ทำให้มอเตอร์ปั๊มไฟฟ้ามีความยั่งยืนมากขึ้น—ธุรกิจที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เมื่อนึกถึงปั๊มที่ใช้ในอุตสาหกรรม โฟกัสมักจะอยู่ที่วัสดุที่เคลื่อนย้ายได้ ตั้งแต่น้ำและน้ำเสีย สารเคมี น้ำมัน ปิโตรเลียม กากตะกอนและของเหลวข้น ไปจนถึงอาหาร นอกจากนี้ยังให้ความสำคัญกับต้นทุน ประสิทธิภาพ และการบำรุงรักษาอีกด้วย ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมีแนวโน้มที่จะต่ำกว่ามากในรายการข้อควรพิจารณา แต่เครื่องสูบน้ำที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพมากขึ้นก็เป็นสิ่งที่ดีสำหรับธุรกิจเช่นกัน ปั๊มทุกตัวมีมอเตอร์ ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ปั๊มมีส่วนรับผิดชอบ 21% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าของระบบมอเตอร์ในภาคอุตสาหกรรมทั้งหมด การลดจำนวนนี้จะทำให้ปั๊มเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและลดต้นทุนการดำเนินงาน
ภาพที่ 1: ประสิทธิภาพของพัดลมหรือปั๊ม (ที่มา: inverterdrivesystems.com)
ปัญหาพลังงาน
ปัญหาด้านพลังงานไม่ได้จำกัดอยู่ที่ปั๊มเท่านั้น ทุกคนใช้พลังงานเพิ่มขึ้น อุตสาหกรรมกำลังเติบโต จำนวนประชากรเพิ่มขึ้น และอุตสาหกรรมเครื่องสูบน้ำจำเป็นต้องให้ทันกับความต้องการน้ำ ไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์และบริการ สถิติของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) แสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการผลิตมากกว่าครึ่งหนึ่งถูกใช้เป็นพลังงานให้กับมอเตอร์ และอุตสาหกรรมของสหรัฐฯ มีส่วนรับผิดชอบต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศเกือบ 25%
เทรนด์ก็เล่นไปทั่วโลกเช่นกัน จากข้อมูลของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) มอเตอร์ไฟฟ้าและระบบคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 40% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าและระบบต่างๆ คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ สิ่งนี้จะเพิ่มจำนวนการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย
ระเบียบข้อบังคับ
มอเตอร์ได้รับความสนใจมากขึ้นจากหน่วยงานกำกับดูแล และเป็นผลให้ผู้ผลิตเครื่องสูบน้ำได้รับผลกระทบ ระเบียบการออกแบบเชิงนิเวศน์ใหม่ของสหภาพยุโรป 2019/1781 มีผลบังคับใช้ในวันที่ 1 กรกฎาคม 2021 สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำแรงดันต่ำและไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้ (VSD) และต้องใช้มอเตอร์ไฟฟ้าที่หลากหลายเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพระดับพรีเมียม IE3 การเปลี่ยนแปลงกฎข้อบังคับจะยกระดับประสิทธิภาพขั้นต่ำที่บังคับ ขยายช่วงของมอเตอร์ที่ครอบคลุม และรวมถึง VSDs เป็นครั้งแรก
ตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2566 เป็นต้นไป บริษัทกำหนดให้มีมาตรฐานประสิทธิภาพที่สูงขึ้นสำหรับมอเตอร์บางประเภท โดยยกระดับพื้นฐานสำหรับมอเตอร์บางประเภทให้เป็นประสิทธิภาพระดับพรีเมียมของ IE4 นอกสหภาพยุโรป หลัง Brexit สหราชอาณาจักร (สหราชอาณาจักร) จะใช้กฎระเบียบเดียวกัน และประเทศอื่นๆ บางประเทศมีแนวโน้มที่จะปฏิบัติตามหลักการเหล่านี้ ระดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะแสดงในคลาสประสิทธิภาพของ IE ตั้งแต่ IE1 (ต่ำสุด) ถึง IE5 (สูงสุด) ภายใต้ข้อบังคับปัจจุบัน มอเตอร์ต้องบรรลุระดับประสิทธิภาพ IE2, IE3 หรือ IE4 ขึ้นอยู่กับกำลังไฟพิกัดและคุณสมบัติอื่นๆ ตัวอย่างเช่น มอเตอร์สามเฟสที่มีเอาต์พุตพิกัดระหว่าง 0.75 กิโลวัตต์ (kW) และเท่ากับหรือต่ำกว่า 1,000 กิโลวัตต์ จำเป็นต้องไปถึงระดับ IE3 ภายในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2564 มอเตอร์ที่มีขนาดระหว่าง 75 กิโลวัตต์ถึง 200 กิโลวัตต์จะต้องเป็นไปตามระดับ IE4 ภายในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2566 .
