بخشی از مقاله
چکیده
دراین مقاله بطور خلاصه به اهمیت صرفه جوئی انرژی و تاسیسات آب و فاضلاب در بخشهای مختلف اشاره کردیم و خاطر نشان کردیم که این موضوع از دو جنبه اقتصادی و زیست محیطی اهمیت دارد باید اضافه نمود که بهینه سازی مصرف انرژی بخشی از سیاستهای دولتی در کشور پیشرفته ای نیز می باشد در ایران نیز دولت بتدریج موضوع علاقه مند شده و اطلاعاتی نیز درحال انجام می باشد.
اشاره شد که در ارتباط با صرفه جویی انرژی، موتورهای الکتریکی می تواند یک هدف بسیار مهم باشد برتریهای فنی موتورهای با راندمان بالا نسبت به سایر موتورها موجب شده است که کشورهای پیشرفته تولید موتورهای معمولی را طبق یک جدول زمانی متوقف سازد.
توصیه شد که این کارخانجات می توانند با بکارگیری اقدامات ساده بسیار کم هزینه می توانند صرفه جوئی قابل توجهی درمصرف انرژی بدست آورند. در ادامه مقاله از کنترل کننده های دور موتور بعنوان دستگاههای فوق العاده موثر در کاهش انرژی معرفی بسیاری از تجهیزات مراکز صنعتی یاد کردیم. و نشان دادیم که در کاربردهای فنی نظیر فن و پمپ استفاده از درایورها می تواند تا 50 درصد از کاهش مصرف انرژی موثر باشد ضمناً به یک نمونه عملی با نتایج عالی در منابع مطرح شد به امید روزی که کارخانجات و مراکز صنعتی کشورمان با رعایت این نکات مسئولیت اجتماعی خور را در قبال محیط زیست ایفا شده و بکارگیری این اصول نسبت به رقبای خود برتری اقتصادی بدست آورند.
-1مقدمه
امروزه بشر با توجه به علم و آگاهی، تلاش می کند از هزینه های سنگین درساخت نیروگاهها و سدها برای تولید انرژی، جلوگیری نموده و با تغییرات در سیستم ها استفاده بهینه از انرژی را داشته باشد
بحث انرژی از دو دیدگاه اقتصادی وزیست محیطی حائز اهمیت است. بهینه سازی مصرف انرژی به این معنی است که بتوان با استفاده از تغییرات در تجهیزات با مدیریت بهترهمان کار را ولی با مصرف انرژی کمتر انجام بدهیم، صرفه جویی انرژی می تواند با استفاده از تجهیزات بهتر نظیر عایق بندی مطلوب وافزایش راندمان سیستم های حرارتی وبازیابی تلفات حرارتی به دست آید از طرف دیگر اعمال مدیریت انرژی به منظوردرک سیستمهای موجود و طریقه استفاده از آنها می تواند درکاهش مصرف انرژی نقش مهمی داشته باشد
درسیاست گذاری انرژی بایدسازمانها رویگرد سیستمی داشته باشد به طور مثال در بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی هدف تنها کاهش هزینه های انرژی یک یا چند الکتروموتور مشخص نیست بلکه آثار اقدامات مورد نظر روی سایر سیستم ها نیز به دقت مورد توجه قرار گیرد. در اغلب بخش های صنعتی انزژی الکتریکی مهمترین منبع انرژی صنعت به شمار می رود
از آنجا که موتورهای الکتریکی، مصرف کننده اصلی انرژی الکتریکی در تاسیسات صنعتی می باشد. لذا بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی موضوع مقاله است از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود برای درک اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی به این مورد اشاره می کنیم که اگر راندمان موتوهای الکتریکی القایی موجود در اروپا تنها به میزان %1 افزایش یابد هزینه مصرف انرژی الکتریکی به میزان 1/6 میلیارد دلار درسال کاهش خواهد یافت.
آمار منتشر شده ازسوی وزارت نیرو نشان می دهد درسال 1373، %38/5 از کل ا نرژی الکتریکی مصرف شده در ایران توسط موتورهای الکتریکی بوده است. البته این میزان در کشورهای صنعتی تا %65 می رسد و شاخص خوبی برای نشان دادن سطح صنعتی شدن یک کشور می باشد.
