M/aux Ingeborg CMS Colombo Express (kuva Hapag-Lloyd) Windlift I (kuva Bard-Gruppe) Energiansäästömoottoreiden uudet tuulet Sami Kujala
Mistä sähköä tulee? 25% ydinvoimaa 15% vesivoima 12% tuonti Tuulen osuus vain 0,3% n. 200 MW Keskiteho alle 40 MW Lähde: 2
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
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
Vaihto EFF-luokista IE-luokkiin Uusi hyötysuhdeluokka Vanha luokitus Hinta IE1 Standard Efficiency eff 2 100 % IE2 High Efficiency eff 1 115-130 % IE3 Premium Efficiency 140-170 % IE4 Super Premium Efficiency ce cy ei määritelty tety?? CEMEP-EU sopimus IEC 60034-30 Napaluvut 24 2,4 2, 4, 6 Teho kw 1,1 90 0,75 370 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
Hyötysuhteen kehitys 100 95 90 85 80 IE1 IE2 IE3 PM-moot 75 70 6
EUP-direktiivin määräpäivät Komission asetus (EY) Nr. 640/2009, annettu 22.6 2009 direktiivin 2005/32/EY täytäntöönpanosta: X Vaihe 1: X XX 16.6.2011 alkaen moottoreiden hyötysuhteen vastattava vähintään (MEPS) hyötysuhdetasoa IE2. KÄYTÖSSÄ Vaihe 2: 1.1.20151 alkaen moottoreiden vastattava tt IE3-luokan [Premiummoottorit] vaatimuksia tehoalueella 7,5 kw - 375 kw. IE X 1 Vaihtoehtona IE2-moottori + taajuusmuuttaja IE 2 Vaihe 3: 01.01.2017 tehoalue laajenee 0,75 kw - 375 kw. IE 3 Vaihtoehtona IE2-moottori + taajuusmuuttaja 7
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 1 000 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
Direktiiviä voi kiertää Leimaus 30. +45 C Asennusalue yli 1000 m Integroitu rakenne, esim. erikoislaippa i i Osittaiskäyttöluokat S2 S9 9
Säästäjänä sähkömoottori Moottoristaaiheutuvat kulut Energia 97 % Hankintahinta 1 % Huolto 2 % 10
Kokonaishyötysuhteen parantaminen 11
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
Haasteet moottorin rakentamisessa Roottorin I²R häviöiden optimointi painevaletuilla kupariroottoreilla ill häviöt vähenevät n. 10 15 % 13
Seuraavat askeleet IE3, IE4, IE5 moottorit IE11, IE12, IE13 taajuusmuuttajat?? IE21, IE22, IE23 käytöt?? Olettamuksia, ei faktaa 14
Seuraavat askeleet Mukaan tulee: Erikoismoottorit +60 C ympäristölämpötilaan saakka Taajuusmuuttajat Moottori- ja tamukäytöt 15
Vertailu IE1 IE2 IE1- K21R 200L4 IE2- WE1R 200L4 30 kw, 1465 1/min, B3 30 kw, 1480 1/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 = 4 346 219 kwh 4 270 883 kwh 16
Vertailu IE3 PM-moottori IE3-W41R 200 L4C PE1R 200 L4 30 kw, 1500 1/min, B3 30 kw, 1500 1/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 = 4 211 534 kwh 4 123 441 kwh 17
Energiansäästövertailu Energiansäästö 15 vuoden 4 346 219-4 270 883 = aikana IE1 IE2 75 336 kwh Energiansäästö 15 vuoden aikana a a IE1 IE3 4346 219-4 211 534 = 134 685 kwh Energiansäästö 15 vuoden aikana IE1 PM-moottori 4 346 219-4 123 441 = 222 778 kwh 18
Energiansäästöjä mahdollista saavuttaa monin keinoin