Korkeahyötysuhteisten sähkömoottorien hankintasuositus Ei julkaista painotuotteena Copyright Motiva Oy, Helsinki, huhtikuu 2004
Korkeahyötysuhteisten sähkömoottorien hankintasuositus Tarkoitettu liitettäväksi sähkömoottorien hankintaohjeeseen ja muihin hankintaohjeisiin Sovelletaan yrityksen suorissa moottorihankinnoissa sekä laitteistokokonaisuuksien toimituksissa ja alihankinnoissa 1 Hankintaohjeen sovellusalue Hankintaohjetta sovelletaan kaikkiin teholtaan 1,1 90 kw:n oikosulkumoottoreihin, jotka täyttävät seuraavat kriteerit: kolmivaihevirtakäyttö jännite 400 V taajuus 50 Hz 2- tai 4-napaisuus, ts. kierrosnopeus on 3 000 tai 1 500 r/min suojaus I54 tai I55 2 Hankintaohjeen pääperiaate Sähkömoottorit hankitaan pääsääntöisesti hyötysuhdeluokasta EFF1. Jos hankintatilanteeseen pätee jokin seuraavista kohdista, hankinnan kannattavuutta tarkastellaan erikseen laskentamallin mukaisesti. moottorin käyttöaika on alle 3 000 h/a ja sähkön hinta noin (tai alle) 70 /MWh moottorin käyttöaika on alle 4 000 h/a sähkön hinta noin (tai alle) 50 /MWh moottorin käyttöaika on alle 6 000 h/a ja sähkön hinta noin (tai alle) 30 /MWh Mikäli moottorivalmistajien listahinnastoista on saatavissa alennusta, käyttötuntirajat asettuvat alemmaksi. Esimerkiksi 30 %:n alennuksella listahinnoista on EFF1-moottorin hankinta kannattavaa, jos moottorin vuotuinen käyttöaika on vain 4 500 h/a ja sähkön hinta noin 30 /MWh. Mikäli moottorikäyttö ei ole kierroslukusäädetty, vaan kyseessä on suora puhallin-käyttö tai kuristettu pumppukäyttö, tarkistetaan, onko EFF1-moottorin kierrosnopeus suurempi kuin vaihtoehtoisen moottorin. Suurempi kierrosnopeus kasvattaa suorakäyttöisen puhaltimen/pumpun tuottoa, mutta myös tehonottoa ja energiankulutusta ja korkeahyötysuhteisen moottorin hankinnan kannattavuus on selvitettävä erikseen.
3 Laskentamallit Tärkeimmät tekijät verrattaessa hyötysuhdeluokkaan EFF1 kuuluvan sähkömoottorin hankinnan kannattavuutta EFF2- tai EFF3-moottorin hankintaan ovat sähkön hinta investointieron suuruus hyötysuhteiden ero moottorin käyttöaika laskentakorko EFF1-moottorin valintaa puoltavat yleisesti mm. tavanomaista moottoria parempi käyttövarmuus, vähäisempi huollontarve ja pidempi elinikä. EFF1-moottorin hankinnan kannattavuutta parantavat korkea sähkön hinta, investointihintojen pieni ero, hyötysuhteiden suuri ero ja moottorin pitkä vuotuinen käyttöaika. Laskentakaavat Moottorin käyttöiän aikana investoinnista ja sähkönkulutuksesta syntyvät kokonaiskustannukset, KK, lasketaan kaavalla: K = I + k A S T (koroton) tai K = I + dt k A S (korollinen) Vastaavasti moottorin käytön vuosikustannus lasketaan kaavalla: V = I T + k A S (koroton) tai V = I a + k A S (korollinen) Mikäli korkeahyötysuhteisen moottorin käyttöiän aikainen kokonaiskustannus on pienempi kuin tavallisen, alempihyötysuhteisen moottorin, on korkeahyötysuhteisen moottorin hankinta kannattavaa. Ts. K p K k > 0. Kannattavuutta voidaan vertailla myös vuosikustannusten eroa laskemalla, jolloin hankinta on vastaavasti kannattava, mikäli V p V k > 0. Investointieron takaisinmaksuaika vuosina lasketaan ilman korkoa kaavalla T Ik I = S k A p ( 1 1 ) k k
Laskentakaavojen symbolit Vertailtavilla moottoreilla erilaiset arvot: K = Kokonaiskustannus ( ): K p = perusvaihtoehto ja K k = korkeahyötysuhteinen V = Vuosikustannus ( ): V p = perusvaihtoehto ja V k = korkeahyötysuhteinen I = Investointihinta ( ): I p = perusvaihtoehto ja I k = korkeahyötysuhteinen = hyötysuhde (esim. 92,1 % = 0,921): p = perusvaihtoehto ja k = korkeahyötysuhteinen Vertailtavilla moottoreilla samanlaiset arvot: k = osakuormakerroin (esim. 80 % = 0,8) = nimellisteho (kw) A = käyttöaika (h/a) T = käyttöikä (a) S = sähkön hinta ( /kwh) r = korko (esim. 6 % = 0,06) a = annuiteettikerroin, saatavissa taulukosta tai kaavasta a T = r/[1 1/(1 + r) T ] d T = diskonttauskerroin takaisinmaksuajalla T, d = 1/a T = [1 1/(1 + r) T ]/r
4 Hyötysuhdetaulukko Taulukossa ja kuvassa on esitetty hyötysuhdeluokkien väliset raja-arvot. 2-napaiset moottorit 4-napaiset moottorit Teho (kw) EFF3 (%) EFF2 (%) EFF1 (%) Teho (kw) EFF3 (%) EFF2 (%) EFF1 (%) 1,1 < 76,2 76,2 82,2 1,1 < 76,2 76,2 83,8 1,5 < 78,5 78,5 84,1 1,5 < 78,5 78,5 85,0 2,2 < 81,0 81,0 85,6 2,2 < 81,0 81,0 86,4 3,0 < 82,6 82,6 86,7 3,0 < 82,6 82,6 87,4 4,0 < 84,2 84,2 87,6 4,0 < 84,2 84,2 88,3 5,5 < 85,7 85,7 88,5 5,5 < 85,7 85,7 89,2 7,5 < 87,0 87,0 89,5 7,5 < 87,0 87,0 90,1 11,0 < 88,4 88,4 90,6 11,0 < 88,4 88,4 91,0 15,0 < 89,4 89,4 91,3 15,0 < 89,4 89,4 91,8 18,5 < 90,0 90,0 91,8 18,5 < 90,0 90,0 92,2 22,0 < 90,5 90,5 92,2 22,0 < 90,5 90,5 92,6 30,0 < 91,4 91,4 92,9 30,0 < 91,4 91,4 93,2 37,0 < 92,0 92,0 93,3 37,0 < 92,0 92,0 93,6 45,0 < 92,5 92,5 93,7 45,0 < 92,5 92,5 93,9 55,0 < 93,0 93,0 94,0 55,0 < 93,0 93,0 94,2 75,0 < 93,6 93,6 94,6 75,0 < 93,6 93,6 94,7 90,0 < 93,9 93,9 95,0 90,0 < 93,9 93,9 95,0 100 95 4-napaiset Hyötysuhde [%] 90 85 EFF2 EFF1 2-napaiset 80 EFF3 75 1 10 Moottoriteho [kw] 100