M/aux Ingeborg
CMS Colombo Express (kuva Hapag-Lloyd)
Windlift I (kuva Bard-Gruppe)
Energiansäästömoottoreiden uudet tuulet
Sami Kujala
VEM motors Finland Oy
25.8.2011
Tiiliholvi
Mistä sähköä tulee?
25% ydinvoimaa
15% vesivoima
12% tuonti
Tuulen osuus vain 0,3%
n. 200 MW
Keskiteho alle
40 MW
Lähde:
VEM motors Finland Oy
2
25.8.2011
Tiiliholvi
Mihin sähkö kuluu?
Metallinjalostus
9%
Muu teollisuus
6%
Asuminen ja
maatalous
28 %
Kemianteollisuus
7%
Muu kulutus
yhteensä 50 %
y
Teollisuus
yhteensä 47 %
Metsäteollisuus
25 %
Häviöt
3%
Lähde:
VEM motors Finland Oy
3
Palvelut ja
rakentaminen
22 %
25.8.2011
Tiiliholvi
Energiansäästömoottoreiden historiaa
1998 aikana alettiin puhua EFF
1998
aikana alettiin puhua EFF‐luokituksesta
luokituksesta
EFF‐luokitus oli rajattu melko pieneksi:
1,1
, – 90 kW
2- ja 4-napaiset
400 V 50 Hz DOL
VEM motors Finland Oy
4
25.8.2011
Tiiliholvi
Vaihto EFF-luokista
EFF luokista IE
IE-luokkiin
luokkiin
Uusi hyötysuhdeluokka
Vanha luokitus
IE1
St d d Efficiency
Standard
Effi i
eff
ff 2
IE2
High Efficiency
eff 1
IE3
Premium Efficiency
IE4
Super Premium
Supe
e u Efficiency
c e cy e
ei määritelty
ää te ty
Napaluvut
Teho kW
Luokat
Jännite/taajuus
j
V/Hz
Suojausluokka
Jarrumoottorit
Vaihdemoottorit
Ex-moottorit
VEM motors Finland Oy
Hinta
100 %
115 - 130 %
140 - 170 %
??
CEMEP-EU sopimus
IEC 60034-30
2
2,4
4
1,1 – 90
eff3, eff2, eff1
400 V / 50 Hz
IP5x
Ei
Ei
Ei
2
2, 4
4, 6
0,75 – 370
IE1, IE2, IE3, IE4
< 1000 V,, 50 ja
j 60 Hz
IP2x, IP4x, IP5x, IP6x
Kyllä
Kyllä
Kyllä
5
25.8.2011
Tiiliholvi
Hyötysuhteen kehitys
100
95
90
85
IE1
IE2
IE3
3
80
PM-moot
75
70
VEM motors Finland Oy
6
25.8.2011
Tiiliholvi
EUP-direktiivin määräpäivät
Komission asetus (EY) Nr. 640/2009, annettu 22.6 2009
direktiivin 2005/32/EY täytäntöönpanosta:
y
p
X
X
X
Vaihe 1:
16.6.2011 alkaen moottoreiden hyötysuhteen vastattava
vähintään (MEPS) hyötysuhdetasoa IE2. KÄYTÖSSÄ
X
IE 1
Vaihe 2:
1 1 2015 alkaen
1.1.2015
lk
moottoreiden
tt id vastattava
t tt
IE3 l k [P
IE3-luokan
[Premiumi
moottorit] vaatimuksia tehoalueella 7,5 kW - 375 kW.
Vaihtoehtona IE2-moottori + taajuusmuuttaja
IE 2
Vaihe 3:
01.01.2017 tehoalue laajenee 0,75 kW - 375 kW.
