에너지 효율성을 위해 IE5 시대로 나아가다

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캐롤라인 헤이즈

게시일: 2023년 3월 14일 화요일

엔지니어링 부문이 더 큰 자동화를 달성하기 위해 지속 가능하고 경제적인 방법을 모색하는 가운데, IE5 모터의 폭넓은 채택을 방해하는 요인은 무엇입니까?

모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하여 부품을 구동합니다. 오늘날에는 EU에서만 80억 개 이상의 전기 모터가 사용되고 있는 것으로 추정됩니다. 가정, 사무실, 공장, 병원 장비 및 공장 장비에 사용할 수 있도록 모든 크기로 제공됩니다.

이는 전 세계 전력 소비의 50% 이상을 차지하는 것으로 추산되며, 연료 가격이 상승함에 따라 에너지 효율적인 운영은 환경적 문제뿐만 아니라 경제적 문제가 되었습니다. 보다 에너지 효율적인 모터를 사용할 수 있게 되면 CO2 배출 감소에 기여하고 국가가 순 제로 목표를 달성하는 데 도움이 됩니다.

산업용 모터는 컨베이어 벨트, 로봇 팔, 자동 가이드 차량 및 파이프를 통과하는 공기, 가스 또는 액체의 양을 조절하는 압축기의 토크와 속도를 제어하는 ​​데 사용됩니다.

이는 국제 효율(IE) 등급에 따라 등급이 매겨지며 각 효율 수준은 모터 작동 시 에너지 손실을 10~20% 적게 생성합니다(아래 상자 참조).

IE5 클래스는 가변 속도 작동용 모터에 대해 정의됩니다. ABB의 모터 및 발전기 영국 영업 관리자인 Richard Gee는 IE5 모터가 동급 IE2 모터보다 최대 50% 더 낮은 에너지 손실을 발생시키고 IE4 모터에 비해 20% 더 낮은 손실을 발생시킨다고 말합니다.

동기 모터는 영구 자석을 사용하거나 자기 저항을 통해 토크를 생성할 수 있습니다. 현재 IE5 영구 자석(PM) 모터, IE5 동기식 릴럭턴스 모터 및 IE5 PM 지원 동기식 릴럭턴스 모터를 사용할 수 있습니다. IE5 유도(또는 비동기) 모터를 만드는 작업이 진행 중이지만 이렇게 높은 효율을 달성하는 것은 어렵다고 Danfoss의 드라이브 인텔리전스 이사인 Norbert Hanigovszki는 말합니다.

사용되는 자석 유형은 모터의 비용과 크기에 영향을 미칩니다. 영구 자석에 사용되는 희토류 물질은 대부분 중국에서 채굴되기 때문에 희귀하고 지정학적으로 민감하다고 Hanigovszki는 설명합니다. 페라이트는 더 저렴한 자석이지만 더 약해서 모터가 더 커집니다.

추정에 따르면 IE5 모터는 현재 전체 모터 시장의 1%도 채 되지 않습니다. 채택이 느린 이유 중 하나는 정부가 IE3 이상의 모터를 요구하지 않기 때문일 수 있습니다. 이는 모터 제조업체의 지리적 위치에 따라 결정될 수 있다고 Hanigovszki는 말합니다. Danfoss, ABB, Siemens는 유럽에, GE와 Allen-Bradley는 미국에 있지만 중국에는 제조업체가 없습니다.

결과적으로 IE5 모터는 제품을 차별화하기 위한 도구이기는 하지만 필수품이 아닌 럭셔리 업그레이드로 여겨지고 있다. IE5 모터는 특별하게 제작되어야 하고 비용 절감이 즉시 실현되지 않을 수도 있다는 점을 염두에 두고 모터의 초기 비용뿐만 아니라 프로젝트의 총 비용도 고려해야 한다고 Hanigovszki는 조언합니다.

이는 IE5 모터가 난방, 환기 및 공조(HVAC), 담수 펌핑 및 폐수 처리와 같이 부분 부하 또는 부분 속도로 모터를 작동하는 대규모 프로젝트의 운영 비용과 에너지 사용을 절약할 수 있는 도시 프로젝트의 경우 특히 그렇습니다. 마을과 도시에 물을 공급하는 데 사용되는 전기는 일반적으로 전기 요금이 가장 높기 때문에 절약 효과가 상당할 것이라고 Hanigovszki는 말합니다.

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모터는 최소 20년 동안 작동하도록 설계되었지만 총 비용 절감은 상대적으로 빠르게 실현될 수 있습니다. ABB는 1,500rpm으로 작동하는 110kW 모터의 예를 인용합니다. IE5 모터와 IE3 모터의 초기 비용 차이는 "연간 에너지 비용 절감액에 비해 미미합니다". IE5 모터 패키지는 약 13개월 후에 비용 차액을 상환합니다. 또한, 남은 근무 기간 동안 계속해서 연간 저축을 창출할 것입니다. 약 10년 안에 감소된 에너지 사용량은 전체 IE5 패키지의 초기 비용을 충당할 것이라고 회사는 말합니다.