Elektrikli Pompa Motorlarını Daha Sürdürülebilir Hale Getirmek—Yeşil İyi Bir İştir
Endüstride kullanılan pompaları düşünürken, su ve atık su, kimyasallar, yağ, petrol, çamur ve bulamaçlardan gıdaya kadar taşıdıkları malzemelere odaklanılır. Ayrıca maliyetlerine, verimliliğine ve bakımına da odaklanılır. Çevresel etki, dikkate alınması gereken hususlar listesinde çok daha düşük olma eğilimindedir, ancak daha yeşil ve daha verimli pompalar da iş için iyidir. Her pompanın bir motoru vardır; bu nedenle, tüm endüstriyel sektör motor sistemi elektrik tüketiminin %21'inden pompaların sorumlu olması şaşırtıcı değildir. Bu sayının düşürülmesi, pompaları daha çevreci yapabilir ve işletme maliyetlerini azaltabilir.
GÖRÜNTÜ 1: Fan veya pompa verimliliği (Kaynak: inverterdrivesystems.com)
Enerji Sorunu
Enerji sorunu pompalarla sınırlı değildir. Herkes artan miktarlarda enerji kullanıyor. Endüstriler büyüyor, nüfus artıyor ve pompa endüstrisinin su, elektrik, ürün ve hizmet talebine ayak uydurması gerekiyor. Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA) istatistikleri, imalatta kullanılan elektriğin yarısından fazlasının motorlara güç sağlamak için kullanıldığını ve ABD endüstrisinin ülkenin sera gazı emisyonlarının neredeyse %25'inden sorumlu olduğunu gösteriyor.
Eğilim küresel olarak da oynuyor. Uluslararası Enerji Ajansı'na (IEA) göre, elektrik motorları ve sistemleri, küresel elektrik tüketiminin %40'ından fazlasını oluşturuyor. Elektrik motorlarının ve sistemlerinin kullanımının artmaya devam etmesi bekleniyor. Bu, salınan zararlı emisyonların sayısını artıracaktır.
Düzenleyici Odak
Motorlar, düzenleyicilerden daha fazla ilgi görüyor ve bunun sonucunda pompa üreticileri etkilenecek. Avrupa Birliği'nin yeni Ecodesign Yönetmeliği 2019/1781, düşük voltajlı asenkron motorlar ve değişken hızlı sürücüler (VSD) için 1 Temmuz 2021'de yürürlüğe girdi ve IE3 premium verimlilik standardını karşılamak için çok çeşitli elektrik motorları gerektiriyor. Düzenleyici değişiklik zorunlu minimum verimlilik seviyelerini yükseltir, kapsanan motor yelpazesini genişletir ve ilk kez VSD'leri içerir.
1 Temmuz 2023'ten itibaren geçerli olmak üzere, bazı motor kategorileri için daha yüksek verimlilik standartlarını zorunlu kılarak, belirli motorlar için temel seviyeyi IE4 süper üstün verimliliğe yükseltir. AB dışında, Brexit sonrası Birleşik Krallık (Birleşik Krallık) aynı düzenlemeyi benimseyecek ve diğer bazı ülkelerin bu ilkeleri izlemesi muhtemeldir. Enerji verimliliği seviyesi, IE1'den (en düşük) IE5'e (en yüksek) kadar IE verimlilik sınıflarında ifade edilir. Mevcut düzenlemeye göre motorlar, nominal güçlerine ve diğer özelliklerine bağlı olarak IE2, IE3 veya IE4 verimlilik seviyesine ulaşmalıdır. Örneğin, nominal çıkışı 0,75 kilowatt (kW) arasında ve 1.000 kW'a eşit veya altında olan üç fazlı motorların Temmuz 2021'e kadar IE3 seviyesine ulaşması gerekiyordu. 75 kW ile 200 kW arasındaki motorların Temmuz 2023'e kadar IE4 seviyesini karşılaması gerekiyor. .