Vaihtoehtona IE2-moottori
IE2 moottori + taajuusmuuttaja
VEM motors Finland Oy
7
IE 3
25.8.2011
Tiiliholvi
Direktiivi ei koske
Moottoreita, jotka on suunniteltu käytettäväksi kokonaan nesteeseen upotettuna
Tuotteeseen (esim. vaihde, pumppu, tuuletin, kompressori) kiinteästi integroituja moottoreita, joiden hyötysuhdetta ei voida mitata erillisenä yksikkönä
Moottoreita, jotka on erityisesti suunniteltu seuraaviin olosuhteisiin: asennuskorkeus yli 1 000 m merenpinnan yläpuolella
ympäristön lämpötila yli 40 °C
maksimikäyttölämpötilat yli 400 °C;
ympäristön lämpötila alle −15 °C (mikä tahansa moottori) tai ympäristön lämpötila alle 0 °C
alle 0 C (ilmajäähdytteinen moottori); (ilmajäähdytteinen moottori);
jäähdytinnesteen lämpötila tuotteeseen sisääntulossa alle 5 °C tai yli 25 °C;
räjähdysvaaralliset alueet RL 94/9/EY:n mukaisesti
Jarrumoottorit
VEM motors Finland Oy
8
25.8.2011
Tiiliholvi
Direktiiviä voi kiertää
Leimaus ‐30
Leimaus
30 …. +45
+45˚C
C
Asennusalue yli 1000 m
Integroitu rakenne, esim. erikoislaippa
i
k
i
ik i l i
Osittaiskäyttöluokat S2…S9
VEM motors Finland Oy
9
25.8.2011
Tiiliholvi
Säästäjänä sähkömoottori
Moottorista aiheutuvat kulut
Energia 97 %
Hankintahinta 1 %
Huolto 2 %
VEM motors Finland Oy
10
25.8.2011
Tiiliholvi
Kokonaishyötysuhteen parantaminen
VEM motors Finland Oy
11
25.8.2011
Tiiliholvi
Miten
te moottorista
ootto sta tehdään
te dää energiatehokkaampi
e e g ate o aa p
Suurempi
p
levypaketti
Parempilaatuinen
p
levymateriaali
Enemmän
kuparia
p
Pienempi
A/mm2
Isompi
runko
Suurempi
jäähdytyspinta-ala
Pienempi
tuuletin
Pienemmät
tuuletinhäviöt
Avoimet laakerit, ei
hankaavia tiivisteitä
Pienempi ilmaväli
roottorin ja
staattorin välillä
VEM motors Finland Oy
Pienemmät
häviöt W/kg
Pienemmät
häviöt
Käy
kylmempänä
Pienempi
jäähdytystarve
Pienemmät
häviöt
Pienemmät
ilmavälihäviöt
12
25.8.2011
Tiiliholvi
Haasteet moottorin rakentamisessa
Roottorin I²R‐häviöiden optimointi painevaletuilla k
kupariroottoreilla
i tt ill
– häviöt vähenevät n. 10 – 15 %
VEM motors Finland Oy
13
25.8.2011
Tiiliholvi
Seuraavat askeleet
IE3 IE4 IE5
IE3 , IE4 , IE5 …
moottorit
IE11 IE12 IE13
IE11 , IE12 , IE13…
taajuusmuuttajat??
IE21 , IE22 , IE23…
käytöt??
Olettamuksia, ei faktaa
Olettamuksia, ei faktaa VEM motors Finland Oy
14
25.8.2011
Tiiliholvi
Seuraavat askeleet
Mukaan tulee:
Erikoismoottorit
+60 C ympäristölämpötilaan
saakka
Taajuusmuuttajat
Moottori- ja tamukäytöt
VEM motors Finland Oy
15
25.8.2011
Tiiliholvi
Vertailu IE1 – IE2
IE1- K21R 200L4
30 kW, 1465 1/min, B3
Hyötysuhde η = 90,7 %
IE2- WE1R 200L4
30 kW, 1480 1/min, B3
Hyötysuhde η = 92,3 %
Energiankulutus / vuorokausi
Energiankulutus / vuorokausi
30 / 0,907 x 24 = 793,83 kWh / vrk 30 / 0,923 x 24 = 780,07 kWh / vrk
Energian kulutus 15 vuoden aikana Energian kulutus 15 vuoden aikana
793,83 x 365 x 15 =
780,07 x 365 x 15 =
4 346 219 kWh
4 270 883 kWh
VEM motors Finland Oy
16
25.8.2011
Tiiliholvi
Vertailu IE3 – PM
PM-moottori
moottori
IE3-W41R 200 L4C
30 kW, 1500 1/min, B3
Hyötysuhde η = 93,6 %
PE1R 200 L4
30 kW, 1500 1/min, B3
Hyötysuhde η = 95,6 %
Energiankulutus / vuorokausi
Energiankulutus / vuorokausi
30 / 0,936 x 24 = 769,23 kWh / vrk 30 / 0,956 x 24 = 753,14 kWh / vrk
Energian kulutus 15 vuoden aikana Energian kulutus 15 vuoden aikana
769,23 x 365 x 15 =
753,14 x 365 x 15 =
4 211 534 kWh
4 123 441 kWh
VEM motors Finland Oy
17
25.8.2011
Tiiliholvi
Energiansäästövertailu
Energiansäästö 15 vuoden
aikana IE1 – IE2
Energiansäästö 15 vuoden
aikana
a
a a IE1 – IE3
3
Energiansäästö 15 vuoden
aikana IE1 – PM-moottori
VEM motors Finland Oy
18
4 346 219 - 4 270 883 =
75 336 kWh
4346 219 - 4 211 534 =
134
3 685 kWh
4 346 219 - 4 123 441 =
222 778 kWh
25.8.2011
Tiiliholvi
Energiansäästöjä mahdollista saavuttaa
monin keinoin
VEM motors Finland Oy
25.8.2011
Tiiliholvi