اهداف بهینه سازی مصرف انرژی را می توان به صورت زیر بیان نمود:
1. استفاده منطقی از انرژی
2. حفظ منابع انرژی
3. اصلاح میزان مصرف انرژی دربخش های مصرف کننده انرژی
4. اصلاح وضعیت موجود
می توان اقدامات مختلفی برای صرفه جویی انرژی در الکتروموتورهای صنعتی به عمل آورد.
در حالت کلی این اقدامات به دو دسته تقسیم می شود.
✓ اقدامات مربوط به طراحی موتور
✓ اقدامات مربوط به بهره برداری از موتورها
✓ اقدامات مربوطه به بهره برداری از موتورها را نیز می توان به دو دسته تقسیم نمود.
✓ اقدامات روی موتور، نظیر تهویه روغنکاری و بار گذاری
استفاده از کنترل کننده دور موتور
-2مواد و روش ها
در این مقاله نخست روشهای بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی را مورد بحث قرار می دهیم پس کاربرد درایوها در کنترل هر موتور الکتریکی و تاثیری که آنها می تواند درصرفه جویی مصرف انرژی بگذارد مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
-2-1 مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی: درسالهای اخیر بهینه سازی مصرف انرژی درمنابع بدلایل اقتصادی وزیست محیطی اهمیت بیشتری یافته و موجب شده است که اقدامات عملی گسترده ای دراین زمینه بعمل آید.
علی رغم اینکه یکی از بزرگترین مصرف کنندگان انرژی الکتریکی دربخش صنعت موتورهای الکتریکی می باشند، لیکن درزمینه افزایش بازدهی مبدلهای انرژی الکتریکی به مکانیکی مستقر درمنابع اقدامات عملی چندانی بعمل نیامده است. بدیهی است که افزایش بازدهی محرک های صنعتی نه تنها از نظر اقتصادی مورد توجه استفاده کنندگان می باشند بلکه در برنامه ریزی انرژی درسطح ملی نیز حائز اهمیت است
مطالعات انجام شده در صنایع ایران حکایت از وضیعت نابسامان انتخاب و بهره برداری از موتورهای الکتریکی دارد. براساس این تحقیقات اغلب موتورها بزرگتر از میزان نیاز انتخاب شده و در شرایط بدی نگهداشت می شوند. استفاده از موتورهای با راندمان بالا در ایران رایج نبوده و گزارش موثری از استفاده از درایو جهت صرفه جویی انرژی در دست نیست. کاربردهای صنعتی بسیاری می توان یافت که موتورها در بازدهی بسیار پایین تر از مقدار حداکثر قرار دارند. به عنوان مثال در یکی از کارخانجات صنعتی کشورمان در یک مورد، متوسط توان مصرفی دریک موتور القائی سه فاز صنعتی تنها %28 توان نامی اندازه گیری شده است. بدیهی است
پایین بردن توان خروجی. تا این حد تاثیرات منفی قابل توجهی بر بازدهی و ضریب توان موتور خواهد داشت.
از سوی دیگر دولت نیز توانسته است در ترویج فرهنگ استفاده بهینه از انرژی الکتریکی توفیقات خوبی داشته باشد به عنوان مثال وزارت نیرو در سازمانهای وابسته به آن که شخصاً در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی درسطح کلان عمل می کند هنوز در ارتباط با کاهش مصرف داخلی نیروگاها اقدام موثری بعمل نیاورده است در حالیکه پتانسیل صرفه جویی انرژی الکتریکی زیادی در نیروگاهها وجود دارد
درایران موانعی که سرراه بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی موجود دارد را می توان بصورت زیر دسته بندی نمود.
