כוננים חשמליים מודרניים חסכוניים באנרגיה - מגמות ונקודות מבט

לכוננים חשמליים מודרניים יש מספר אפשרויות לחסכון משמעותי בהפעלתם. עם מנועים יעילים, ממירים מתאימים ויישומי IIoT (Industrial Internet of Things) מתקדמים, השימוש במשאבים יהיה יעיל יותר וניתן יהיה להפחית את עלויות מחזור החיים.

כ-80% מכלל האנרגיה הנצרכת על ידי כוננים חשמליים נוכחיים מקורה במנועים חשמליים בגודל בינוני, אשר בדרך כלל אינם חסכוניים באנרגיה לפי הסטנדרטים הנוכחיים ואשר בדרך כלל גדולים מדי עבור היישום.

עלות האנרגיה שצורך מנוע לאורך חייו היא עד 97% מסך עלויות התפעול. לכן, מציאת פתרון הממקסם את היעילות של מנועים חשמליים היא חסכונית וידידותית לסביבה כאחד.

היום אנחנו נפגשים כוננים חשמליים כמעט בכל שלב, בעיקר בתעשייה ובבנייה, למשל במשאבות, מדחסים ומיזוג אוויר, מנופים, מעליות ומסועים.

במקביל, התעשייה אחראית ליותר משליש מצריכת החשמל בעולם, שמתוכם כמעט 70% מנתח זה נובע ממנועים חשמליים. מבנים מהווים 30% נוספים מצריכת החשמל העולמית, כאשר מנועים חשמליים מהווים 38% מחלק זה.

והביקוש גדל: התפוקה הכלכלית העולמית הנוכחית צפויה להכפיל את עצמו עד 2050. במקביל, הביקוש לכוננים חשמליים יגדל. במקביל, זה יפתח מקום לחיסכון באמצעות פתרונות מערכת חכמים. מחקרים עדכניים מראים שקניית כונן חשמלי חדש יכולה לחסוך בממוצע עד 30% בעלויות האנרגיה.

במסגרת הסכם האקלים של פריז 2015, 196 מדינות התחייבו להאט את ההתחממות הגלובלית. עם זאת, מתמודדים עם זה מגמות כמו עיור, ניידות ואוטומציה, אשר בהכרח מגבירים את צריכת האנרגיה היומית.

לפיכך, המאמצים לשפר את היעילות האנרגטית הפכו כעת לעיקר ביישום המעשי של הסכם פריז. הנחיות חדשות על תפעול כלכלי של מנועים חשמליים מוצגות בכל העולם - למשל באיחוד האירופי, ארה"ב וסין.

בפרט, ההנחיות האירופיות החדשות קבעו יעד של הפחתת פליטת CO2 ב-40 מיליון טון עד 2030. האמצעי להשגת יעד זה חייב להיות הכנסת חובה של טכנולוגיות חסכוניות. סין שואפת להפחית את צריכת האנרגיה ב-13.5% מהתמ"ג ואת פליטת ה-CO22 ב-18% עד 2025.

פתרונות רשת וניתוח קפדני של נתוני מערכת הם הפתרונות הטובים ביותר לשיפור יעילות האנרגיה לרמות בנות קיימא באמת.

אבל אין בכלל צורך לקנות מערכות חדשות באופן מיידי בכל מצב. לעתים קרובות ניתן לשנות אפילו ישנים כדי להיות יעילים באנרגיה עם האביזרים הנכונים.

מוֹדֶרנִי ממירי תדרים ומנועים בעלי יעילות גבוהה יכולים לחסוך עד 30% אנרגיה ביישומים תעשייתיים טיפוסיים, כגון משאבות, מאווררים או מדחסים, בהשוואה למערכות מסורתיות בלתי מוסדרות.

מחקרי מקרים מראים שניתן להגדיל את החיסכון הזה ל-45% על ידי שילוב פתרון הנעה אופטימלי, במקרה זה משאבה.

המערכת כוללת מהפך המבטיח שהכונן חסכוני באנרגיה גם בעומס חלקי על ידי התאמת המהירות והמומנט לדרישות העומס הנוכחיות. המשמעות היא שכל יישום מכוון תמיד לביצועים הדרושים לו.

ככל שהיישומים והרכיבים ספציפיים ומגוונים יותר, כך המערכת כולה יכולה להיות מורכבת יותר. לכן, במיוחד בסביבה תעשייתית, יש צורך לבחור גישות הלוקחות בחשבון את המערכת לפרטי פרטים על כל האינטראקציות וההשפעות הסינרגיות שלה ויכולות להרמוניה בצורה מיטבית.

זה נוסד של חיישנים חכמים וכלים אנליטיים העוקבים אחר, מיישרים ומשפרים את כל זרימות העבודה ומהווים חלק מגישת מערכות ברמה גבוהה יותר.

חיישנים חכמים מאפשרים לנתח מנועים מחוברים ברמת המנוע.ממירים מודרניים בדרך כלל אינם זקוקים לחיישנים חיצוניים נוספים כלל, מכיוון שהם מצוידים בהם ישירות או יכולים להעריך ישירות פרמטרים מסוימים של מערכת ולשדר אותם.

אפילו בשלב התכנון, ניתן לזהות שגיאות בחירה ומימד על ידי הדמיה וירטואלית של רכיבי הכונן הבודדים. איסוף וניתוח נתונים תוך כדי תנועה מתאפשרים באמצעות קישוריות לענן ויישומים תעשייתיים מקצה לקצה. בייצור, פתרונות כונן דיגיטלי עוזרים לזהות בעיות פוטנציאליות מוקדם ובכך למנוע תקלות.

איסוף נתונים ממרכיבי כונן בודדים יכול גם לחשוף השפעות עקיפות שאינן קשורות לכונן. בדרך זו, ניתן לייעל באופן רציף את כל פעולתה של מערכת מקושרת - בפשטות וללא ידע מיוחד.

בהתבסס על ניסיון ישירות בייצור, ניתן לומר שניתן לחסוך עד 10% מהאנרגיה באמצעות חיישנים חכמים ויישומי ניתוח נתונים מתהליכים מורכבים. הודות לשירותי מניעה מיוחדים המבוססים על רשת IIoT, ניתן להאריך את חיי הרכיבים בעד 30%, ולהגדיל את ביצועיהם ב-8-12%.