طراحی سایت
ﺳﻪشنبه 06 اسفند 1398
EN
موتورهای الكتریكی یكی از پركاربردترین تجهیزات برقی در بخش‌های مختلف خانگی، صنعتی، كشاورزی و حل و نقل و... می‌باشد. براساس جدیدترین گزارش منتشر شده آژانس بین‌المللی انرژی در سال 2016، تقریبا 53 درصد انرژی الكتریكی از كل مجموع انرژی الكتریكی مصرفی دنیا مربوط به الكتروموتورها می‌باشد. طبق پیش‌بینی‌های انجام شده این سهم در سال 2040 حداقل به رقم 60 درصد خواهد رسید. در این گزارش كه مشتمل بر 11 فصل می‌باشد و كاملا مبحث انرژی در كشورهای دنیا را تحت پوشش قرار داده است. در دو فصل 6 و 7 درباره اهمیت انرژی الكتریكی در دنیا پرداخته است. همچنین فصل هفتم آن به ورت خاص بر اهمیت موضوع بهینه سازی مصرف می‌پردازد. در این فصل برای بهینه سازی فقط و فقط با تمركز بر روی بحث موتورهای الكتریكی به اهمیت این بخش اشاره می‌كند. طبق آمار منتشر شده این بخش طی 25 سال آینده سهم مصرف الكتروموتوری در بخش صنعت از 6000 تراوات ساعت در سال 2014 به بیش از 12000 تراوات افزایش می‌یابد كه با اجرای برنامه كاهش مصرف انرژی در این بخش می‌توان آن‌را به 84000 تراوات ساعت كاهش داد( یعنی اجرای صرفه جویی در این بخش حدود 65 درصد كاهش مصرف را به دنبال خواهد داشت). همچنین در این كتاب از 4 راهكار برای رسیدن به این هدف نام برده است. استفاده از موتورهای پربازده، نصب درایو بر روی الكتروموتورها، استفاده از تجهیزات متصل به موتور بهینه تر (مانند كمپرسور، پمپ و ..) و سرانجام سایز بندی و تعمیر و نگهداری مناسب چهار راهكار اشاره شده در این طرح می‌باشد. در این گزارش نصب درایو بر روی الكتروموتورها در رده دومین راهكار پراهمیت ذكر شده بود. بنابراین نشان داده می‌شود كه در دنیای امروز و در برنامه ریزی برای كاهش مصرف انرژی و جهانی پاك تر فقط و فقط بحث سیستم‌های موتوردرایو مطرح می‌گردد و برای رسیدن به این اهداف برنامه ریزی تا سال 2040 انجام و از 4 راهكار برای رسیدن به آن هدف نام برده می‌شود كه بحث درایو و استفاده از موتورهای پربازده به عنوان دومین و سومین عامل پراهمیت آن است.
مطالعات انجام شده در صنایع ایران حکایت از وضیعت نابسامان انتخاب و بهره‌برداری از موتورهای الکتریکی دارد. استفاده از موتورهای با راندمان بالا در ایران رایج نبوده و گزارش قابل استنادی از استفاده از درایو جهت صرفه جویی انرژی در دسترس نیست. کاربردهای صنعتی بسیاری می‌توان یافت که موتورها در بازدهی بسیار پایین تر از مقدار حداکثر قرار دارند. تجهیزات موجود در صنایع کشور و از جمله آنها موتورهای الکتریکی مورد استفاده در این صنایع، غالباً قدیمی و فرسوده هستند و یا از فناوری‌های قدیمی در آنها استفاده می‌گردد و کمتر از فناوری‌های جدید و یا محصولات با کیفیت در آنها استفاده می‌شود؛ این امر موجب می‌گردد که مصرف انرژی الکتریکی به مقدار قابل ملاحظه‌ای بالاتر از صنایع مشابه در کشورهای پیشرفته صنعتی باشد. به عنوان مثال فناوری موتورهای الکتریکی القایی سه‌فاز، که بیشترین مصرف را در صنایع کشور دارند، همچنان قدیمی است و از موتورهای القایی بازده بالا هیچ استفاده‌ای در کشور نمی‌گردد. در حالی که در کشور آمریکا استفاده از موتورهای القایی بازده بالا مدت زیادی است که رواج یافته است و‌ موتورهای با فناوری قدیمی (به دلیل مصرف انرژی بیشتر) مطرود گشته‌اند. بنابراین لازم است که برای کاهش مصرف انرژی الکتریکی در بخش موتورهای الکتریکی و همچنین افزایش کیفیت و طول عمر آنها، از موتورهای الکتریکی با فناوری جدید که بازدهی بالاتری نسبت به موتورهای الکتریکی موجود در کشور دارند، استفاده شود.
