Energie-efficiëntie en elektromotoren. Verminder uw operationele kosten en verlaag uw uitstoot

Transcriptie

1 Energie-efficiëntie en elektromotoren Verminder uw operationele kosten en verlaag uw uitstoot 1

2 DE ENERGIE-UITDAGING De energie die wij gebruiken, heeft haar prijs. Een prijs die niet alleen wordt betaald in harde valuta, maar die ook ten laste gaat van het milieu. Broeikasgassen dragen aanzienlijk bij aan de klimaatverandering, en de energieproductie is verantwoordelijk voor twee derde van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen.* De vraag naar elektriciteit zal naar verwachting tot 2030 met meer dan 40% toenemen.* Hoewel wordt verwacht dat de uitstoot gelijk zal blijven*, is dit veel te hoog om te voldoen aan de klimaatafspraken die meer dan 150 landen tijdens de COP21-conferentie in Parijs in 2015 hebben gemaakt. 300 Historical Projected Electricity demand Omdat nieuwe technologieën langzaam ontstaan, beweren deskundigen dat de overeengekomen uitstoot van broeikasgassen voor deze eeuw reeds kort na 2030 zal zijn bereikt. Index (1990 = 100) Power sector CO2 emissions De International Energy Agency (IEA) heeft een 'overbruggingsstrategie' opgesteld om deze vroegtijdige piek in de uitstoot van broeikasgassen te voorkomen. Een belangrijk deel van deze strategie is het verbeteren van de energie-efficiëntie in de industrie. * Bron: IEA,

3 ACT CHECK PLAN DO ENERGIE-EFFICIËNTIE EN ISO De Internationale Organisatie voor Standaardisatie heeft de vrijwillige norm voor energiebeheer ISO ontwikkeld om energie-efficiëntie in de industrie te verbeteren. Deze is vergelijkbaar met de norm ISO 9001 voor kwaliteitsbeheer. De norm is gebaseerd op de bewezen PLAN DO CHECK ACT-cyclus (PDCA-cyclus; plan, doe, controleer, handel) om de industriële energieefficiëntie op een structurele manier te verbeteren. Energiebeheer volgens ISO in een notendop: Plan: Voer energiebeoordelingen uit, leg basisrichtlijnen en indicatoren voor energieprestaties vast, formuleer doelstellingen en streefcijfers, stel actieplannen op. Doe: Controleer: Handel: Voordelen: Breng plannen voor energiebeheer ten uitvoer. Bewaak en meet processen afgezet tegen energiebeleid en doelstellingen. Rapporteer resultaten. Neem acties om continu de energieprestaties te verbeteren. Bespaar geld op energie. Voorkom hoge boetes vanwege de CO2-uitstoot. Houd de klimaatverandering onder controle. 4 5

4 Motors Light Electronics Electrolysis Heat Standby ELEKTROMOTOREN Elektriciteit is een belangrijke energiebron voor de industrie, en elektromotoren verbruiken wereldwijd twee derde daarvan*. Elektromotoren staan daarom hoog op de lijst van energiebesparingsmogelijkheden. Er kunnen nog jarenlang oude, inefficiënte motorsystemen bestaan. Nieuwe systemen kunnen op papier efficiënt lijken, maar draaien mogelijk niet onder optimale omstandigheden en verspillen energie. Door systematisch en regelmatig het rendement van uw elektromotoren te controleren, kunnen de basisrichtlijnen en indicatoren voor energieprestaties worden vastgelegd die worden vereist voor ISO U kunt tevens energie besparen en dure onderhouds- en reparatiekosten verminderen. En u minimaliseert procesonderbrekingen. Drie belangrijke factoren die van invloed zijn op het motorrendement: MOTORRENDEMENTSKLASSE MOTORBELASTING TERUGREGELEN VAN DE MOTOR * Bron: IEA,

5 20-year life-cycle cost Energy costs 90 % Downtime costs 5 % Rebuild 4 % MOTORRENDEMENTSKLASSE Op het typeplaatje van de meeste elektromotoren staat een rendementsgetal vermeld. Dit getal geeft aan hoe goed de motor elektrische in mechanische energie zou moeten omzetten. Motoren zijn er in verschillende rendementsklassen, afhankelijk van hun constructie. Hoe hoger de klasse, hoe beter het rendement, en hoe minder energie nodig is voor de taak. Verschillende regio's hebben verschillende namen voor deze rendementsklassen. Twee veelgebruikte classificatiesystemen zijn: IEC: IE1/IE2/IE3/IE4 NEMA: Standaard/Hoog/Premium/Super Premium Het vervangen van een motor van een lagere rendementsklasse door een motor van een hogere klasse, vereist een investering. Maar omdat de initiële kapitaalkosten slechts ongeveer 1% van de totale kosten gedurende een levensduur van 20 jaar van een motor bedragen (de energie bedraagt 90%)*, loont het om te investeren in energie-efficiënte motoren. * Bron: Toshiba Initial cost 1 % Total life-cycle cost as percentage of the net present value 8 9

