Úspory energie - (proti)lék na zvyšující se ceny energií

Obzvlášť citlivě je vnímán růst cen elektřiny z důvodu její časté nezaměnitelnosti - elektřina zabezpečuje chod nejrůznějších technických zařízení, výrobních linek, kancelářské techniky a samozřejmě (umělého) osvětlení.

Projděme si, kde všude je dnes možné při uvážlivém projektovém návrhu nového či odborným posouzením stávajícího technického zařízení budovy či výrobního závodu relativně efektivně dosáhnout nemalé úspory energie.

Velká část spotřeby elektřiny se odehrává v aplikacích vyžadujících pro svůj provoz motorový pohon v podobě elektromotoru. Ventilátory, čerpadla, kompresory a různé dopravní, polohovací a transportní systémy lze nalézt v nejrůznějších oblastech průmyslu i nevýrobní sféry (zde jako prostředek zabezpečující požadovaný komfort využívaného prostoru).

U trvaleji běžících aplikací s motorovými pohony (s proběhem několika tisíc hodin ročně), u kterých není potřeba neměnného výkonu, je dnes jednoznačným technicky i ekonomicky prospěšným řešením zavedení frekvenčního řízení otáček. Instalace frekvenčního měniče regulujícího otáčky motoru dle skutečné zátěže (potřeby) přináší významné úspory - příkon motoru totiž roste, respektive klesá, s třetí mocninou rychlosti, respektive počtu otáček. To znamená, že zatímco při jmenovitých otáčkách motoru je zapotřebí 100 % vstupní energie, při poklesu otáček na 75 % je to jen (0,75)³ = 42 % a při 50 % pak dokonce již jen (0,5)³ = 12,5 % (!) původního příkonu.

Frekvenční měnič navíc snižuje mechanické i elektrické namáhání při rozběhu, jelikož eliminuje momentové rázy vznikající při přímém připojením na síť, a při vlastním provozu je zlepšenou regulací šetrný ke všem mechanickým částem, které jsou součástí poháněného zařízení. Snižuje tak celkové opotřebení zařízení a náklady na jeho údržbu, a (tak) prodlužuje jeho životnost a dále zlepšuje ekonomiku jeho provozu.

Energetické úspory lze nicméně dosáhnout i samotnými účinnějšími (elektro)motory. Jen mezi lety 1990 a 2000 se podle výrobců průměrná účinnost elektromotorů zvýšila o 3%. Takovýto rozdíl v účinnosti s ohledem na skutečnost, že u většiny motorů představují provozní náklady (tj. za elektřinu) více než 95 % celkových "life-cycle costs", činí volbu účinnějšího motoru při pořízení či obnově ekonomicky správným rozhodnutím.

Dobrou pomůckou při výběru motoru se stalo zavedení dobrovolného systému energetického štítkování elektromotorů, respektive určitého segmentu v nich (asynchronní, třífázové NN 2- a 4-polové motory s kotvou nakrátko o výkonu 1,1 až 90 kW), který byl na základě dohody mezi Evropskou komisí a asociací CEMEP v Evropské unii od roku 2000 zaveden.

Tento systém štítkování rozděluje uvedené typy motorů do tří tříd (tzv. EFF 1 až 3) dle jejich energetické účinnosti, kterou stanovuje pro chod motoru na plný výkon a 3/4 jmenovitého. Rozdíly mezi třídami sice nejsou relativně velké (u nejmenších motorů uvedeného výkonu činí rozmezí limitů pro EFF3 a EFF1 cca 6 %, u největších se pak blíží 1 % - viz graf níže), nicméně už od proběhu dvou tisíce hodin ročně se vícenáklady na efektivnější EFF1 motor oproti EFF2 motoru vrátí v horizontu několika let (5-10 let dle ceny elektřiny).

Daní za vyšší účinnost motorů jsou však větší rozměry i váha motoru při stejném výkonu (viz srovnání rotoru a statoru motoru třídy EFF1 a EFF2 na obrázku níže). Nicméně dosažitelné úspory energie tuto určitou nevýhodu úsporných motorů více než vynahradí.

Právě tématu úspor energie dosažitelných v motorových pohonech a dalších aplikacích se bude mj. zabývat seminář, organizovaný HK ve spolupráci se společnostmi SEVEn, o.p.s. a ENVIROS, s.r.o., v rámci doprovodného programu výstavy AQUATHERM dne 23. listopadu 2006.

Grafické znázornění limitů energetických tříd EFF1 až EFF3 pro elektromotory podléhající
v EU energetickému štítkování (Zdroj: CEMEP)

Srovnání rozměrů statoru a rotoru elektromotorů energetické třídy EFF1 a EFF2
(Zdroj: S využitím materiálů firmy Siemens)