دستورالعمل‌های اجرایی و برنامه‌های توسعه فناوری در رابطه با افزایش حداقل بازدهی انرژی در موتورهای الکتریکی از مدت‌ها قبل در بسیاری از کشورهای پیشرفته مانند امریکا (دستورالعمل‌های حداقل بازدهی الکتروموتورهای تولیدی EPAct و EISA)، کانادا، اتحادیه اروپا (مجموعه دستورالعمل‌های بازدهی و زیست‌محیطی eco-design)، برزیل، چین (دستورالعمل اجرایی جایگزینی موتورهای الکتریکی Top-Motor)، ژاپن (دستورالعمل اجرایی جایگزینی موتورهای القایی Top-Runner)، کره جنوبی (دپارتمان KEMA)، هند و ... آغاز شده است.
در کشور آمریکا در سال 1394 پروژه "افزایش بازده موتور با دایکست مس در روتور موتور القایی" با حمایت مالی موسسه بین‌المللی مس (International Copper Association) و دپارتمان انرژی آمریکا DOE انجام گرفته است. از اوایل دهه 90 موسسه بین‌المللی مس مبلغ 12 میلیون دلار و شرکت GE در سال 2009 مبلغ 246 میلیون دلار در زمینه موتورهای القایی پربازده هزینه نموده است. همچنین در نقشه راه تجهیزات الكتریكی مورد استفاده در خودروی هیبریدی (سال 2006) به استفاده از موتور القایی به دلیل استحکام بالا و قیمت پایین اشاره شده است. در سال‌های 2011 الی 2014 پروژه "روش‌های نوین ساخت موتورهای القایی و آهنربای دائم پرقدرت" با حمایت مالی شرکت GE و DOE به مبلغ 2/5 میلیون دلار انجام گرفته است. بر اساس گزارش DOE در صورت جایگزینی موتورهای پربازده با موتورهای فعلی، مصرف سالانه انرژی بین 75 الی 122 میلیارد کیلو وات ساعت معادل 5/8 میلیارد دلار در کشور آمریکا کاهش خواهد یافت. در کشور انگلیس شورای تحقیقات علوم مهندسی و فیزیک (EPSRC) مبلغ 1/3 میلیون پوند در سال‌های 1992 الی 2004 برای حمایت از پروژه‌های تحقیقاتی در خصوص موتورهای القایی هزینه نموده است. بعنوان مثال در دانشگاه منچستر با حمایت مالی EPSRC و شرکت تجاری Invensys پروژه‌ای تحت عنوان "بررسی تلفات سربار در موتور القایی" بمبلغ 324/789 پوند انجام گرفته است. در کشور آلمان شرکت زیمنس پروژه بهینه‌سازی مصرف انرژی موتورهای القایی با اعمال روش‌هایی از جمله استفاده از مس، ورقه‌های فولادی مرغوب‌تر، بهینه‌سازی فاصله هوائی، كاهش تلفات سیم‌پیچی، مقاومتی و اصطكاك را در برنامه كاری خود دارد.
به دنبال بازدیدهای حضوری و دریافت اطلاعات از صنایع مختلف، روشن گردید که در صنایع ایران، برخی از ظرفیت‌های مشخص الکتروموتوری به وفور استفاده می‌شود و در صورت جایگزینی این موارد با الکتروموتورهای پربازده، صرفه‌جویی بسیار قابل تأملی اتفاق خواهد افتاد، آن هم در شرایطی که هزینه نهایی الکتروموتورهای پربازده، حداکثر تا 25 درصد نسبت به الکتروموتورهای استاندارد، گران‌تر تمام می‌شود. به عنوان مثال الکتروموتورهای 75 کیلووات به وفور در صنایع ایران مانند صنایع غذایی، کاشی و سرامیک، معادن شن و ماسه و ...، در کاربردهای فن، پمپ و نوارنقاله مورد استفاده قرار می‌گیرد و ساعات کارکرد بالایی نیز در طول یک سال دارند. جایگزینی یک الکتروموتور معیوب استاندارد 75 کیلوواتی که بطور متوسط حدود 4500 ساعت در سال در کاربرد پمپ در یک نیروگاه برق کار می‌کند، با یک الکتروموتور IE2، به اندازه 3/7 مگاوات‌ساعت در سال صرفه‌جویی در مصرف انرژی خواهد داشت. یا الکتروموتورهای 22 کیلووات که در کاربردهای فن، پمپ و نوار نقاله در صنایع مختلف بخصوص صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد و ساعات کارکرد بالایی (متوسط حدود 6000 ساعت) نیز در طول یک سال دارند، در صورت جایگزینی با یک الکتروموتور I3/6 ،IE3مگاوات‌ساعت صرفه‌جویی انرژی به دنبال خواهد داشت.
