最新のエネルギー効率の高い電気ドライブ - トレンドと展望
最新の電気ドライブには、動作を大幅に節約できる可能性が数多くあります。効率的なモーター、適切なインバーター、高度な IIoT (産業用モノのインターネット) アプリケーションにより、リソースの使用がより効率的になり、ライフサイクル コストを削減できます。
現在の電気駆動装置によって消費される全エネルギーの約 80% は中型の電気モーターから来ていますが、これらは一般的に現在の標準ではエネルギー効率が悪く、用途に対して大きすぎるのが一般的です。
モーターがその寿命にわたって消費するエネルギーコストは、総運用コストの最大 97% になります。したがって、電気モーターの効率を最大化するソリューションを見つけることは、経済的かつ環境に優しいことになります。
今日は会います 電気ドライブ ポンプ、コンプレッサー、空調システム、クレーン、エレベーター、ベルトコンベアなど、特に産業や建設のほぼすべての段階で使用されています。
同時に、産業は世界の電力消費量の 3 分の 1 以上を占めており、このシェアのほぼ 70% は電気モーターによるものです。建物は世界の電力消費量のさらに 30% を占め、電気モーターはこのシェアの 38% を占めています。
そして需要は増加しています。現在の世界の経済生産は、2050 年までに 2 倍になると予測されています。同時に、電気駆動装置の需要も増加します。同時に、インテリジェントなシステム ソリューションを通じて節約できるスペースも広がります。最近の研究では、新しい電気ドライブを購入すると、エネルギーコストを平均最大 30% 節約できることが示されています。
2015 年のパリ気候協定に基づき、196 か国が地球温暖化を遅らせることを約束しました。しかし、これは都市化、モビリティ、自動化などのメガトレンドによって妨げられており、日常のエネルギー消費量は必然的に増加します。
したがって、エネルギー効率を改善する取り組みは現在、パリ協定の実際的な実施の主な推進力となっている。電気モーターの経済的運用に関する新しい指令が、欧州連合、米国、中国など、世界中で導入されています。
特に、新しい欧州指令では、2030 年までに CO2 排出量を 4,000 万トン削減するという目標が設定されています。この目標を達成する手段は、費用効果の高い技術の導入を義務付ける必要があります。中国は2025年までにエネルギー消費をGDP比13.5％削減し、CO22排出量を18％削減することを目標としている。
ネットワーク ソリューションとシステム データの慎重な分析は、エネルギー効率を真に持続可能なレベルに改善するための最良のソリューションです。
しかし、どんな状況でもすぐに新しいシステムを購入する必要はまったくありません。古いものでも、多くの場合、適切なアクセサリを使用してエネルギー効率を高めるように改造できます。
モダン インバータ（周波数変換器） また、高効率モーターは、ポンプ、ファン、コンプレッサーなどの一般的な産業用途において、従来の調整されていないシステムと比較して、エネルギーを最大 30% 節約できます。
ケーススタディでは、最適化された駆動ソリューション (この場合はポンプ) を組み込むことで、これらの節約を 45% まで増やすことができることが示されています。
このシステムには、速度とトルクを現在の負荷要件に適応させることで、部分負荷でもドライブのエネルギー効率を確保するインバータが含まれています。これは、各アプリケーションが常に必要なパフォーマンスに合わせて調整されていることを意味します。
アプリケーションとコンポーネントがより具体的かつ多様になると、システム全体がより複雑になる可能性があります。したがって、特に産業環境では、システムとそのすべての相互作用と相乗効果を詳細に考慮し、システムを最適に調和させるアプローチを選択する必要があります。
設立されました スマートセンサーの すべてのワークフローを追跡、調整、改善する分析ツールは、上位レベルのシステム アプローチの一部です。
スマート センサーにより、接続されたエンジンをエンジン レベルで分析できます。最新のインバータには通常、外部センサが直接装備されているか、特定のシステム パラメータを直接評価して送信できるため、追加の外部センサはまったく必要ありません。
計画段階であっても、個々のドライブコンポーネントの仮想シミュレーションによって、選択および寸法設定のエラーを検出できます。クラウドおよびエンドツーエンドの産業用アプリケーションへの接続を通じて、外出先でのデータ収集と分析が可能になります。製造現場では、デジタル ドライブ ソリューションは潜在的な問題を早期に特定し、誤動作を防ぐのに役立ちます。
個々のドライブ コンポーネントからデータを収集すると、ドライブに関係のない間接的な影響が明らかになることもあります。このようにして、特別な知識がなくても、相互接続されたシステムの動作全体を継続的に最適化することができます。
生産現場での直接の経験に基づくと、スマート センサーと複雑なプロセスのデータ分析アプリケーションを使用することで、最大 10% のエネルギーを節約できると言えます。 IIoT ネットワークに基づく特別な予防サービスのおかげで、コンポーネントの寿命は最大 30% 延長され、パフォーマンスは 8 ～ 12% 向上します。