ในสหรัฐอเมริกา กระทรวงพลังงาน (DOE) ได้ออกประกาศล่วงหน้าของ Federal Register เพื่อทบทวนมาตรฐานการอนุรักษ์พลังงานที่แก้ไขเพิ่มเติมสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก ทั้งนี้เพื่อพิจารณาว่าจะแก้ไขมาตรฐานการอนุรักษ์พลังงานที่บังคับใช้สำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวหรือไม่ และอย่าลืมการเปลี่ยนแปลงกฎใหม่ที่เสนอโดยสำนักงานคณะกรรมการกำกับหลักทรัพย์และตลาดหลักทรัพย์ (ก.ล.ต.) ที่จะต้องใช้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศในใบแจ้งการจดทะเบียนและรายงานประจำปีที่จัดทำโดยนักลงทุน ซึ่งรวมถึง (ตามเว็บไซต์ของ SEC):
“การกำกับดูแลความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศและกระบวนการจัดการความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องของผู้ลงทะเบียน
ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศที่ระบุโดยผู้ลงทะเบียนมีหรือมีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อธุรกิจและงบการเงินรวมของบริษัท ซึ่งอาจปรากฏให้เห็นในระยะสั้น ระยะกลาง หรือระยะยาว
ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศที่ระบุได้รับผลกระทบหรือมีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อกลยุทธ์ รูปแบบธุรกิจ และแนวโน้มของผู้ลงทะเบียนอย่างไร”
จำเป็นต้องมีการเปิดเผยข้อมูลการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของผู้ลงทะเบียน ซึ่งจะกดดันซัพพลายเออร์ ซึ่งรวมถึงผู้ผลิตเครื่องสูบน้ำ ให้ลดการมีส่วนร่วมในปัญหาระดับโลกนี้
ข้อความหลักคือ: บริษัทต่างๆ จำเป็นต้องเตรียมรับมือกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สิ่งแวดล้อมไม่ใช่สิ่งแรกที่ธุรกิจนึกถึงเมื่อเลือกมอเตอร์ปั๊ม แต่การเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมีประโยชน์ดังนี้:
ผู้ผลิตปั๊มที่สามารถตอบสนองความต้องการด้านกฎระเบียบจะมีข้อได้เปรียบในการแข่งขันในตลาด
มอเตอร์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีประโยชน์ต่อผู้ใช้อย่างเป็นรูปธรรม
การประหยัดจากค่าไฟฟ้าที่ลดลงมีความสำคัญ ค่าไฟฟ้าสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นเกือบ 6% จากค่าเฉลี่ยของประเทศที่ 6.9 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงในเดือนมกราคม 2564 เป็น 7.3 เซนต์ในเดือนมกราคม 2565
ดังนั้นจึงควรพิจารณาว่าระบบใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพมากกว่าซึ่งใช้พลังงานอย่างชาญฉลาดกว่าจะลดต้นทุนและการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย โดยฆ่านกสองตัวด้วยหินก้อนเดียว
การแข่งขัน & สีเขียว
มอเตอร์ปั๊มอุตสาหกรรมไฟฟ้าด้วยตัวของมันเอง เนื่องจากจำนวนมอเตอร์ที่ใช้อยู่ อาจทำให้การใช้พลังงานอุตสาหกรรมลดลงอย่างมาก จากการคำนวณของ ABB ปริมาณการใช้ไฟฟ้าอาจลดลงหนึ่งในห้าหากนำระบบมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงมาใช้ทั่วโลก นี่อาจฟังดูเหมือนความฝันเกี่ยวกับท่อ แต่คาดว่าจะมีมากขึ้นจากมอเตอร์ มาตรฐาน IEC ที่สูงขึ้นมีอยู่แล้ว
จากข้อมูลของ Omdia 75% ของมอเตอร์อุตสาหกรรมใช้ปั๊ม พัดลม และคอมเพรสเซอร์ ซึ่งทั้งหมดมีโอกาสสำคัญสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้ (VSD) สามารถลดการใช้พลังงานลง 25% เมื่อเพิ่มลงในมอเตอร์ที่มีอยู่ของปั๊ม พัดลม หรือคอมเพรสเซอร์ อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันมีมอเตอร์ปั๊มน้อยกว่าหนึ่งในสี่ของโลกที่ติดตั้ง VSD
ยกตัวอย่างการจัดการน้ำเพียงอย่างเดียว การสูบน้ำสามารถใช้พลังงานได้ถึง 85% ที่ใช้ในการจัดการน้ำ กระดาษปี 2564 โดย ABB ประมาณการว่าระบบที่ปรับปรุงด้วย VSD และมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงอาจส่งผลให้ประหยัดพลังงานได้ 25% ถึง 30% และถึงแม้ว่าการประมาณการนี้จะพิจารณาอุตสาหกรรมน้ำและน้ำเสีย แต่ก็ไม่มีเหตุผลที่จะเชื่อได้ว่าสิ่งที่ใช้กับมอเตอร์ปั๊มตัวหนึ่งจะไม่นำไปใช้กับสถานการณ์อื่นเพียงเพราะใช้ในสถานที่และธุรกิจต่างกัน
