Sistema motorizzato (MDS)

Potenziale di risparmio energetico dei motori industriali: 5 centrali nucleari!

03 febbraio 2016 da Levis Gandeu

Cosa si dice del potenziale di risparmio energetico dei VSD (azionamento a velocità variabile) nell'industria?

  • La sostituzione dei motori convenzionali con quelli a velocità variabile permetterebbe di risparmiare circa il 41% dell'energia utilizzata nell'industria.(fonte)
  • Ilpotenziale di risparmio energetico per i sistemi a motore nell'Unione Europea è stimato in 50 miliardi di kWh/anno - con la sola Germania in grado di risparmiare 10 miliardi di kWh/anno(fonte)
  • Nel 2015 il potenziale di risparmio energetico utilizzando VSD ammonterebbe a 71 TWh in tutti i settori industriali.(fonte)

Vedremo cosa succederà nel prossimo futuro se hanno avuto ragione.

Oltre alla macroprospettiva, diamo un'occhiata più da vicino al lato tecnico ed economico. Ciò che rimane vero è che il VSD sarà ampiamente implementato solo se è tecnicamente sensato ed economicamente fattibile!

Dove VSD può essere implementato nell'industria...- quasi ovunque!

Nell'industria, c'è una quantità significativa di macchine rotanti di vari tipi come i motori elettrici da una parte, e dall'altra parte i carichi che sono pompe, ventilatori, compressori... che sono accoppiati al motore per formare un sistema rotante. Un fattore comune in queste macchine è che sono per lo più progettate per la rotazione a velocità costante e quindi forniscono un output costante. Così ruotano al 100% della velocità per una breve durata.

Questo significa che per la maggior parte del tempo non utilizzano efficacemente l'energia. E - "effetto collaterale" - questo spreco di energia aumenta le emissioni di carbonio. Questo ha portato all'idea di utilizzare processi di macchine a velocità variabile con motori VSD.

Molti degli operatori del settore sono tutti d'accordo sul fatto che VSD ha molti vantaggi. Ed è vero.

Infatti,...

  • Il consumo dei motori elettrici rappresenta fino al 75 per cento del consumo energetico totale dell'impianto
  • Inoltre, due terzi delle attrezzature motorizzate devono lavorare a velocità variabile, per esempio pompe, ventilatori, compressori.

I sistemi VSD non solo possono far risparmiare dal 15% al 40% di energia, ma anche prolungare la vita delle apparecchiature grazie alla loro funzione di avvio/arresto graduale.

Come funziona?

Fondamentalmente, i sistemi VSD consistono di tre componenti di base: il motore elettrico, il convertitore di potenza e il sistema di controllo.

  1. Il motore elettrico è collegato direttamente o indirettamente al carico
  2. Il convertitore di potenza controlla il flusso di potenza di un'alimentazione AC (spesso tramite un trasformatore di alimentazione) al motore tramite
  3. Controllo appropriato degli interruttori a semiconduttore di potenza che fanno parte del convertitore di potenza.

I VSD sono anche conosciuti come VFD, ASD... che sono in qualche modo simili nel principio di funzionamento.

E il lato economico dei VSD?

C'è sempre una storia caso per caso. Ma la storia dietro è semplice come mostra questo esempio:

  • considerando un sistema di azionamento a 12 impulsi/200Hp con un valore totale di 51.000 $ con 20.000 $ per il motore a velocità costante da 200 Hp e 31.000 per il costo del sistema ASD.
  • Il sistema ASD installato farebbe risparmiare un costo energetico di 17.590 $ all'anno.

Anche se questa è solo un'indicazione, mostra che è possibile avere un ritorno dopo 15 mesi assumendo un costo totale netto di installazione di 21.210 $ come esempio.

E ci sono altri aspetti positivi:

  • il potenziale di estendere la vita dell'attrezzatura e
  • la riduzione dei gas a effetto serra.

Conclusione

I VSD sono strumenti chiave per un'industria fortemente motorizzata e automatizzata. Offrono molteplici vantaggi che vanno da un costo totale di proprietà più basso attraverso la riduzione dei costi energetici, una durata di vita più lunga e una riduzione dei gas a effetto serra.

E c'è ancora un enorme potenziale!

Ancora, molte domande rimangono senza risposta...

  • Qual è il piano temporale?
  • Quanto tempo ci vorrà per sfruttare appieno il potenziale di risparmio energetico dei VSD?
  • Qual è l'impatto degli "investimenti bloccati"=esecuzione di motori NON VSD sul posto?
  • Qual è il tasso di sostituzione annuale dei motori elettrici nell'industria e questo tasso può essere accelerato?

Abbastanza domande per un post successivo sui motori elettrici - rimanete sintonizzati.


Di Levis Gandeu

Gandeu

Levis Gandeu è analista funzionale presso Wordline Global e scrive per l'EEIP in qualità di esperto tecnico.