Спасут ли приводы планету?

Официальный поставщик продукции Leroy-Somer

То, что началось как усиление озабоченности в научных сообществах к концу двадцатого века, превратилось в ортодоксальную мудрость, широко распространенную в массовом сознании: изменение климата является одновременно реальным и нуждается в реальном исправлении. Итоги прошлогоднего специального доклада Межправительственная группа изменение климата сильно ударило по средствам массовой информации: если в ближайшем будущем глобальное потепление превысит 1,5 ° C по сравнению с доиндустриальным уровнем хотя бы на полградуса, ожидается значительная засуха и наводнения.

Выбросы углекислого газа в атмосферу, похоже, нужно приручать. И по ряду направлений электроэнергетика, по-видимому, открывает путь вперед. То экологизация транспорта, например, (в конечном счете заменяя двигатель внутреннего сгорания полностью электрическими системами) или системы отопления (переход от топливных горелок к электрическим тепловым насосам) позволил бы избавиться от двух основных источников загрязнения воздуха на планете.

Однако проблема с электроэнергией заключается в том, что ее производство по-прежнему является относительно грязным процессом. Промышленные предприятия, сжигая уголь, нефть и газ, не только выбрасывают в атмосферу больше углерода, чем почти в любом другом секторе, но и сохраняют в бизнесе ископаемое топливо промышленность, которая посредством добычи полезных ископаемых, бурения и гидроразрыва пласта дополнительно сокращает, фрагментирует и отравляет мировые экосистемы.

В этих обстоятельствах любое значительное увеличение его производства может подорвать репутацию электроэнергии, которая в остальном является «зеленой».

Вот тут-то и пригодятся приводы. Делая двигательные системы более эффективными, они снижают общее количество потребляемой электроэнергии. Они максимизируют полезность энергии и борются с ее растратой. Для электрического тока приводы — это то же самое, что переработка отходов для бумаги или даже то, что каршеринг для транспортных средств: они получают больше из меньшего.

Переменная скорость приводы подбирают энергию для работы: они изменяют ток, поступающий в двигатель, таким образом, чтобы он не превышал требований нагрузки. Без них скорость двигателя приходится уменьшать механически – с помощью шестеренок или амортизаторов – под давлением ненужной мощности. А с VSD ток усиливается мягко, а не принимается внезапно, в порыве. Таким образом, в этих системах не только тратится гораздо меньше электроэнергии, но и механизмы систем подвергаются меньшей нагрузке и имеют более длительный срок службы.

То интеллект более того, для многих VSD подача энергии осуществляется динамически – в ответ на текущую производительность процесса – с помощью механизмов обратной связи с замкнутым контуром; чаще всего pid (пропорционально-интегрально-производная) контроллеры.

Для таких применений, как вентиляторы и насосы, где крутящий момент пропорционален квадрату скорости, а мощность — скорости в кубе, экономия энергии может быть действительно значительным: вентилятор, работающий на половинной скорости, потребляет только одну восьмую мощности, используемой на полной скорости.

И вместо того, чтобы тратиться впустую из-за рассеивания тепла, любой избыток энергии возвращаемый двигателем при его замедлении, также может быть сохранен. Часто это достигается за счет циркуляции энергии между приводами по общей системе шин постоянного тока – один привод, которому требуется энергия, получает ее от другого, который регенерирующий оно. Альтернативно (или дополнительно), двунаправленный поток энергии может быть включен для отдельных приводов с помощью встроенных регенеративных модулей.

Общий экономия энергии достигнутые с помощью систем, основанных на приводе, являются значительными. И – поскольку энергия дорогая – они принесли желанный рентабельность предприятиям, которые вводят их в эксплуатацию при модернизации своих операций. В таких случаях нередко приходится слышать о счетах за электричество сокращено примерно на 75%.

Конечно, накопители такого типа используются не везде. Диапазон применения – насосы, вентиляторы, компрессоры, конвейеры – широк, но ограничен. Тем не менее, есть некоторые области, такие как сектор зданий (с его различными системами отопления и охлаждения), где их актуальность высока. И, здесь один, повышенная энергоэффективность (рассматриваемый в сочетании с улучшенной практикой изоляции), как полагают, потенциально может привести к снижению глобального спроса на энергию в течение следующих десятилетий, несмотря на то, что общая площадь застроенных помещений продолжает расти.

Но есть, конечно, гораздо более радикальный способ очистки электроэнергии. Развитие возобновляемых источников энергии, в частности солнечной и ветровой энергии, в качестве жизнеспособных поставщиков основного тока обещает полностью разорвать связь между электричеством и ископаемым топливом.

Это еще одна область прогресса, в которой приводы способствуют экологизации энергетики. Специально сконфигурированные приводные системы были неотъемлемой частью дизайна ряда новаторских проекты в области возобновляемых источников энергии, в том числе ветряные и волновые турбины; а также к чрезвычайно важному подключению этих новых производственных площадок к национальной энергосистеме (даже по мере того, как сама энергосистема становится более разнообразной и распределенной).

Спасение планеты раньше сводилось к простому энергосбережению. Эта картина меняется. В настоящее время – благодаря, с одной стороны, более высокому уровню эффективности в электрическое оборудование, а с другой — к возросшему проникновению возобновляемых источников энергии в смесь поставок – значительно измененная взаимосвязь между потребляемыми киловатт-часами и выбросами парниковых газов.

Фактически, с появлением большего числа технологий с электрическим приводом, заменяющих их аналоги, работающие на топливе, чем когда-либо прежде, только в промышленном секторе можно думать об индукционном или технологии инфракрасного нагрева вытеснение заводских печей – в некоторых случаях теперь даже возможно приравнять рост потребления электроэнергии к снижению выбросов углекислого газа.

Приводы сыграли немалую роль в этом морском изменении. И они сделали это в рамках более широкого инженерного движения (широко говоря, автоматизированных систем), которое ценит долгосрочную эффективность, а не краткосрочную. Если двигатели не могут спасти планету сами по себе, они являются признаком разумного использования ресурсов, которое может это сделать.