Kaip be revoliucinių pertvarkymų pramonės įmonėms susimažinti elektros energijos suvartojimą?

Šiandien, kai suvartojamos elektros energijos optimizavimas itin aktualus, verslui pravartu žinoti apie visas galimybes sumaniai naudoti energetinius išteklius. Vienas iš galimų kelių – pertvarkyti ar atnaujinti įmonėje naudojamus elektros variklius. Šis būdas ypač patrauklus tuo, kad nereikalauja jokių esminių permainų įmonės procesuose.

Elektros varikliai pramonėje naudojami plačiai – kur tik įrenginiai kažką kelia, suka, veža ar kitaip juda. Variklius turi ir pastatuose esančių vėdinimo sistemų įrenginiai (ventiliatoriai, kondicionieriai), vandens ir šilumos sistemos įranga (siurbliai), ir, pavyzdžiui, liftai.

„Variklis elektros energiją paverčia mechanine – judesiu. Kuo ekonomiškesnis variklis, tuo mažiau elektros energijos suvartoja tam judesiui išgauti. O mažesnis elektros energijos vartojimas reiškia ir efektyvesnę gamybą bei mažesnius produkcijos kaštus. Todėl elektros variklių modernizavimas arba jų valdymo efektyvinimas įmonėms yra elektros energijos taupymo potencialas“, – teigia Eimantas Daunoras, UAB „PakMarkas“ Pavarų ir automatizavimo skyriaus vadovas.

Atnaujinti variklį ar naudoti dažnio keitiklį?

Varikliai yra viena iš sudedamųjų sistemos dalių, tad yra net keli būdai, kaip optimizuoti įrenginio suvartojamą elektros energiją. Efektyviausia, žinoma, modernizuoti visą sistemą – taip įmanoma kaštus sumažinti net iki 60 proc. Tačiau pakankamai ženklūs sutaupymai fiksuojami ir pakeitus tik variklį, o dar didesnis efektas pasijus įdiegus (ar atnaujinus) dažnio keitiklį, kuris optimizuoja variklio valdymą. Tai padaryti nėra sudėtinga.

Pakavimo, robotizavimo ir inžinerinių sprendimų bendrovė „PakMarkas“ skaičiuoja, kad pakeitus standartinį (IE1) variklį į super premium efektyvumo (IE4 klasės) variklį, investicijos atsipirktų per vienerius metus. Pasirinkus 7,5 kw galios įrenginį, investicija siektų apie 1000 Eur. Per dešimt metų šis atnaujinimas leistų sutaupyti vidutiniškai 9320 Eur (6,3 proc.)

Sutaupyti gerokai daugiau – iki 30 proc. – galima naudojant dažnio keitiklius. Dažnio keitikliai padidina elektros variklių efektyvumą, nes leidžia reguliuoti variklio galią priklausomai nuo apkrovos, panaudoti stabdymo energiją, kuri nesant keitiklio išgaruoja šilumos pavidalu. Dažnio keitikliai taip pat įgalina švelnų variklio paleidimą ir stabdymą (ne tik mažėja energijos sąnaudos, bet ir  ilgėja tiek variklio, tiek visos sistemos veikimo laikas),  nuotolinį valdymą, galima  stebėti, kiek laiko dirba variklis, kiek elektros jis sunaudoja.

„Prie dažnio keitiklio galima prijungti daviklius, matuojančius proceso parametrus, ir pagal tai valdyti variklį. Jeigu variklis į tinklą jungiamas be keitiklio, jis visą laiką dirbs vienodu režimu. Pavyzdžiui, vandens tiekimo sistemoje stovintis 100 kW siurblys, kuris pumpuoja vandenį į sistemą, be keitiklio dirbs maksimaliu pajėgumu. O naudojant dažnio keitiklį su davikliu, matuojančiu vandens suvartojimą ir slėgį sistemoje, siurblys visu galingumu veiks tik piko metu, kai vandens reikia visiems. Suvartojimui krentant, variklis pradės mažinti galią, o naktį gal net ir visai išsijungs“, – paaiškina E. Daunoras.

Pavyzdys: siurblį su senu standartinio efektyvumo varikliu IE1 ir švelniu paleidėju pakeisti nauju 7,5 kW varikliu, dirbančiu su dažnio keitikliu G120, kainuotų 2150 Eur. Investicija atsipirktų per keturis mėnesius, o ilguoju (dešimties metų) periodu leistų sutapyti 68 170 Eur arba 49 proc. energijos kaštų.

Tiesa, skaičiavimai atlikti darant prielaidą, kad varikliai veikia pilna apkrova visą parą, o taip praktiškai nedirba joks įrenginys. Tad faktiniai sutaupymai, tikėtina, bus kiek mažesni – siurblių modernizavimo atveju realu sutaupyti 25–35 proc.

Nuo ko pradėti

Pasak Arūno Olšausko, variklius gaminančios bendrovės „Siemens“ atstovo Lietuvoje, pramonės įmonėms, turinčioms daug elektros variklių, lengviausias būdas sumažinti elektros suvartojimą yra pakeisti senus variklius į naujus, IE4 efektyvumo klasės. Jeigu įmonėje esama vietų, kur varikliai dirba nuolatos, pilnu pajėgumu, tose vietose jis rekomenduoja optimizuoti variklio greičio valdymą naudojant dažnio keitiklius.

„Žinoma, kiekvienas atvejis individualus, visgi kalbant apie variklių atnaujinimą, pirmiausia tikrai rekomenduočiau keisti jau taisytus (pervyniotus),  IE1 klasės variklius arba tokius, kurie išvis neturi jokio efektyvumo žymėjimo ant variklio lentelių“, – pataria A. Olšauskas.

Nuo 2023 m. liepos Europos Sąjungoje įsigaliosianti el. variklių direktyva įpareigos variklius gaminančias įmones tiekti aukštos efektyvumo klasės variklius, o gamintojai, montuojantys variklius į savo gaminamą įrangą taip pat privalės naudoti efektyvesnius variklius.

„PakMarkas“ savo asortimente turi labai plačią gamą įvairių variklių (trifaziai asinchroniniai, žemo centro, būgniniai ir kt.) bei dažnio keitiklių, kuriuos tiekia pasaulyje žinomi gamintojai. Galimos įvairios jų specifikacijos, priklausomai nuo įrenginio darbo pobūdžio ir užsakovo veiklos sferos, o klientų patogumui bendrovė sandėlyje visada turi ir skirtingų dydžių bei perdavimo laipsnių reduktorių, kuriuos greitai galima sumontuoti ant pasirinkto variklio.

„Kai kurios įmonės efektyvesnį varikį perka tik tada, kai sugenda senasis. Bet yra ir tokių, kurios vienu ypu pasikeičia visus savo variklius. Reikia skaičiuoti, nes jeigu variklis ir žemesnės efektyvumo klasės, bet dar nėra senas ir dirba nedaug, tai vargu, ar apsimokės jį keisti – atsipirkimas bus labai ilgas. Tačiau įmonėms, kuriose „įdarbinta“ daug variklių ir ypač jei jie senesnės kartos ir intensyviai veikia, tai – tikrai greitas ir sąlyginai nesudėtingas būdas sumažinti elektros vartojimą“, – sako „PakMarko“ ekspertas E. Daunoras.