ABD'de, Enerji Bakanlığı (DOE) kısa süre önce, küçük elektrik motorları için değiştirilmiş enerji koruma standartlarını gözden geçiren bir Federal Kayıt öncesi bildirimi yayınladı. Bu, bu tür ekipman için geçerli enerji koruma standartlarının değiştirilip değiştirilmeyeceğini belirlemek içindir. Menkul Kıymetler ve Borsa Komisyonu (SEC) tarafından önerilen ve (SEC web sitesine göre) dahil olmak üzere yatırımcılar tarafından sağlanan kayıt beyanlarında ve yıllık raporlarda iklimle ilgili bilgi gerektiren yeni kural değişikliklerini de unutmayın:
“Tescil ettirenin iklimle ilgili risklerin yönetimi ve ilgili risk yönetim süreçleri
Tescil ettiren tarafından tanımlanan iklimle ilgili risklerin, kısa, orta veya uzun vadede kendini gösterebilecek, işletmesi ve konsolide finansal tabloları üzerinde nasıl önemli bir etkisi olduğu veya olması muhtemeldir.
Belirlenen iklimle ilgili risklerin tescil ettirenin stratejisini, iş modelini ve görünümünü nasıl etkilediği veya etkilemesi muhtemeldir”
Tescil ettirenin sera gazı emisyonlarının açıklanması da gerekli olacaktır ve bu da pompa üreticileri de dahil olmak üzere tedarikçiler üzerinde bu küresel soruna katkılarını azaltmaları için baskı oluşturacaktır.
Ana mesaj şudur: şirketlerin çevresel etkilerini ele almaya hazırlıklı olmaları gerekir. İşletmelerin pompa motorlarını seçerken ilk düşündükleri şey çevre değildir, ancak çevreci olmanın aşağıdakiler de dahil olmak üzere faydaları vardır:
Düzenleyici gereklilikleri karşılayabilen pompa üreticileri, piyasada rekabet avantajına sahip olacaktır.
Daha yeşil motorların kullanıcılara somut faydaları vardır.
Düşük elektrik faturalarından tasarruf önemlidir. Endüstriyel kullanım için elektrik maliyetleri, Ocak 2021'de kWh başına ulusal ortalama 6,9 sentten Ocak 2022'de 7,3 sente neredeyse %6 arttı.
Bu nedenle, enerjiyi daha akıllıca kullanan yeni, daha çevre dostu ve daha verimli sistemlerin maliyetleri ve zararlı emisyonları azaltacağını, bir taşla iki kuş vuracağını düşünmeye değer.
Rekabetçi ve Yeşil
Elektrikli endüstriyel pompa motorlarının kendileri, kullanımdaki sayıları nedeniyle, endüstriyel enerji kullanımında tek başına büyük bir göçük yaratabilir. ABB'nin hesaplamalarına göre, dünya çapında yüksek verimli motor sistemleri benimsenirse elektrik tüketimi beşte bir oranında azaltılabilir. Bu kulağa boş bir hayal gibi gelebilir, ancak motorlardan giderek daha fazlası bekleniyor. Daha yüksek IEC standartları zaten var.
Omdia'ya göre, endüstriyel motorların %75'i, tümü verimlilik iyileştirmeleri için önemli fırsatlara sahip olan pompaları, fanları ve kompresörleri çalıştırıyor. Örneğin, değişken hızlı bir sürücü (VSD), bir pompanın, fanın veya kompresörün mevcut motoruna eklendiğinde güç tüketimini tipik olarak %25 oranında azaltabilir. Ancak, dünyadaki pompa motorlarının dörtte birinden daha azı şu anda bir VSD ile donatılmıştır.
Tek başına su işleme örneğini alın. Pompalama, su işlemede kullanılan enerjinin %85'ine kadarını tüketebilir. ABB'nin 2021 tarihli bir makalesi, VSD'lere ve yüksek verimli motorlara sahip gelişmiş sistemlerin %25 ila %30 arasında enerji tasarrufuyla sonuçlanabileceğini tahmin ediyor. Ve bu tahmin su ve atık su endüstrisini dikkate alsa da, bir pompa motoru için geçerli olanın başka bir durum için geçerli olmayacağına inanmak için hiçbir neden yoktur, çünkü bunlar farklı yerlerde ve işletmelerde kullanılmaktadır.
