19%
motorok 46%
elektronika 10%
elektrolizis 3%
fűtés 19% Készenlét 3%
Statisztika 2
Statisztika 3 • A motoros hajtások termék típusainak megoszlása a világpiacon DC hajtás 3%
AC premium hajtás 37%
AC kompakt hajtás 19%
AC standard hajtás 41%
Statisztika 4 • motorok ipari felhasználásának megoszlása ventilátorok 13%
egyéb 37% szivattyúk 20%
kompresszorok 30%
IE1, IE2 és IE3 hatékonysági osztályok
Az aszinkron motor hatásfokának változása a terhelés függvényében
94
η 92 7,5kW, 4p 90
88 3,6 kW, 4p 86 η1 η2 (IE3)
84
82
80
78
76 1/4
2/4
3/4
4/4
P/PN
A 4 pólusú IE motorok árának változása a teljesítmény függvényében 25000
EURO
20000
15000 LS/IE1 LS2/IE2 IFT/IE3
10000
5000
0 0,75 1,1
1,5
2,2
3
4
5,5
7,5
9
11
15 18,5 22
30
37
45
55
75
90
110 132 160 200
kW
Motorok anyagösszetétele
Életciklus-költség elemzés (LCCA)
