Czym jest Ecodyrektywa i czego dotyczy?
Dyrektywa "Ecodesign " promuje poprawę efektywności energetycznej dla wielu
urządzeń, w tym także napędów elektrycznych. W 2011 roku Unia Europejska
wprowadziła minimalne wymagania w zakresie sprawności silników prądu
przemiennego. Dyrektywa Ecodesign ustanawia ramy prawne określające wymagania
dla wszystkich produktów związanych z energią i potencjałem do jej oszczędzania
w odniesieniu do krajowych, handlowych i przemysłowych sektorów w całej Europie.
Dyrektywa "Ecodesign" zwana jest także ErP , od jej pełnego tytułu "Ecodesign
Directive for Energy Related Products (ErP) 2009/125/EC". Zastąpiła ona
Dyrektywę EuP (Energy Using Products).
Na podstawie dyrektywy powstał szereg rozporządzeń w tym znane rozporządzenie
określające wymagania dotyczące minimalnych standardów efektywności (MEPS -
minimum efficiency performance standards).
Różne przepisy dotyczące efektywności energetycznej na całym świecie są
często oparte na tych samych standardach technicznych. Różnice między
poszczególnymi krajami czy regionami dotyczą jedynie czasu wprowadzenia i
wymaganego poziomu sprawności (IE2, IE3, itp.). Wymogi dotyczące dyrektywy
Ecodesign, które są ustanowione i dotyczą Unii Europejskiej, można łatwo
porównać z podobnymi inicjatywami w Ameryce Północnej i Australii.
Data wprowdzenia |
MEPS w Europie |
Dotyczy |
Zakres mocy |
16.06.2011 |
IE2 |
Silniki |
0,75-375kW |
01.01.2015 |
IE2 |
Silniki |
0,75,-7,5kW |
IE3 lub IE3 = przetw. częstotliwości |
Silniki |
7,5-375kW |
01.01.2017 |
IE3 lub IE2 + przetw. częstotliwości |
Silniki |
0,75 -7,5 kW |
2018 |
IE1(oczekiwane) |
Przetwornik czestotliwosci |
Wcześniej wspomniane już minimalne wymagania wydajności dla silników (MEPS)
są określone przez prawo. Rozporządzenie Komisji 640/2009 UE określa minimalną
klasę efektywności dla zdefiniowanej grupy silników. Na początku 2014 roku
rozszerzono zakres dodatkową zmianą 4/2014.
Jak klasyfikowane są silniki oraz przetwornice
częstotliwości?
Jak pokazano w tabeli 1 wymogi co do silników są jasno określone i obowiązują
praktycznie od 4 lat. Z początkiem tego roku zostały one jeszcze bardziej
zaostrzone w zakresie 7,5 -375 kW. Oznacza to w praktyce, że każdy nowo kupowany
i instalowany silnik z tego zakresu mocy powinien być albo w klasie IE3 albo IE2
ale współpracować z przetwornicą częstotliwości. Norma IEC 60034-30-1 określa
dla silników klasy efektywności IE1 - IE4. W rozporządzeniu UE obecnie używane
są tylko klasy IE1 - IE3.Wymagania dotyczące minimalnej sprawności i wydajności
odnoszą się do większości silników spełniających między innymi poniższe
kryteria:
- Praca ciągłaS1 lub praca przerywana S3z założonym czasem pracy> 80%
- 2 do 6 biegunów
- Zakres mocy 0,75-375kW
- Napięcie znamionowedo 1000 V
Nowością jest, że dyrektywa EcoDesign promuje poprawę efektywności
energetycznej w odniesieniu nie tylko do silników elektrycznych ale także dla
przetwornic częstotliwości. Podobnie do klasyfikacji IE silników, norma
EN50598-2 wprowadza również klasy IE dla przemienników częstotliwości.
Klasy IE dla przetwornic dotyczą:
- zakresu mocy od 0,12 do 1000kW
- napięcie znamionowe 100V-1000V
- systemy jednoosiowe AC/AC
Straty obliczane są przy 90% częstotliwości i 100% momencie obciążenia.
Pomiarom podlegają standardowe urządzenia, nie przewiduję się specjalnych trybów
testowych i pomiar dotyczy także wbudowanych elementów takich jak filtry RFI,
sterowniki czy opcje. Co ważne straty dla urządzeń dodatkowych nie wbudowanych
takich jak: zewnętrzne filtry RFI, opcje etc. nie są uwzględniane do
klasyfikacji IE. Natomiast muszą być podawane w dokumentacji jeśli sa większe
niż 0,1% mocy przetwornicy częstotliwości i wynoszą więcej niż 5W całkowicie.
