Jak zaoszczędzić na kosztach eksploatacji napędu elektrycznego (1)

Przy okazji modyfikacji napędu elektrycznego warto odpowiedzieć sobie na kilka pytań:

• Czy praca wykonywana przez dany silnik jest wciąż niezbędna? Należy zastanowić się, czy poprzez dopuszczalne zmiany w procesie technologicznym nie można zmodyfikować napędu tak, żeby dany silnik został całkowicie wyeliminowany, np. przez zastosowanie jednego wysokosprawnego silnika w miejsce kilku przestarzałych i nieefektywnych;

• Czy nie ma możliwości zmniejszenia strat mocy? Należy zawsze dobierać możliwie najbardziej efektywny silnik do danego zastosowania. Godne rozważenia jest zastąpienie silników o niskiej sprawności konstrukcjami sprawniejszymi energetycznie, tym bardziej, że obecnie można nabywać silniki energooszczędne nie ponosząc dodatkowych kosztów związanych z nowoczesnymi technologiami np. dzięki PEMP. Przed zastąpieniem konieczna jest jednak dokładna analiza parametrów obydwu silników, by uniknąć sytuacji, że wymiana silnika nie przyniesie oczekiwanych korzyści. Dokładniejsze wytłumaczenie problemu można znaleźć np. w wydanej przy współudziale PEMP normie N SEP-E-006. Podczas wymiany unikajmy, często spotykanego w praktyce przewymiarowania silników. Silniki energooszczędne mogą być trwale przeciążane, więc nie ma potrzeby stosowania kilkudziesięcioprocentowych marginesów mocy "na zapas", szczególnie w przypadku pomp i wentylatorów). Przy okazji wymiany silnika często okazuje się, że można zastosować silnik o mniejszej mocy znamionowej, co nie tylko zmniejsza koszt eksploatacji napędu, ale dodatkowo redukuje koszt inwestycyjny. W związku z tym, opłacalna okazuje się wymiana wciąż działającego, lecz przestarzałego silnika na silnik o lepszej klasie sprawności energetycznej. Jeżeli silnik jest niedociążony należy rozważyć możliwość przełączenia go z D na Y jako sposobu oszczędności bez ponoszenia kosztów dodatkowych. Jeżeli zdecydowano się jednak na remont starego silnika, należy zadbać, aby został on wykonany z odpowiednią dbałością o zminimalizowanie stopnia utraty sprawności silnika, co jest nieuniknione przy przezwajaniu. Należy skontrolować jakość napięcia zasilającego silnik i w razie potrzeby skorygować jego wartość, wyeliminować wahania, zredukować wyższe harmoniczne i poprawić współczynnik mocy.

•  Czy proces technologiczny dopuszcza możliwość wyłączania silnika? Jeżeli dany proces na to pozwala, należy wyłączać silnik, kiedy praca przez niego wykonywana nie jest potrzebna. Można kontrolować parametry pracy napędu i wyłączać silnik, kiedy nie jest obciążony lub, gdy parametry mieszczą się w zadanym przedziale. Wyłączanie silnika w okresach pracy jałowej powinno być poprzedzone jednak analizą parametrów silnika i całego układu napędowego, ponieważ częste wyłączenia i włączenia mogą być powodem szybszego zużycia elementów układu napędowego oraz większego zużycia energii. Coraz mniejszy koszt elektronicznych układów miękkiego startu powoduje jednak, że ta przeszkoda może być łatwo wyeliminowana.

• Czy możliwe jest zmniejszenie obciążenia silnika? Należy sprawdzić czy przekładnia pomiędzy silnikiem i urządzeniem napędzanym jest dobrana odpowiednio  do parametrów pracy napędu i czy urządzenie napędzane ma maksymalną wydajność. Warto skontrolować czy straty wynikające z  nieszczelności pneumatycznych linii przesyłowych, słabej izolacji termicznej sieci cieplych itp. są zminimalizowane. Warto przeanalizować czy układ sterowania i czy harmonogram przeglądów jest dobrany tak, by uniknąć niepotrzebnych rozruchów napędu. W przypadku stosowania przekładni pasowych, tanim rozwiązaniem pozwalającym na obniżenie kosztów pracy napędu jest odpowiednia zmiana przełożenia przekładni. Sama wymiana pasków napędowych z klasycznych "V" na nowocześniejsze może przynieść poprawę efektywności przekładni pasowej o 6%. Często sensowne okazuje zastąpienie przestarzałej przekładni pasowej innym rodzajem przekładni. Pogorszenie jakości pasków napędowych, wynikające z ich zużycia, może obniżyc sprawność przekładni nawet o 10%.

• Czy zmniejszenie prędkości obrotowej silnika nie okaże się korzystne? Jeżeli silnik napędza pompę lub wentylator, nawet niewielkie zmniejszenie prędkości obrotowej przynosi wymierne oszczędności energii. Jeśli urządzenie nie musi pracować z maksymalna wydajnością, w miejsce dławienia przepływu warto obniżyć prędkość silnika. Wszędzie tam, gdzie niezbędna jest płynna regulacja prędkości, należy używać falowników zapewniających regulacje prędkości. Jeżeli płynna zmiana prędkości nie jest konieczna, można stosować silniki wielobiegowe.

Większość z tych rozważań ma znaczenie także na etapie
projektowania nowych napędów elektrycznych.

dalej