Za poslední desetiletí účinnost moto-
rů zvýšila v průměru o 3 další významné
úspory lze dosáhnout regulací jejich otáček
s měniči frekvence.
Regulované pohony s měniči frekvence
(VSD) jsou určeny k regulaci rychlosti moto-
ru takovým způsobem, aby při jeho provo-
zu spotřebovalo nejmenší množství elek-
trické energie. využitím
modulárních součástek a dílů, které usnadňu-
jí montáž a pomohou optimalizovat montážní
postup při současném zvýšení efektivity vý-
roby a snížení zásob, zvláště v případě, kdy
je stejná součástka použita k výrobě různých
typů zařízení. Jinými slovy, pouhý půl-
den provozu pohonu lze plně vykompenzovat
uhlíkové emise vyprodukované při jeho vý-
robě. Otáčky
motoru, a tudíž i poháněného zařízení, lze na-
stavit podle externích výrobních parametrů,
což průtok nebo teplota. U větších pohonů může snížená
energetická spotřeba motoru vykompenzovat
energii potřebnou k výrobě VSD méně než
jeden den provozu.
Pro výrobu bude mít také stále větší vý-
znam výběr surovin. Výroba ob-
vodových desek představuje v této fázi nej-
větší ekologickou zátěž. Naproti tomu environmentální ná-
vratnost (RNC) vyjádřena jako délka doby,
která třeba během používání výrobku ke
kompenzaci jednorázového zatížení životní-
ho prostředí v důsledku jeho výroby. Odhaduje se, regulo-
vané střídavé (AC) pohony dodané společ-
ností ABB pro čerpadla a ventilátory snížily
za posledních deset let energetickou spotřebu
přibližně o 170 TW·h ročně (obr. Zvýšením provozní
účinnosti průmyslových pohonů lze dosáh-
nout značných úspor, a pomoci tak snížit emi-
se CO2 (oxid uhličitý).
Významným faktorem ovlivňujícím dobu
environmentální návratnosti pohonů VSD je
výroba elektronických komponent, při níž
vzniká více než emisí CO2. studií uskutečněných
Technickou univerzitou v Tampere vyplývá,
že environmentální návratnost u téhož po-
honu v souvislosti s potenciálem globálního
oteplování (GWP Global Warming Poten-
tial) půl dne. Dopad životní prostředí pak „pře-
póluje“, protože pohon bude celou dobu
své životnosti snižovat emise motoru (tab. Čerpadlo nebo ventilátor
spotřebuje při polovičních otáčkách pouze
jednu čtvrtinu energie z celkově spotřebova-
né energie při jmenovitých otáčkách. Toto odpovídá průměrnému ročnímu
snížení emisí CO2 o více než 140 mil. Využití
VSD zejména pro regulaci otáček čerpadel
a ventilátorů v průmyslových odvětvích při-
náší velmi významné úspory.). Naproti tomu však doba environmen-
tální návratnosti u větších typů kratší. Srovna-
telné množství elektřiny spotřebuje v průmě-
ru více než mil. Problém tohoto
přístupu v tom, zaměřuje pouze na
výrobní postupy a vůbec nezohledňuje eko-
logický dopad budoucího používání zařízení
(tab.
Environmentální prohlášení o produktu
(EPD) často používá k vyjádření dopadu
výroby životní prostředí. 1).
Environmentální návratnost
regulovaných pohonů s měniči frekvence
Elektrické motory spotřebují odhadem asi
65 energie v průmyslu; avšak přibližně
20 % této energie ztratí v důsledku nehos-
podárných metod používaných k regulaci je-
jich otáček (např. Ekologická návratnost pro tři typy měničů frekvence ABB (předpoklady: pohon umožňuje
dosáhnout snížení energetické spotřeby čerpadla nebo ventilátoru)
Produkt Potenciál globál-
ního oteplování
(GWP)
Potenciál okyse-
lování prostředí
(AP)
Potenciál eutro-
fizace prostředí
(EP)
Tvorba přízem-
ního ozonu
(POCP)
(dny)
ACS140 (0,75 kW) 6,0 8,0 15,0
ACS350 (7,5 kW) 1,1 0,9 1,2 1,3
ACS800 (250 kW) 0,5 0,4 0,9 1,0
Tab. Snadná montáž může rovněž
zjednodušit demontážní postupy, což zname-
ná, součástky bude možné snadněji roztří-
dit pro jejich další možné využití. 1).