طبق اطلاعات دریافتی از وضعیت کارکرد و آمار موتورهای الکتریکی صنعتی، در 14 کارخانه از صنایع غذایی، 276 موتور بررسی‌ شده است که بر اساس ساعات کارکرد سالیانه و ظرفیت توانی، قابلیت جایگزینی با الکتروموتورهای پربازده را دارند. این الکتروموتورها ظرفیت 1/1 تا 110 کیلووات را شامل می‌شوند و پتانسیل جبران‌سازی تا حدود 500 مگاوات‌ساعت با الکتروموتورهای IE2 و تا حدود 900 مگاوات‌ساعت با الکتروموتورهای IE3 وجود دارد.
بررسی‌های انجام‌گرفته از صنعت سیمان نیز نشان می‌دهد که در این صنعت، 975 عدد الکتروموتور از ظرفیت‌های توانی 200 تا 660 کیلووات، قابلیت جایگزینی با الکتروموتورهای پربازده را دارند که تا 5/8 گیگاوات‌ساعت با موتورهای IE2 و تا 10 گیگاوات‌ساعت با موتورهای IE3، پتانسیل صرفه‌جویی انرژی در سال دارد.
در طرف دیگر در ایران، سازندگان موتورهای الکتریکی، انواع الکتروموتورهای صنعتی را تولید و به بازار ارائه می‌کنند و قابلیت ارتقاء خط تولید این شرکت‌ها به محصولات بازده بالاتر وجود دارد و با انتقال دانش تولید الکتروموتورهای پربازده به این شرکت‌ها، علاوه بر افزایش بهره‌وری انرژی در صنایع، از تولید ملی و پیشرفت صنایع نیز حمایت به عمل خواهد آمد.
در گذشته اغلب الكتروموتورها از خارج از ایران خریداری می‌شدند و سازنده خارجی نیز گواهی تست الكتروموتور را بهمراه آن به مصرف كننده تحویل می‌داد. در سال‌های اخیر به دلایل تحریم‌های اقتصادی، تامین این كالای استراتژیك برای اغلب شركت‌های نفت و گاز دشوار گشته است. از سوی دیگر شركت‌های سازنده الكتروموتور در داخل كشور نیز با توجه به نداشتن مرجعی جهت تائید محصولات آنها مجبور به ارسال كالاهای تولیدی خود به سازمان‌های تائید كننده خارجی هستند و این امر علاوه بر هزینه‌های سنگین، بسیار زمانبر نیز می‌باشد كه در برخی موارد ممكن است بیشتر از 2 سال طول بكشد. با توجه به حجم بسیار وسیع الکتروموتورها در کشور که سالانه در حدود 7 درصد نیاز به جایگزینی و یا تعمیرات دارند و با در نظر گرفتن محدودیت‌های ذكر شده و نیاز ضروری به این دسته از الكتروموتورها و لزوم تست آنها قبل از نصب در سایت، راه اندازی آزمایشگاهی جهت تست و تائید عملكرد این نوع موتورها را ضروری نموده است. آزمایشگاه فوق می‌تواند نیازهای تست انواع الكتروموتورهای هم در بخش طراحی و تولید و هم تست قبل از نصب الكتروموتورهای تعمیری را پوشش دهد. در این طرح راه‌اندازی آزمایشگاه تست انواع سیستم‌های الكتروموتوری دنبال خواهد شد.