6 MOTORBELASTING Motorbelasting betekent hoe goed de opgegeven capaciteit van de motor en de mechanische belasting op elkaar zijn afgestemd. Er zijn drie fundamentele belastingssituaties: OVERBELASTING De motor is te klein voor de uit te voeren taak. De motor raakt oververhit, heeft een kortere levensduur en kan regelmatig defect raken. Hij verliest energie in de vorm van warmte die vrijkomt bij een lage energie-efficiëntie. ONDERBELASTING De motor is te groot voor de uit te voeren taak. Hij draait met een fractie van zijn gespecificeerde vermogen en neemt buitensporig veel en ineffectief stroom af. Omdat deze stroom geen bruikbare energie levert, is het rendement laag. Energiebedrijven kunnen boetes opleggen voor deze buitensporige en ineffectieve stroom. NOMINALE BELASTING De capaciteit van de motor en de mechanische belasting zijn goed op elkaar afgestemd. De motor draait met het nominale gespecificeerde vermogen en gebruikt de energie voor de uit te voeren taak zo efficiënt mogelijk. Dit is de gewenste belastingssituatie

7 TERUGREGELEN VAN DE MOTOR Terugregelen van de motor betekent dat de motor vanwege de slechte kwaliteit van de elektrische voeding moet worden gebruikt met minder dan het gespecificeerde vermogen. De terugregeling verlaagt de energie-efficiëntie van de motor. Als de motor niet wordt teruggeregeld, kan dit leiden tot vroegtijdige defecten en een kortere levensduur. Er zijn vier belangrijke redenen voor terugregeling: SPANNINGSONBALANS De drie fasen van de voedingsspanning hebben niet dezelfde waarden. Dit leidt tot mechanische belasting en een lager rendement van de motor SPANNINGSHARMONISCHEN In de voedingsspanning zijn andere frequenties dan de grondfrequentie van 50/60 Hz aanwezig. Dit leidt tot tegenkoppels en warmteverliezen in de motor, waardoor het motorrendement lager wordt. OVER-/ONDERSPANNING De voedingsspanning is te hoog of te laag ten opzichte van de gespecificeerde motorspanning. Beide situaties leiden tot een lager motorrendement. HOGE TEMPERATUUR Een hoge motortemperatuur heeft een negatief effect op het prestatievermogen van de motor

8 MOTORRENDEMENT CONTROLEREN Om het motorrendement te controleren, zijn twee stappen nodig: kijk eerst naar het typeplaatje van de motor en gebruik daarna een praktisch instrument om het motorrendement te meten. TYPEPLAATJE VAN DE MOTOR Op het typeplaatje van de motor staan mogelijk de rendementsklasse en het gespecificeerde rendement vermeld. Deze gegevens worden bepaald onder laboratoriumomstandigheden, maar het werkelijke motorrendement kan enorm verschillen in reële bedrijfsomstandigheden. MEETINSTRUMENT VOOR MOTORRENDEMENT Een meetinstrument voor het motorrendement meet het werkelijke rendement waarmee de motor elektrische energie omzet in mechanische energie. Het instrument meet ook de factoren die het rendement beïnvloeden. Hierdoor zijn corrigerende maatregelen mogelijk wanneer het rendement lager is dan de streefcijfers volgens ISO Een praktisch instrument heeft alleen elektrische aansluitingen op de motor nodig en kan worden gebruikt zonder het lopende proces van de motor te onderbreken. De Fluke 438-II Motor Analyzer voldoet aan deze eisen en biedt veel extra functies voor motorrendementsanalyse

9 MOTORRENDEMENTSSCHERM De linker pagina toont het motorrendementsscherm van de Fluke 438-II Motor Analyzer. Het werkelijke motorrendement kan direct worden afgelezen en kan worden geregistreerd in de loop van de tijd. TERUGREGELINGSSCHERM De werkelijke motorbelasting en de terugregeling volgens NEMA MG kunnen van het terugregelingsscherm worden afgelezen. Het terugregelingsscherm toont of de motor efficiënt en binnen de bedrijfsgrenzen wordt gebruikt om de levensduur van de motor te maximaliseren

10 SAMENVATTING OVER ENERGIE- EFFICIËNTIE De energie-efficiëntie in de industrie moet worden verbeterd om te voorkomen dat de overeengekomen grenswaarden voor de uitstoot van broeikasgassen te vroeg worden bereikt. ISO biedt een beheersysteem voor structurele energiebesparing in de industrie. Elektrische energie is een belangrijke industriële energiebron. Elektromotoren verbruiken twee derde van deze bron. Elektromotoren zijn vaak minder efficiënt dan blijkt uit hun specificaties. Door het motorrendement te controleren en de bedrijfsomstandigheden te optimaliseren, kunnen er aanzienlijke energiebesparingen worden gerealiseerd met een beperkte investering. Er wordt geld bespaard op energiekosten en CO2-boetes en tevens helpt het om de klimaatverandering onder controle te krijgen. HET LOONT OM ENERGIE-EFFICIËNT TE ZIJN 18 19

11 Vond u dit interessant? Vraag uw Fluke-vertegenwoordiger om een demonstratie. Fluke. Keeping your world up and running. Fluke Nederland B.V. Postbus BH Eindhoven Tel: (040) Fax: (040) info@fluke.nl Web: Fluke Belgium N.V. Kortrijksesteenweg 1095 B9051 Gent Belgium Tel: Fax: info@fluke.be Web: Fluke Corporation. Alle rechten voorbehouden. Wijzigingen zonder voorafgaande kennisgeving voorbehouden. 10/ a-nl Wijziging van dit document is niet toegestaan zonder schriftelijke toestemming van Fluke Corporation. 20