Údaje o emisích z EPD ukazují, množ-
ství uhlíkových emisí při výrobě měniče frek-
vence ACS800 250 kW dosahuje 3,65 kg
CO2/kW nebo celkem 912,5 CO2/měnič
ACS800 250 kW. Toto snížení energetické spo-
třeby lze vyjádřit počtem dnů environmentální
návratnosti. Jde o dobu, kterou VSD potřebu-
je kompenzaci emisí CO2 vznikajících při
jeho výrobě.
Tuto spotřebu lze snížit nejen optimalizací
regulace a účinnosti měniče frekvence, ale
také optimalizací účinnosti všech zařízení
v systému, tj. tun. Výtah tabulky MET
Fáze Materiály Energie Toxicita
– výroba hmotnost (kg) vstupy hlavních
materiálů:
– recyklované
– plasty (kg)
– drahé kovy (kg)
– desky plošnými spoji elektronika
(kg, mm2
, vrstvy)
– využití vody postupech
– chemické látky (kg)
– objem (m3
)
– energetická spo-
třeba (kW·h)
u výrobních po-
stupů (výzkum
a vývoj, výrobní
zařízení a závod
podílející se
na jednom
výrobku)
– chemické látky použité
při výrobě (množství,
toxicita)
– emise výrobních
postupů
– materiály, které
je nutné sledovat
(třídit ukončení
životnosti)
. Dalších úspor lze dosáhnout optimali-
zací použití pohonu. Údaje EPD pro měnič frekvence ABB typu ACS800, 250 emise
Dopad životní prostředí Porovnatelná jednotka Fáze
výroby
Fáze používání
potenciál globálního oteplování (GWP) CO2/kW 3,65 1,570
potenciál okyselování prostředí (AP) kmol H/kW 0,00 0,27
potenciál eutrofizace prostředí (EP) O2/kW 0,05 18,2
potenciál ničení ozonové vrstvy (ODP) CFC–11
/kW 0,00 0,00
tvorba přízemního ozonu (POCP) etylenu/kW 0,00 0,27
Tab.
Při použití regulovaných pohonů lze u čer-
padel a ventilátorů snížit účty elektrickou
energii o 60 %. znamená, v násle-
dujících dnech provozu budou účinně snižovat
emise CO2, které jinak vznikaly při použití
méně hospodárných metod regulace. motoru, čerpadla, ventilátoru
apod.
Dobu environmentální návratnosti VSD ovliv-
ňuje pět hlavních faktorů:
– energetická spotřeba,
– výroba obvodových desek,
– konečná montáž,
– opláštění,
– kondenzátory.
Nejdůležitějším faktorem ovlivňujícím
dobu environmentální návratnosti VSD je
energie spotřebovaná při provozu pohonu. Využití ekologických
Tab.
Menších VSD s měniči frekvence samo-
zřejmě produkují méně emisí CO2 než větší
typy. škrtící ventily, naklápění
žaluzií a klapek apod. Méně významná je
jejich přeprava, nejde-li o přepravu leteckou. Dosavadní EPD
neberou v úvahu úspory elektrické energie
dosažené během provozu zařízení.13ELEKTRO 3/2011
téma
cí, jak dlouho musí být zařízení v provozu,
než vykompenzuje uhlíkové emise vypro-
dukované při jeho výrobě. Regulované poho-
ny (VSD) s měniči frekvence umožňují vy-
tvořit systém, kterém lze měnit a ovládat
napětí i frekvenci napájení elektrického mo-
toru, a přizpůsobit tak jeho otáčky skutečným
potřebám poháněného zařízení. Jsou dva hlavní způ-
soby, jak lze snížit spotřebu energie u elek-
trických motorů:
– použití účinného způsobu regulace otáček,
– zvýšení účinnosti samotných motorů.
Za účelem snížení emisí lze optimalizovat
také samotný výrobní postup např. Důvo-
dem to, měniče větších výkonů ušetří
podstatně větší množství energie, a tudíž mají
větší vliv snížení emisí CO2. 2). evropských domácností
za rok
