Klasy efektywności energetycznej: Aktualne przepisy i nadchodzące zmiany
W tym wpisie chcemy przekazać informacje na temat przepisów dotyczących efektywności energetycznej w technice napędowej. Jak można się spodziewać, zagadnienie jest bardzo skomplikowane i istnieje wiele szczegółów i przypadków specjalnych, które należy uwzględnić, więc możemy poruszyć jedynie kilka ogólnych problemów. Aktualne przepisy dotyczące efektywności energetycznej obowiązujące we wszystkich krajach na całym świecie w najnowszej wersji znajdują się w naszej sekcji tematycznej poświęconej przepisom w zakresie efektywności. Osoby kontaktowe z firmy NORD chętnie udzielą informacji na temat przepisów obowiązujących w przypadku projektu klienta.
Co obowiązuje w Unii Europejskiej?
W zastosowaniach, w których napęd jest potrzebny tylko przez krótki czas, można stosować standardowe silniki asynchroniczne o klasie efektywności IE1. Są one zaprojektowane z myślą o jak najlepszym wykorzystaniu materiału i najmniejszych kosztach inwestycyjnych. Od lipca 2021 roku jest to również możliwe dla S3 < 80% lub pracy krótkotrwałej zgodnie z nową dyrektywą w sprawie ekoprojektu. Jednak jest coraz mniej regionów, w których te silniki są dopuszczone do pracy w trybie S1. W przypadku konieczności przemieszczania motoreduktorów wybór napędów IE1 może być również korzystny, ponieważ są one lżejsze, a zatem trzeba przemieszczać mniejszą masę.
Producenci silników asynchronicznych musieli zrobić pierwszy znaczący krok w kierunku zwiększenia efektywności w ramach przygotowań do roku 2011, kiedy to w czerwcu dyrektywa 640/2009, która obowiązuje do dziś, wprowadziła obowiązek stosowania silników IE2 do pracy ciągłej. W rezultacie liczba użytkowanych silników IE2 podwoiła się w ciągu roku, podczas gdy wykorzystanie silników IE1 drastycznie spadło. Po raz pierwszy sprzedano znaczną liczbę silników IE3, ale ich sprzedaż wzrosła dopiero wtedy, gdy ich stosowanie stało się obowiązkowe powyżej 7,5 kW w 2015 roku i dla wszystkich mocy od 2017 roku.
Od 1 lipca 2021 roku obowiązują kolejne nowe zasady efektywności energetycznej dla trójfazowych silników elektrycznych wprowadzone przez wspomniane nowe rozporządzenie w sprawie ekoprojektu (UE) 2019/1781, które mają wpływ na silniki elektryczne zabezpieczone przed wybuchem oraz na sprawdzone standardowe silniki elektryczne. Wraz z nowelizacją obowiązują następujące nowe zasady: Klasa efektywności energetycznej IE3 dotyczy 3-fazowych silników asynchronicznych o mocach znamionowych od ≥0,75 kW do ≤1000 kW, a ostatnio także silników 8-biegunowych, które wcześniej były wykluczone. Dotychczas górna granica mocy, od której zalecano klasę IE3, wynosiła ≤375 kW. Dodano specyfikacje dla mniejszych 3-fazowych silników asynchronicznych o mocach znamionowych od ≥0,12 kW do <0,75 kW. Muszą one teraz spełniać wymagania klasy efektywności energetycznej IE2. Dotyczy to silników 2-, 4-, 6- i 8 biegunowych. Zarówno klasa IE3, jak i klasa IE2 obejmuje teraz silniki elektryczne zabezpieczone przed wybuchem o rodzaju ochrony przed zapłonem Ex tb, Ex tc, Ex ec i Ex d. Usunięto dotychczasowe wyjątki dotyczące silników z hamulcem, silników z przetwornicą częstotliwości i silników zabezpieczonych przed wybuchem.
Obserwuj zmiany od lipca 2023 roku
Od 1 lipca 2023 roku zasady efektywności zostaną jeszcze bardziej zaostrzone. Klasa efektywności energetycznej IE2 będzie wówczas obowiązywać dla zabezpieczonych przed wybuchem (rodzaj ochrony przed zapłonem Ex eb) 3-fazowych silników asynchronicznych o mocach znamionowych od ≥0,12 kW do ≤1000 kW oraz dla 1-fazowych silników asynchronicznych ≥0,12 kW. Klasa efektywności energetycznej IE4 stanie się obowiązkowa dla 3-fazowych silników asynchronicznych od ≥75 kW do ≤200 kW oraz dla silników 2-, 4- lub 6-biegunowych. Wyjątkiem są tutaj silniki z hamulcem i silniki elektryczne zabezpieczone przed wybuchem.
