工业领域可以通过使用变频器和高效电机节省大量的能源。在欧洲,对于应用高效电机的鼓励政策已经带来了可观的能源节约成果,实际上,我们还可以做到更多,比如通过使用变频器收到更大的节能效果。降低能耗可直接理解为减少二氧化碳气体排放量。 为了应对全球气候变暖的威胁,同时作为对《京都议定书》(该议定书已得到各欧盟成员国的认可)的响应,电机驱动系统的节能潜力在过去几年中已成为众多研究机构所关注的重要课题。预计到2015年,整个欧洲的电能消耗将达到1320太千瓦时,电力驱动系统的电能消耗量也将达到707太千瓦时,这是迄今为止最大的用户群体。 到2015年,欧洲能源节约的潜力将会达到每年90太千瓦时,这相当于减少了约3600万吨的二氧化碳气体排放量。而实现这一目标将取决于两种技术的应用情况。使用高效电机替换原有标准电机可节约35太千瓦时,使用变频器可节约56台千瓦时。 高效电机 - 利用民间协议推动其市场占有量 在过去几年中,欧盟与欧洲电机与电力电子制造商协会(CEMEP)颁布了一项民间协议,旨在减少低效电机EFF3市场占有量的同时,促进更高效电机EFF2和EFF1的销售。从1998年至2004年,EFF2电机的年销售额从29%增长到86%,同期EFF3电机的比例从68%下跌到9%。其结果是每年节省了大约7太千瓦时的能源。 变频器带来更显著的节能成果 使用变频器带来的节能潜力显然高于高效电机。这主要是由于当驱动系统运转时,只需主电源产生系统运转所需的能量,而不需要有任何额外的能量来驱动各类控制机械。变频驱动所带来的节能效果在风机和泵类应用中的表现最为显著,在此类应用中,流量与风机或泵的速度成比例,而其所需能量与速度的三次方成比例。这就意味着,即使是很小的速度降低也会带来巨大的能源节约。 驱动系统的容量应按照其最大负荷设计。举例来说,在泵系统环境下,即使所有的人都在同时用水也必须保持一定的压力。实际上这种最高负载的发生极为罕见,随后系统将会将流量节流到实际需要。使用变频器来控制这一过程,明显降低了在部分负载时的能耗。如果加工过程需要最高负载90%的负荷,能源需求就会降至73%,这是非常大的缩减量,当然这种情况也比较少见。 类似但少一些的能源节约可能产生在其他类型的负载上。比方说压缩机,能量的需求随着速度直线下降,因此90%的负载意味着90%的能耗。优化工艺过程同样能够带来可观的节能潜力,举例说,冷却需求可通过控制加工过程中的物料流量来降低。 在更小的独立的系统,如在船舶和钻井平台上,变频器的使用节约了可观的初级能源,比如说柴油推进系统。由于变频器只利用有功功率,发电机不再需要产出无功功率,这意味着可有效降低其负荷。使用变频器替代液压控制系统可以减小10%的燃料消耗。 更低的能源消耗,更少的二氧化碳气体排放 能源的节约通过整个分布链成倍递增,更少的能源用量意味着输配电中更低的损耗,换言之就是使电厂的负荷不会过重。这些能源的节约直接意味着更少的二氧化碳气体排放,在欧洲,每产生一千瓦时的电量就会产生400克的二氧化碳,在美国,因为有大量的火电厂,因此,每产生一千瓦时的电量会产生700克的二氧化碳。从长远看,汽车每跑1000公里就会释放出100- 250克的二氧化碳。 工业及市政工程部门拥有真正的节能潜力。可以看出,大量的电能是由电机在各种应用中消耗的,因此值得我们通过安装配置变频器的高效电机来实现电机系统的优化。