Verimlilik Hakkında Her Şey
En iyi verimlilik seviyesini ve ilgili enerji tasarrufunu elde etmek için motorları değerlendirirken akılda tutulması gereken üç önemli husus vardır. Birincisi, endüstri eski teknolojiye güvenerek hedeflerine ulaşamaz. Örneğin, asenkron motorlar tipik olarak en iyi ihtimalle %75 verimlidir. Verimlilikleri, bir VSD ile eşleştirilerek artırılabilir, ancak bu gerçekten, güçlendirmenin tek seçenek olduğu durumlara bırakılan en iyi kısmi bir çözümdür. En iyi sonuçlar, %90'ın üzerinde verimlilik elde edebilen senkron sabit mıknatıslı motorlardan (PMM) gelebilir.
İkincisi, motor iyi uyumlu bir VSD ile eşleştirilmelidir. Sistem verimliliğinin, motor verimlilik seviyesinin sürücünün verimlilik oranıyla çarpılmasıyla hesaplandığını unutmayın. Örneğin, %90 verimli bir motor, %90 verimli bir sürücü ile eşleştirilirse, sistem yalnızca %81 verimli olacaktır. Kullanılan enerji miktarı söz konusu olduğunda önemli olan sistem performansıdır ve %90'ın üzerinde verimli sistemlere ulaşılabilir. VSD'lerin bir dizi hız üzerinde çalıştığına dikkat edilmelidir. Bunun iki faydası vardır.
İlk olarak, bir motor sistemi birkaç hız aralığına hitap edebilir ve daha çeşitli bir ürün hattına olan ihtiyacı azaltır. İkincisi, bir kübik güç eğrisini takip ettiği için bir pompanın hızı ve gücü arasındaki ilişkinin dikkate alınması gerekir. Akış hız ile orantılıdır. Sistem %10 daha yavaş çalışırsa %90 akış sağlar.
Ayrıca, tork hızın karesi ile orantılıdır ve güç, hızın küpü ile orantılıdır. Sonuç olarak, pompayı %10 yavaşlatmak, kullanılan gücü tam gücün %73'üne düşürür. Bunun uygulamaya uygun olduğunu varsayarsak daha da fazla tasarruf sağlayabilir.
Son olarak, tasarımın içine dalmak ve motorun daha az malzeme kullanıp kullanmadığını veya bunları daha etkili kullanıp kullanmadığını kontrol etmek karmaşık değildir. Yeni tasarımlar ve mevcut malzemelerin daha iyi kullanımı, pompa endüstrisi için boş bir hayal değil. Daha küçük ancak ölçeklenebilir tasarımlar mümkündür.
İyi tasarlanmış bir sistem daha az malzeme kullanabilir, bu da daha küçük, daha hafif ve uygun maliyetli motorlar ve sürücülerle sonuçlanır. Pompa üreticileri, motor değerlendirmesinde bir sistem yaklaşımı benimseyerek, ürünlerini son kullanıcıların hedeflerini ve yasal gereklilikleri karşılayacak şekilde optimize edebilirler.
Tüketicilerin yeşil tercihleri, satın alma veya üretim kararlarını etkilemek için her zaman yeterli değildir. Bu nedenle, verimliliği artırılmış pompa motorlarının daha az elektrik kullanması ve işletme maliyetlerinden tasarruf sağlaması dikkate alınması gereken bir husustur.
Kehuan, konserve motorlu pompalardan çok daha yüksek verimliliğe sahip IEC motorla donatılmış Manyetik tahrikli pompalar yaptı.
Sürdürülebilirlik ve verimlilik, çokça atılan kelimelerdir. Enerji verimliliği daha yüksek olan elektrikli pompa motorları endüstriyel uygulamalar için uygundur ve doğal çevreyi daha az etkileyebilir. Ölçeklenebilir, daha verimli ve tüketiciler için kullanımı daha kolay seçenekler bulmak, sektörü aynı anda daha çevreci, daha sürdürülebilir ve daha uygulanabilir hale getirmenin yoludur.
https://www.pumpsandsystems.com/