W zastosowaniach, w których napęd jest potrzebny tylko przez krótki czas, można stosować standardowe silniki asynchroniczne o klasie efektywności IE1. Są one zaprojektowane z myślą o jak najlepszym wykorzystaniu materiału i najmniejszych kosztach inwestycyjnych. Od lipca 2021 roku jest to również możliwe dla S3 < 80% lub pracy krótkotrwałej zgodnie z nowym rozporządzeniem w sprawie ekoprojektu. Jednak jest coraz mniej regionów, w których te silniki są dopuszczone do pracy w trybie S1. W przypadku konieczności przemieszczania motoreduktorów wybór napędów IE1 może być również korzystny, ponieważ są one lżejsze, a zatem trzeba przemieszczać mniejszą masę.
Porównanie efektywności energetycznej IE3 i IE5+
Silnik UNIVERSAL spełnia nowe przepisy w sprawie ekoprojektu
Ze względu na obowiązujące od 1 lipca 2021 roku surowsze wymagania dotyczące efektywności energetycznej silników elektrycznych i układów regulacji prędkości obrotowej stosowanie silników IE3 w dodatkowych zakresach mocy jest nie tylko bardziej atrakcyjne ekonomicznie, ale również obowiązkowe. Dzięki energooszczędnemu silnikowi NORD UNIVERSAL dla zakresów mocy od 0,12 do 45 kW firma NORD DRIVESYSTEMS oferuje ekonomiczny silnik IE3, który odpowiada wymaganiom wszystkich międzynarodowych przepisów. Tam, gdzie wcześniej można było stosować silniki IE2 w połączeniu z przetwornicami częstotliwości, obecnie stosowane są wyższe standardy efektywności energetycznej. Podczas gdy w UE odstąpiono jeszcze od przepisów dotyczących klasy efektywności IE3 dla napędów o mocy poniżej 0,75 kW, w Chinach klasa IE3 jest już obowiązkowa od czerwca 2021 roku dla wszystkich 3-fazowych silników indukcyjnych o mocy od 120 W. Silnik UNIVERSAL obejmuje ten zakres mocy. Jest certyfikowany zgodnie ze wszystkimi powszechnie obowiązującymi normami i dlatego może być stosowany na całym świecie. Umożliwia to redukcję liczby wariantów i zapewnia decydujące korzyści pod względem kosztów, zwłaszcza w projektach międzynarodowych. Można go używać bez żadnych dostosowań na ważnych światowych rynkach Europy, USA, Kanady, Chin, Indii, Rosji i Ukrainy. Ta znaczna redukcja liczby wariantów jest możliwa dzięki certyfikacji silnika UNIVERSAL zgodnie z CE, UL, CSA, CCC, EAC, ISI i innymi certyfikatami. Redukcja wariantów krajowych skutkuje znacznymi oszczędnościami kosztów dla integratorów systemów i użytkowników, zwłaszcza w przypadku maszyn i instalacji sprzedawanych na całym świecie, a także projektów międzynarodowych. Przetwarza się i zarządza mniejszą liczbę wariantów i numerów części, wybór napędu staje się łatwiejszy, a nakłady związane z zakupem zmniejszone.
Przepisy UE dotyczące efektywności przetwornic częstotliwości
Aby uniknąć barier handlowych ze względów ekologicznych i zmniejszyć wpływ na środowisko produktów związanych z energią, Komisja UE wydała dyrektywę w sprawie ekoprojektu 2009/125/UE. Została ona transponowana do prawa krajowego przez ustawę o produktach związanych z energią (EVG) i wdrożona przez rozporządzenie wykonawcze (UE) 2019/1781 dotyczące silników elektrycznych i układów regulacji prędkości obrotowej. Norma DIN EN 68100-9-2 opisuje wskaźniki efektywności energetycznej układów regulacji prędkości obrotowej. Od 1 lipca 2021 roku obowiązują surowsze wymagania ze względu na nowe rozporządzenie w sprawie ekoprojektu (UE) 2019/1781: Wszystkie przetwornice częstotliwości (FI) sprzedawane od tego czasu w Unii Europejskiej muszą spełniać nową klasę efektywności energetycznej IE2. Dotyczy to wszystkich przetwornic częstotliwości zasilanych z sieci 3-fazowej w zakresie mocy od 0,12 kW do 1000 kW. Norma IEC 61800-9-2 definiuje klasy IE dla przetwornic częstotliwości i klasy IES dla systemów napędowych (Power Drive System = połączony silnik i przetwornica częstotliwości).