محركات كهربائية حديثة موفرة للطاقة - اتجاهات ووجهات نظر
تتمتع المحركات الكهربائية الحديثة بعدد من الاحتمالات لتحقيق وفورات كبيرة في تشغيلها. باستخدام المحركات الفعالة والمحولات المناسبة وتطبيقات IIoT (إنترنت الأشياء الصناعي) المتقدمة ، سيكون استخدام الموارد أكثر كفاءة ويمكن تقليل تكاليف دورة الحياة.
يأتي ما يقرب من 80٪ من إجمالي الطاقة المستهلكة بواسطة المحركات الكهربائية الحالية من المحركات الكهربائية متوسطة الحجم ، والتي لا تتسم عمومًا بكفاءة استخدام الطاقة وفقًا للمعايير الحالية والتي عادة ما تكون كبيرة الحجم للتطبيق.
تصل تكلفة الطاقة التي يستهلكها المحرك خلال عمره الافتراضي إلى 97٪ من إجمالي تكاليف التشغيل. لذلك ، فإن إيجاد حل يزيد من كفاءة المحركات الكهربائية أمر اقتصادي وصديق للبيئة.
نلتقي اليوم محركات كهربائية في كل مرحلة تقريبًا ، خاصة في الصناعة والبناء ، على سبيل المثال في المضخات والضواغط وأنظمة تكييف الهواء والرافعات والمصاعد وسيور النقل.
في الوقت نفسه ، تستحوذ الصناعة على أكثر من ثلث استهلاك الكهرباء في العالم ، ويعود 70٪ تقريبًا من هذه الحصة إلى المحركات الكهربائية. تشكل المباني 30٪ أخرى من الاستهلاك العالمي للكهرباء ، حيث تمثل المحركات الكهربائية 38٪ من هذه الحصة.
والطلب آخذ في الازدياد: من المتوقع أن يتضاعف الناتج الاقتصادي العالمي الحالي بحلول عام 2050. وفي الوقت نفسه ، سيزداد الطلب على المحركات الكهربائية. في نفس الوقت ، سوف تفتح مساحة للتوفير من خلال حلول النظام الذكية. تظهر الدراسات الحديثة أن شراء محرك كهربائي جديد يمكن أن يوفر في المتوسط ما يصل إلى 30٪ من تكاليف الطاقة.
بموجب اتفاقية باريس للمناخ لعام 2015 ، تعهدت 196 دولة بإبطاء ظاهرة الاحتباس الحراري. ومع ذلك ، يتم مواجهة ذلك من خلال الاتجاهات الكبرى مثل التحضر والتنقل والأتمتة ، والتي تؤدي حتما إلى زيادة الاستهلاك اليومي للطاقة.
وبالتالي ، أصبحت الجهود المبذولة لتحسين كفاءة الطاقة الآن هي الدافع الرئيسي للتنفيذ العملي لاتفاق باريس. يتم تقديم توجيهات جديدة بشأن التشغيل الاقتصادي للمحركات الكهربائية في جميع أنحاء العالم - على سبيل المثال في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة والصين.
على وجه الخصوص ، حددت التوجيهات الأوروبية الجديدة هدفًا لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 40 مليون طن بحلول عام 2030. ويجب أن تكون وسائل تحقيق هذا الهدف هي الإدخال الإلزامي لتقنيات فعالة من حيث التكلفة. تهدف الصين إلى خفض استهلاك الطاقة بنسبة 13.5٪ من الناتج المحلي الإجمالي وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 18٪ بحلول عام 2025.
حلول الشبكة والتحليل الدقيق لبيانات النظام هي أفضل الحلول لتحسين كفاءة الطاقة إلى مستويات مستدامة حقًا.
لكن ليس من الضروري على الإطلاق شراء أنظمة جديدة على الفور في كل حالة. حتى القديمة منها يمكن تعديلها في كثير من الأحيان لتكون موفرة للطاقة باستخدام الملحقات المناسبة.
حديث محولات التردد (محولات التردد) والمحركات عالية الكفاءة يمكن أن توفر ما يصل إلى 30٪ من الطاقة في التطبيقات الصناعية النموذجية ، مثل المضخات أو المراوح أو الضواغط ، مقارنة بالأنظمة التقليدية غير المنظمة.
تظهر دراسات الحالة أنه يمكن زيادة هذه المدخرات إلى 45٪ من خلال دمج حل محرك محسن ، في هذه الحالة مضخة.
يشتمل النظام على عاكس يضمن أن محرك الأقراص موفر للطاقة حتى عند التحميل الجزئي من خلال تكييف السرعة وعزم الدوران مع متطلبات الحمل الحالية. هذا يعني أن كل تطبيق يتم ضبطه دائمًا وفقًا للأداء الذي يحتاجه.
كلما كانت التطبيقات والمكونات أكثر تحديدًا وتنوعًا ، يمكن أن يكون النظام بأكمله أكثر تعقيدًا. لذلك ، لا سيما في البيئة الصناعية ، من الضروري اختيار الأساليب التي تأخذ في الاعتبار النظام بالتفصيل مع جميع تفاعلاته وتأثيراته التآزرية ويمكنه مواءمته على النحو الأمثل.
تأسست من أجهزة الاستشعار الذكية والأدوات التحليلية التي تتعقب جميع تدفقات العمل وتوائمها وتحسنها وتشكل جزءًا من نهج الأنظمة ذات المستوى الأعلى.
تسمح المستشعرات الذكية بتحليل المحركات المتصلة على مستوى المحرك.لا تحتاج المحولات الحديثة عادةً إلى أجهزة استشعار خارجية إضافية على الإطلاق ، لأنها إما مجهزة بها بشكل مباشر أو يمكنها تقييم معلمات نظام معينة بشكل مباشر ونقلها.
حتى في مرحلة التخطيط ، يمكن اكتشاف أخطاء التحديد والأبعاد عن طريق المحاكاة الافتراضية لمكونات محرك الأقراص الفردية. يتم تمكين جمع البيانات وتحليلها أثناء التنقل من خلال الاتصال بالتطبيقات السحابية والتطبيقات الصناعية الشاملة. في التصنيع ، تساعد حلول محركات الأقراص الرقمية في تحديد المشكلات المحتملة مبكرًا وبالتالي منع الأعطال.
يمكن أن يكشف جمع البيانات من مكونات محرك الأقراص الفردية أيضًا عن تأثيرات غير مباشرة لا علاقة لها بالمحرك. بهذه الطريقة ، من الممكن تحسين العملية الكاملة لنظام مترابط بشكل مستمر - ببساطة وبدون معرفة خاصة.
استنادًا إلى الخبرة المباشرة في الإنتاج ، يمكن القول أنه يمكن توفير ما يصل إلى 10٪ من الطاقة باستخدام أجهزة الاستشعار الذكية وتطبيقات تحليل البيانات من العمليات المعقدة. بفضل خدمات الوقاية الخاصة القائمة على شبكة إنترنت الأشياء ، يمكن زيادة عمر المكونات بنسبة تصل إلى 30٪ ، ويمكن زيادة أدائها بنسبة 8-12٪.