در ایران با توجه به الزامات اسناد بالادستی و ضرورت ارتقای کارآیی انرژی الکتریکی، مقرر گردیده است برنامه‌های توسعه فناوری لازم، مدون و دنبال گردد. که در این راستا، طرح انتقال و توسعه دانش و فناوری الکتروموتورهای صنعتی پربازده به تأیید شورای آموزش، پژوهش و فناوری وزارت نیرو رسیده است. به موازات این طرح، پروژه‌های بازنگری و تدوین استانداردهای مصرف انرژی در الکتروموتورها و فاز مطالعاتی و تدوین اسناد تفصیلی آزمایشگاه مرجع کنترل کیفیت الکتروموتورهای توان متوسط با توان از چندده کیلووات تا زیر یک مگاوات نیز بمنظور پیشبرد اهداف تعریف و در حال اجرا می‌باشد. در واقع اهداف این برنامه‌ها افزایش بهره‌وری الکتروموتورهای صنعتی و همچنین ارتقا سطح تولید در کشور است که بدین منظور، باید استانداردهای مطرح، بازنگری شده و بر اساس آن، الکتروموتورهای تولیدی در یک آزمایشگاه مرجع کنترل کیفیت ارزیابی شوند.
بر این اساس با هدف رفع چالش‌های پیش روی توسعه و کاربرد فن‌آوری موتورهای الکتریکی پیشرفته (پربازده) و همچنین چالش‌های استفاده و کاربرد گسترده نسل جدید موتورهای الکتریکی و نهایتا افزایش بهره وری مصرف انرژی الکتریکی در موتورهای الکتریکی مورد استفاده در صنعت , لوازم خانگی و ... , به شورای محترم آموزش , پژوهش و فن آوری وزارت نیرو پیشنهاد گردید نقشه راه توسعه فن‌آوری انواع موتورهای الکتریکی پیشرفته (پربازده) برای افق زمانی ده ساله ( تا انتهای سال 1404) تدوین گردد تا بر اساس آن فن‌آوری موتورهای الکتریکی موردنیاز در قالبی نظام‌مند و با همکاری سایر ذینفعان و دست اندرکاران کسب گردیده و مورد استفاده واقع گردد. متعاقبا و پس از تایید پیشنهاد مطروحه کمیته راهبری تدوین سند متشکل از جمعی از خبرگان دانشگاه و صنعت و نمایندگان تام الاختیار دستگاه‌های ذیربط ( وزارت خانه‌های نفت , صنعت , معدن و تجارت , راه و شهر سازی , سازمان بهره‌وری انرژی ایران و انجمن سازندگان لوازم خانگی) تشکیل گردید و سند توسعه فن‌آوری موتورهای پیشرفته (پربازده) بر اساس متدولوژی مصوب شورای محترم علوم , تحقیقات و فن آوری (عتف) و با مشارکت متخصصان و خبرگان صنعت و دانشگاه و همکاری جمعی از سازندگان موتورهای الکتریکی تدوین گردید. این سند نهایتا در تاریخ هفدهم اسفند ماه هزار و سیصد و نود و سه مورد تایید کمیته محترم راهبری تدوین سند و در تاریخ پنجم اردیبهشت ماه هزار و سیصد و نود و چهار مورد تایید شورای محترم آموزش , پژوهش و فن آوری وزارت نیرو قرار گرفت. بر اساس مفاد مندرج در سند مصوب مرکزی با عنوان مرکز توسعه فن آوری موتورهای الکتریکی پیشرفته (پربازده) در محل پژوهشگاه نیرو راه اندازی گردید تا با همراهی و همکاری دستگاه‌ها و نهادهای دولتی ذیربط , مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی , شهرک‌های علمی و تحقیقاتی , مراکز رشد , شرکت‌های دانش بنیان , انجمن‌های صنفی ذیربط و سازندگان موتورهای الکتریکی , چشم انداز ترسیم شده برای صنعت موتورهای الکتریکی تحقق یابد. در راستای اهداف این مركز یكی از طرح‌های پیش‌بینی شده كه در سند راهبردی مورد تصویب وزارت نیرو قرار گرفت بحث استفاده از موتورهای پربازده و کاربرد درایوهای الكترو موتورهای صنعتی بود. در این طرح کنترل و درایو هر موتور الکتریکی و تاثیری که آنها می‌تواند درصرفه جویی مصرف انرژی بگذارد مورد بررسی قرار خواهدگرفت. درسال‌های اخیر بهینه سازی مصرف انرژی و بویژه انرژی الكتریكی اهمیت بیشتری پیدا كرده است و باعث شده است محققان و مهندسین فعالیت‌های بیشتری برای بهینه سازی مصرف انرژی انجام دهند. متاسفانه در كشور ما، به دلیل ارزانی انرژی الكتریكی، علی رغم اینکه یکی از بزرگترین مصرف کنندگان انرژی الکتریکی دربخش صنعت موتورهای الکتریکی می‌باشند، ولی درزمینه افزایش بازدهی مبدل‌های انرژی الکتریکی اقدامات عملی چندانی صورت نگرفته است. بدیهی است که افزایش بازدهی درایور های الكتروموتورهای صنعتی نه تنها از نظر اقتصادی مورد توجه استفاده کنندگان می‌باشند بلکه در برنامه ریزی انرژی درسطح ملی نیز از اهمیت خاصی برخوردار است.