ทั้งหมดเกี่ยวกับประสิทธิภาพ
เพื่อให้ได้ระดับประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและการประหยัดพลังงานที่เกี่ยวข้อง มีข้อควรพิจารณาสำคัญสามประการที่ต้องจดจำเมื่อทำการประเมินมอเตอร์ ประการแรก อุตสาหกรรมไม่สามารถบรรลุเป้าหมายได้โดยอาศัยเทคโนโลยีเก่า ตัวอย่างเช่น มอเตอร์เหนี่ยวนำโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพสูงสุด 75% สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้โดยจับคู่กับ VSD แต่นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาบางส่วนที่ดีที่สุดสำหรับสถานการณ์ที่การติดตั้งเพิ่มเติมเป็นทางเลือกเดียว ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดอาจมาจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบซิงโครนัส (PMM) ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่า 90%
ประการที่สอง มอเตอร์ควรจับคู่กับ VSD ที่เข้ากันได้ดี โปรดทราบว่าประสิทธิภาพของระบบคำนวณโดยการคูณระดับประสิทธิภาพของมอเตอร์ด้วยระดับประสิทธิภาพของไดรฟ์ ตัวอย่างเช่น หากจับคู่มอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ 90% กับไดรฟ์ที่มีประสิทธิภาพ 90% ระบบจะมีประสิทธิภาพเพียง 81% ประสิทธิภาพของระบบคือสิ่งที่มีความสำคัญเมื่อพูดถึงปริมาณพลังงานที่ใช้ และระบบที่มีประสิทธิภาพมากกว่า 90% นั้นสามารถทำได้ ควรสังเกตว่า VSD ทำงานในช่วงความเร็วที่หลากหลาย สิ่งนี้มีประโยชน์สองประการ
ประการแรก ระบบมอเตอร์หนึ่งระบบสามารถระบุช่วงความเร็วได้หลายช่วง ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในสายผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายมากขึ้น ประการที่สอง ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วและกำลังของปั๊มต้องได้รับการพิจารณาตามเส้นโค้งกำลังลูกบาศก์ การไหลเป็นสัดส่วนกับความเร็ว หากระบบทำงานช้าลง 10% ก็จะให้การไหล 90%
นอกจากนี้ แรงบิดยังเป็นสัดส่วนกับความเร็วยกกำลังสอง และกำลังเป็นสัดส่วนกับความเร็วลูกบาศก์ ส่งผลให้การปั๊มทำงานช้าลง 10% จะลดกำลังไฟฟ้าที่ใช้ไปเป็น 73% ของกำลังเต็มที่ สมมติให้เหมาะสมกับการใช้งาน สามารถประหยัดได้มากกว่า
สุดท้าย มันไม่ซับซ้อนเลยที่จะเจาะลึกลงไปในการออกแบบและตรวจสอบว่ามอเตอร์ใช้วัสดุน้อยลงหรือว่าใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าหรือไม่ การออกแบบใหม่และการใช้วัสดุที่ดีขึ้นไม่ใช่ความฝันของอุตสาหกรรมเครื่องสูบน้ำ การออกแบบที่เล็กลงแต่สามารถปรับขนาดได้
ระบบที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถใช้วัสดุน้อยลง ส่งผลให้มอเตอร์และไดรฟ์มีขนาดเล็กลง น้ำหนักเบาลง และคุ้มค่า ผู้ผลิตเครื่องสูบน้ำสามารถปรับผลิตภัณฑ์ของตนให้เหมาะสมเพื่อให้บรรลุเป้าหมายของผู้ใช้ปลายทางและข้อกำหนดด้านกฎระเบียบได้โดยใช้แนวทางระบบในการประเมินมอเตอร์
การตั้งค่าสีเขียวของผู้บริโภคไม่เพียงพอที่จะส่งผลต่อการตัดสินใจซื้อหรือการผลิตเสมอไป ดังนั้น ข้อเท็จจริงที่ว่ามอเตอร์ปั๊มประสิทธิภาพสูงขึ้นจะใช้ไฟฟ้าน้อยลงและประหยัดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานจึงเป็นสิ่งที่ต้องพิจารณา
Kehuan สร้างปั๊มขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็ก euiped ด้วยมอเตอร์ IEC ซึ่งมีประสิทธิภาพที่สูงกว่าปั๊มมอเตอร์กระป๋องมาก
ความยั่งยืนและประสิทธิภาพเป็นคำที่ใช้กันแพร่หลายมาก มอเตอร์ปั๊มไฟฟ้าที่ประหยัดพลังงานมากขึ้นเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมและอาจส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติน้อยลง การค้นหาทางเลือกที่สามารถปรับขนาดได้ มีประสิทธิภาพมากขึ้น และง่ายขึ้นสำหรับผู้บริโภคในการดำเนินงานคือหนทางที่จะทำให้อุตสาหกรรมเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ยั่งยืนมากขึ้น และเป็นไปได้มากขึ้น ทั้งหมดนี้ในเวลาเดียวกัน
https://www.pumpsandsystems.com/