Efficienza energetica: come ridurre i costi energetici con la tecnologia di azionamento
Fino al 70 percento del consumo energetico totale dell'industria va addebitato, secondo gli studi, agli azionamenti elettrici. Questo considerevole fattore di costo contiene tuttavia in sé anche un grande potenziale di ottimizzazione e risparmio. NORD DRIVESYSTEMS aiuta i propri clienti a sfruttare questo potenziale.
NORD fornisce, ad esempio, fino a 10.000 sistemi di azionamento a progetto per diversi tipi di impianti intralogistici e di smistamento bagagli. I motoriduttori per la fascia di potenza inferiore, ossia fino ai 5,5 kW circa, non presentano di per sé un consumo energetico molto elevato e hanno anche un costo di acquisto contenuto. Se tuttavia si prende in considerazione la quantità totale di azionamenti e delle loro ore di esercizio, come pure i costi sull'intero ciclo di vita, ecco che si evidenziano elevati potenziali di risparmio in termini di energia e di gestione aziendale. Negli impianti intralogistici, un azionamento di questo tipo copre normalmente da uno a tre turni. Considerando una potenza media installata di circa 0,75 kW, un solo sistema di azionamento ha già lo stesso fabbisogno di energia elettrica di una casa monofamiliare. Il consumo elettrico di un impianto intralogistico o di smistamento pacchi completo si attesta facilmente sull'ordine di grandezza di un intero comune urbano. Se si pensa che siamo alla disperata ricerca di soluzioni per ridurre le emissioni di CO2, il messaggio è chiaro: dobbiamo agire. Sfruttare questi potenziali di risparmio giova sia alla politica climatica sia all'economia aziendale.
Riconoscere i cost driver e agire di conseguenza
I costi visibili, ovvero le spese di investimento sostenute per un sistema di azionamento, influiscono solo per il 15 percento sui costi del ciclo di vita. L'85 percento dei costi si produce durante l'uso: costi energetici, costi amministrativi, costi di assistenza e manutenzione, formazione e documentazione, costi del personale, scorte di ricambi, guasti e tempi di inattività. In un'epoca segnata dal cambiamento climatico, la sostenibilità dell'intero progetto è un aspetto importante per l'immagine pubblica di un'azienda. Di fronte all'aumento dei prezzi dell'energia e delle materie prime, un approccio sostenibile avrà sempre effetti positivi anche sui costi del ciclo di vita. Cosa può fare il gestore di un impianto intralogistico? Per gli impianti nuovi, il capitolato di fornitura dovrebbe tenere in dovuta considerazione i requisiti legati alla sostenibilità e ai costi del ciclo di vita. Nel caso di impianti pre-esistenti, è consigliabile un audit energetico per individuare i punti da cui partire per interventi di ottimizzazione mirati. In sede di progettazione di un impianto, è possibile ottenere il risultato migliore per il gestore soltanto con una profonda analisi del progetto e dei suoi requisiti e una valutazione attenta di tutti gli aspetti economici. Per questo motivo, gli ingegneri applicativi di NORD assistono i clienti sin dalle fasi di progettazione, fornendo un servizio completo di analisi e consulenza.
Carico [%] | Motore asincrono IE3 [W] | Motore sincrono IE5+ [W] |
DuoDrive (SK EVO 80) [W] |
100 (pieno carico) | 536 | 458 | 442 |
75 | 527 | 446 | 428 |
50 | 507 | 410 | 391 |
0 (a vuoto) | 462 | 336 | 318 |
Efficienza e costi in perfetto equilibrio
La nuova generazione di motori IE5+ di NORD DRIVESYSTEMS è stata progettata per l'impiego nel settore dell'intralogistica. Particolarmente compatti, questi motori sincroni ad alta efficienza energetica garantiscono un rendimento elevato costante su un ampio range di coppia, offrendo prestazioni di consumo energetico ottimali anche ai carichi parziali e a velocità inferiori alla nominale. Se si confronta un motore asincrono IE3 tradizionale (0,75 kW, 83% di efficienza del motore, riduttore ad assi ortogonali) con un motore sincrono IE5+ equiparabile (0,75 kW, 93% di efficienza del motore, riduttore ad assi ortogonali), il risparmio energetico su 16 ore di esercizio al giorno (4000 p.a.) con un fattore di emissione di CO2 di 366 g/kWh è pari all'11% circa. Questo valore corrisponde a circa 400 kWh e 0,15 t di CO2 p.a.