- عدم آگاهی کافی مدیران صنایع از روشهای صرفه جوئی انرژی الکتریکی.[1]
- ضعف دانش فنی مهندسین مرتبط با بهینه سازی مصرف انرژی
- نگرانی از ضریب اطمینان درایو و آثار منفی آن روی شبکه و موتور
- نداشتن یک رویکرد سیستمی در استفاده از موتورهای با راندمان بالا.[1]
-2-2 انتخاب موتور مناسب: موتورهای القائی سه فاز و یک فاز به دلیل تنوع مصرف در کاربردهای زیادی مورد استفاده قرار می گیرند. مشخصه های بار مکانیکی ناشی از کاربرد و مورد مصرف می باشد. بدیهی است موتور درصورتی می تواند بار مکانیکی متصل به آن را تامین کند که مشخصه عملکردی موتور منطبق بر مشخصه بار مکانیکی باشد
-2-3 صرفه جوئی انرژی درتاسیسات آب و فاضلاب
درایوهای AC که در سیستم تصفیه فاضلاب شهر گرد مز سوئد با استفاده از درایو 40/5% صرفه جوئی انرژی بدست آمده است. این درحالی است که درسیستم فوق و با استفاده از درایو مصرف مواد شیمیایی نیز 53% کاهش پیدا کرده است. راه حلهای جامعی در تاسیسات آب و فاضلاب وجود دارد. این راه حلها شامل طراحی این تاسیسات، انتخاب درایو و محاسبات صرفه جویی انرژی می شود.
-2-4 کمپروسورها
شرکت اطلس کوپکر موفق شده است با استفاده از درایو مصرف انرژی کمپروسورهای تولید خود را به میزان %35 کههش دهد. درکنار این دستاورد که مهم اطلس کرپکو توانسته است با استفاده از درایو فشار کمپروسور را با دقت و پایداری بیشتر کنترل کند، جریان راه اندازی را محدود نماید و ضریب قدرت را به بیش از %95 برساند بدین ترییب این کمپروسورها نیازی به خازنهای اصلاح ضریب قدرت ندارند. از سال 1994 به بعد که اطلس کرپکو این کمپروسورها را مصرفی کرده است توانسته است بازار کمپروسورهای دنیا را متحیر کند این رویکرد سیستمی در طراحی وارائه محصول با کیفیت، نمونه خوبی از افزایش مزیت رقابتی یک بنگاه اقتصادی می باشد.
-2-5 قابلیتهای کنترل کننده های دور موتور مدرن
درایوهای مدرن امروزی براساس تکنولوژی مدولار ساخته می شوند. ای امر هم در قسمتهای سخت افزاری وهم در قسمتهای نرم افزاری درایو رعایت می شود ساختار مدولار قابلیت برآورده سازی بسیاری از نیازهای مشتری را دارد. اغلب این درایوها از تکنولوژی کنترل برداری بهره می گیرند. این روش کنترل امکان کنترل موتور را با دقت و دینامیک زیاد فراهم میاورد بطوریکه این درایوها اینک قادرند درست نظیر درایوهای DC رفتار نمایند.
آنها را می توان در کاربردهای کنترل سرعت ویا کنترل گشتاور بسهولت مورد استفاده قرار داد. بطوریکه سادگی و استحکام موتورهای القائی در کنار این درایوها مجموعه ای مطمئن و کار از آنها می سازد. هرچند که این درایوها از تکنولوژی الکترونیک قدرت پیچیده استفاده می کنند اما بدلیل استاتیک بودنشان هزینه های نگهداشت زیادی به صنعت تحمیل نمی کنند. درایوهای مدرن قادرند بطور اتوماتیک فلوی مغناطیسی در موتور را در سطح بهینه آن نگهدارند این ویژگی در جاهائی که با موتور کم است منجر به صرفه جوئی انرژی خواهد شد
درایوهای مدرن امروزه در کاربرد فیدبک دسر و نیز بسهولت بکار گرفته می شوند. ساختار مودلار آنها بگونه ای است که می توان متناسب با کاربرد از کارتهای اختیاری استفاده نمود. این کارتها امکان تطبیق درایو با کاربرد مشتری را فراهم می آورند. در کنار این مقدورات سخت افزاری باید به برنامه های نرم افزاری متعددی نیز اشاره نمود که معمولا توسط سازندگان داریو برای نیازهای مختلف صنعتی ارائه می شود.
استفاده از این برنامه های کاربردهای بسیار ساده و ساده بوده و کاربر می تواند برنامه دلخواه خود را در انتخاب و در داخل درایو قرار دهد. درایوهای امروزی می توانند بسیاری از فیلر پالسهای موجود را پشتیبانی نمی کنند. امروزه پروفی پاس به عنوان یک فیلر باس باز . - open - در بسیاری از کاربردهای صنعتی متداول شده است. سازندگان درایو با استفاده از پروفایل Profi Drive سهولت سازگاری خود را با پروفی باس برقرار می سازند.