  • صرفه جويی در مصرف انرژی با تدوين استانداردهای ملی مطابق با استانداردهای روز بين المللی
  • بالا رفتن كيفيت محصولات با تدوين استانداردهای ملی مطابق با استانداردهای روز بين المللی
  • صرفه جويی در مصرف انرژی با تعيين ضوابط و دستورالعمل‌های ملی و حاكميتی و وزارتی برای توليد و خريد و فروش و بهره برداری در انواع حوزه‌های مرتبط مانند آسانسور و پمپ‌ها
  • بالا رفتن ايمنی و كيفيت زندگی با تعيين ضوابط و دستورالعمل‌های ملی و حاكميتی و وزارتی برای توليد و خريد و فروش و بهره‌برداری در انواع حوزه‌های مرتبط مانند آسانسور و پمپ‌ها
  • صرفه جويی در مصرف انرژی با احداث آزمايشگاه
  • بالا رفتن كيفيت محصولات با احداث آزمايشگاه
  • صرفه جويی ارزی با احداث آزمايشگاه
  • صرفه جويی در مصرف انرژی با ساخت و بهره برداری درايو ولتاژ پايين تا توان‌های كمتر از 1000 كيلووات
  • بومی سازی دانش ساخت درايو ولتاژ پايين تا توان‌های كمتر از 1000 كيلووات
  • صرفه جويی در مصرف انرژی با ساخت و بهره برداری درايو ولتاژ بالا تا توان‌های زير 10 مگاوات
  • بومی سازی دانش ساخت درايو ولتاژ بالا تا توان‌های زير 10 مگاوات
  • صرفه جويی در مصرف انرژی با راه اندازی و تجهيز آزمايشگاه درايو
  • تعيين ضوابط و دستورالعمل‌های اجرایی و حاكميتی و وزارتی برای توليد و خريد و فروش و بهره‌برداری
  • بومی‌سازی دانش ساخت الکتروموتورهای پربازده تا توان 375 کیلووات
  • راه‌اندازی خط تولید الکتروموتورهای 22، 75، 104، 200 و 375 کیلوواتی با کلاس بازدهی IE2 و IE3
  • بومی‌سازی دانش ساخت الکتروموتورهای فشار قوی با توان 540 و 1000 کیلووات
  • بالا رفتن كيفيت محصولات درايو با راه اندازی و تجهيز آزمايشگاه درايو
  • افزايش اشتغال
  • امكان تست تمامی تجهيزات الكترونيك قدرت شامل اينورترهای خورشيدی و منابع تغذيه، UPSها و ...
  • امكان تست تمامی سيستم‌های الكتروموتوری صنعتی در ايران
  • صرفه جويی در مصرف انرژی با توسعه فن آوری، طراحی، ساخت مگادرايو موتورهای القايی و بکارگيری درنيروگاه سيکل ترکيبی
  • راه اندازی خط توليد درايو مگا واتی
  • کاهش آلاینده‌های زیست محیطی
 
متاسفانه آزمايشگاه جامعی در كشور در خصوص سيستم‌های الكتروموتوری در كشور وجود ندارد. ضمنا از تمامی فعالین این حوزه که دارای ظرفيت‌های انجام برخی تست‌های سيستم‌های الكتروموتوری و درايو هستند، جهت معرفی این ظرفیت‌ها به ذینفعان دیگر این حوزه درخواست می‌گردد با این مرکز تماس بگیرند.