Jest to szczególnie ważne z punktu widzenia klienta, który bez takich informacji
mógłby ocenić dwie w sumie różne przetwornice częstotliwości jako takie same i
kierować się tylko ceną. Jednak po dodaniu strat wynikających z tego, że pewne
elementy są zewnętrzne i dodatkowych kosztów związanych z instalacją klient
będzie w stanie określić sam opłacalność i energooszczędność danego
rozwiązania.

Dodatkowo w Dyrektywie pojawiają się również klasyIESdotyczące układów
przetwornic częstotliwości i silnika (zwanych PDS czyli Power Drive System).
Standard został opublikowany na początku2015. Norma EN50598-2 określa klasy
efektywnościIES0 do IES2dla kompletnych układów napędowych(PDS), czyli
przetwornicy częstotliwości i silnika. Zakres klasyIES1jest określany z
marginesem+/-20%. Dla przetwornic częstotliwości ten margines jest większy i
wynosi +/-25%. KlasyIESsą zdefiniowanew100%prędkości i przy 100% momencie
obrotowym. Określona jest również długość kabla pomiędzyprzetwornicą
częstotliwości isilnikiem. Odchylenia
odstandardowejdługościkablalubczęstotliwościprzełączaniasą dozwolone, ale muszą
być udokumentowane. Stratydla pracy przyczęściowym obciążeniusą
udokumentowaneprzez producenta. Zastosowanie i koncepcjajest podobna
doklasdotyczącychprzetwornic częstotliwości. Poniżej na rysunku 1 można znaleźć
zoobrazowaną w czytelny i jasny sposób wynikającą z norm i dyrektywy
klasyfikacjeefektywności energetycznej dlasilników, przetwornic częstotliwości
oraz układów silnik - przetwornica częstotliwości

Przetwornice częstotliwości Danfoss VLT® spełniają najsurowsze wymagania
obecnej normy. Oznacza to, że przetwornice częstotliwości VLT® są klasyfikowane
jako IE2 - czyli spełniają najbardziej efektywną klasę. Oczywiście pomiary
efektywności obejmują straty spowodowane wbudowanymi filtrami RFI i dławikami
DC. Pytanie co z tego wynika dla klienta ? W praktyce można powiedzieć, że
klient będzie w stanie wybrać produkt w oparciu o dane opracowane i podane
według tych samych standardów. klient VLT® razem z dobrej klasy silnikiem nawet
klasy IE2 i praktycznie każdym silnikiem IE3 / IE4, jest w stanie osiągnąć
najwyższą klasę IES - czyli IES2. I tym samym zapewnić, że proponowane
rozwiązanie jest optymalne pod względem strat a więc energooszczędne. Dodatkowo
w świetle drożejącej energii elektrycznej, wymogach jak najwyższej efektywności
energetycznej przetwornice częstotliwości VLT® firmy Danfoss zapewniają, że
oparte o nie rozwiązanie właśnie w aspektach sprawności i energooszczędności
zawsze stanowi ścisłą czołówkę.
Pytanie gdzie można sprawdzić dane odnośnie strat przy częściowym
obciążeniu i jak określić klasę sprawności?
Firma Danfoss przygotowała to tego program VLT® ecoSmart. Jest to narzędzie
do obliczania sprawności i klasy sprawności układu silnik-przetwornica
częstotliwości.
Jest to program dostępny online. Narzędzie VLT® ecoSmart
pozwala sprawdzić standardowe dane odnośnie strat przy obciążeniu częściowym dla
przetwornic częstotliwości Danfoss.
Dodatkowo można wprowadzać punkty
obciążenia częściowego specyficzne dla zastosowań.
Narzędzie VLT®
ecoSmart oblicza klasę sprawności i dane dla obciążenia
częściowego.
Dodatkowo pozwala utworzyć raport w formacie PDF na temat
danych strat przy obciążeniu częściowym oraz klasy skuteczności IE lub IES na
potrzeby dokumentacji.
VLT® EcoSmart można użyć do:
- Poszukiwania standardowych danych o stratach obciążenia dla napędów VLT®,
- Wprowadzenia żądanych specyficznych dla aplikacji punktów
obciążenia częściowego,
- Obliczenia klasyIE oraz danych dlaczęściowego obciążenia dlaprzetwornic
częstotliwości,
- Obliczenia klasy IESdla układu silnikaasynchronicznegoi przetwornicy
częstotliwości+,
- Stworzenia raportu w postaci pliku pdf z podaniemdanych o stratach
obciążenia częściowego i klasach efektywności IE lub IES,
- Eksportupunktów danychobciążeniaczęściowegodo innego systemu.
Danfoss Poland Sp. z o.o.
ul. Chrzanowska 5
05-825 Grodzisk Mazowiecki
tel. 22 755 06 68, fax 22 755 07 01