Energiansäästömoottoreiden uudet tuulet

Transkriptio

1 M/aux Ingeborg CMS Colombo Express (kuva Hapag-Lloyd) Windlift I (kuva Bard-Gruppe) Energiansäästömoottoreiden uudet tuulet Sami Kujala

2 Mistä sähköä tulee? 25% ydinvoimaa 15% vesivoima 12% tuonti Tuulen osuus vain 0,3% n. 200 MW Keskiteho alle 40 MW Lähde: 2

3 Mihin sähkö kuluu? Metallinjalostus 9 % Kemianteollisuus 7 % Muu teollisuus 6 % Asuminen ja maatalous 28 % Teollisuus yhteensä 47 % Muu kulutus yhteensä 50 % Metsäteollisuus 25 % Palvelut ja rakentaminen 22 % Häviöt 3 % Lähde: 3

4 Energiansäästömoottoreiden historiaa 1998 aikana alettiin puhua EFF luokituksesta EFF luokitus oli rajattu melko pieneksi: 1,1 90 kw 2- ja 4-napaiset 400 V 50 Hz DOL 4

5 Vaihto EFF-luokista IE-luokkiin Uusi hyötysuhdeluokka Vanha luokitus Hinta IE1 Standard Efficiency eff % IE2 High Efficiency eff % IE3 Premium Efficiency % IE4 Super Premium Efficiency ce cy ei määritelty tety?? CEMEP-EU sopimus IEC Napaluvut 24 2,4 2, 4, 6 Teho kw 1,1 90 0, Luokat eff3, eff2, eff1 IE1, IE2, IE3, IE4 Jännite/taajuus V/Hz 400 V / 50 Hz < 1000 V, 50 ja 60 Hz Suojausluokka IP5x IP2x, IP4x, IP5x, IP6x Jarrumoottorit Ei Kyllä Vaihdemoottorit Ei Kyllä Ex-moottorit Ei Kyllä 5

6 Hyötysuhteen kehitys IE1 IE2 IE3 PM-moot

7 EUP-direktiivin määräpäivät Komission asetus (EY) Nr. 640/2009, annettu direktiivin 2005/32/EY täytäntöönpanosta: X Vaihe 1: X XX alkaen moottoreiden hyötysuhteen vastattava vähintään (MEPS) hyötysuhdetasoa IE2. KÄYTÖSSÄ Vaihe 2: alkaen moottoreiden vastattava tt IE3-luokan [Premiummoottorit] vaatimuksia tehoalueella 7,5 kw kw. IE X 1 Vaihtoehtona IE2-moottori + taajuusmuuttaja IE 2 Vaihe 3: tehoalue laajenee 0,75 kw kw. IE 3 Vaihtoehtona IE2-moottori + taajuusmuuttaja 7

8 Direktiivi ei koske Moottoreita, jotka on suunniteltu käytettäväksi kokonaan nesteeseen upotettuna Tuotteeseen (esim. vaihde, pumppu, tuuletin, kompressori) kiinteästi integroituja moottoreita, joiden hyötysuhdetta ei voida mitata erillisenä yksikkönä Moottoreita, jotka on erityisesti suunniteltu seuraaviin olosuhteisiin: asennuskorkeus yli m merenpinnan yläpuolella ympäristön lämpötila yli 40 C maksimikäyttölämpötilat yli 400 C; ympäristön lämpötila alle 15 C (mikä tahansa moottori) tai ympäristön lämpötila alle 0 C (ilmajäähdytteinen moottori); jäähdytinnesteen lämpötila tuotteeseen sisääntulossa alle 5 C tai yli 25 C; räjähdysvaaralliset alueet RL 94/9/EY:n mukaisesti Jarrumoottorit 8

9 Direktiiviä voi kiertää Leimaus C Asennusalue yli 1000 m Integroitu rakenne, esim. erikoislaippa i i Osittaiskäyttöluokat S2 S9 9

10 Säästäjänä sähkömoottori Moottoristaaiheutuvat kulut Energia 97 % Hankintahinta 1 % Huolto 2 % 10

11 Kokonaishyötysuhteen parantaminen 11

12 Miten moottorista tehdään energiatehokkaampi e aa Suurempi Parempilaatuinen Pienemmät levymateriaali häviöt W/kg levypaketti Enemmän kuparia Pienempi A/mm 2 Pienemmät häviöt Isompi runko Suurempi jäähdytyspinta-ala Käy kylmempänä Pienempi jäähdytystarve Pienempi tuuletin Pienemmät tuuletinhäviöt Avoimet laakerit, ei hankaavia tiivisteitä Pienempi ilmaväli roottorin ja staattorin välillä Pienemmät häviöt Pienemmät ilmavälihäviöt 12

13 Haasteet moottorin rakentamisessa Roottorin I²R häviöiden optimointi painevaletuilla kupariroottoreilla ill häviöt vähenevät n % 13

14 Seuraavat askeleet IE3, IE4, IE5 moottorit IE11, IE12, IE13 taajuusmuuttajat?? IE21, IE22, IE23 käytöt?? Olettamuksia, ei faktaa 14

15 Seuraavat askeleet Mukaan tulee: Erikoismoottorit +60 C ympäristölämpötilaan saakka Taajuusmuuttajat Moottori- ja tamukäytöt 15

16 Vertailu IE1 IE2 IE1- K21R 200L4 IE2- WE1R 200L4 30 kw, /min, B3 30 kw, /min, B3 Hyötysuhde η = 90,7 % Hyötysuhde η = 92,3 % Energiankulutus / vuorokausi Energiankulutus / vuorokausi 30 / 0,907 x 24 = 793,83 kwh / vrk 30 / 0,923 x 24 = 780,07 kwh / vrk Energian kulutus 15 vuoden aikana Energian kulutus 15 vuoden aikana 793,83 x 365 x 15 = 780,07 x 365 x 15 = kwh kwh 16

17 Vertailu IE3 PM-moottori IE3-W41R 200 L4C PE1R 200 L4 30 kw, /min, B3 30 kw, /min, B3 Hyötysuhde η = 93,6 % Hyötysuhde η = 95,6 % Energiankulutus / vuorokausi Energiankulutus / vuorokausi 30 / 0,936 x 24 = 769,23 kwh / vrk 30 / 0,956 x 24 = 753,14 kwh / vrk Energian kulutus 15 vuoden aikana Energian kulutus 15 vuoden aikana 769,23 x 365 x 15 = 753,14 x 365 x 15 = kwh kwh 17

18 Energiansäästövertailu Energiansäästö 15 vuoden = aikana IE1 IE kwh Energiansäästö 15 vuoden aikana a a IE1 IE = kwh Energiansäästö 15 vuoden aikana IE1 PM-moottori = kwh 18

19 Energiansäästöjä mahdollista saavuttaa monin keinoin