Grazie alla densità di potenza ottimizzata, il motore IE5+ ha inoltre dimensioni più compatte rispetto ai motori asincroni tradizionali e fa quindi risparmiare fino al 40% di spazio. A parità di ingombro è dunque possibile installare a bordo macchina un motore più potente e con un’efficienza energetica superiore. Per via della maggiore densità di potenza, un motore sincrono IE5+ che eroga fino a 4,8 Nm di coppia presenta, ad esempio, le stesse dimensioni di un classico motore IE1 da 1,24 Nm. Inoltre, il design scalabile e modulare del motore permette di utilizzare la medesima carcassa per tre classi di potenza, collocando al suo interno uno, due o tre pacchi rotorici in base alle esigenze. Anche sulla bilancia il nuovo motore fa la sua bella figura: l'uso efficiente dei materiali e le dimensioni compatte rendono il motore sincrono IE5+ più leggero, con una riduzione di peso di oltre il 50% rispetto ai motori asincroni IE3 dello stesso range di potenza. I motori sincroni IE5+ di NORD DRIVESYSTEMS hanno un livello di efficienza fino al 95% e sono disponibili nell'intervallo di potenza da 0,35 a 4,0 kW, in versione TENV e TEFC.
Potenza [kW] | IE5+ | IE3 |
Ingombro IE5 < IE3 |
Peso |
0,5 | 71 F1/8 | 80 SP/4 | -31.7% | -27.8 % |
1.0 | 71 F2/8 | 90 SP/4 | -54.1 % | -50.3 % |
1.5 | 71 F3/8 | 90 LP/4 | -54.1 % | -52.4% |
2.2 | 71 F4/8 | 100 LP/4 | -58.8% | -61.2 % |
3.0 | 90 F3/8 | 100 AP/4 | -32.1 % | -49.6 % |
3.7 | 90 F4/8 | 112 MP/4 | -53.1 % | -56.1 % |
Effetti aggiuntivi sulla sostenibilità
La riduzione di peso e volume porta con sé anche minori costi di trasporto e maggiore attenzione per l'ambiente. Il citato motore da 0,75 kW pesa in versione IE3 circa 10 kg, mentre il corrispondente motore IE5+ arriva appena a 6 kg circa. Per ogni motore IE5+ trasportato su autocarro da Amburgo a Stoccarda si ottiene una riduzione delle emissioni di CO2 di circa 120 g rispetto a un motore IE3. Tenuto conto che stiamo parlando di impianti che hanno ognuno fino a 10.000 azionamenti e che NORD DRIVESYSTEMS consegna i suoi sistemi di azionamento in tutto il mondo, è evidente che i motori ad alta efficienza contribuiscono alla sostenibilità non soltanto in forma diretta, ossia attraverso il minor consumo energetico, ma anche in modo indiretto per via del loro volume e peso più contenuto.
Il passo successivo: due in uno
Più si riducono le interfacce, più aumenta l'efficienza di un sistema. Per questo motivo, NORD DRIVESYSTEMS ha presentato con DuoDrive un motoriduttore dal design wash-down sanificabile di concezione rivoluzionaria: il motore sincrono IE5+ e il riduttore coassiale monostadio sono alloggiati in un’unica carcassa. Particolarmente compatto, il sistema DuoDrive supera nettamente per efficienza energetica i sistemi di azionamento con motore sincrono IE5+ e riduttore ad assi ortogonali sopra descritti. DuoDrive raggiunge un rendimento del 92%, che è attualmente uno dei massimi livelli di efficienza disponibili sul mercato per questa classe di potenza, e lavora con efficienza ottimale anche ai carichi parziali.
Velocità | Carico | Motoriduttore IE2 asincrono | Motoriduttore IE3 asincrono | DuoDrive | IE2 vs. DuoDrive (Risparmio) | IE3 vs. DuoDrive (Risparmio) |
75 % | 25 % | 64.4% | 68.6 % | 87.5 % | -23.1 % | -18.9 % |
50 % | 25 % | 64.2 % | 68.2 % | 88.2 % | -24.0 % | - 20.0 % |
50 % | 50 % | 73.6 % | 76.4 % | 91.5 % | -17.9 % | -15.1 % |