نوشته‌ها

کاهش هزینه و انرژی با جایگزینی موتور خطی با سیستم های پنوماتیک (1)

قسمت اول               قسمت دوم مقاله

تحلیلگر TCO اثبات کرد، با جایگزینی درایوهای الکتریکی با سیلندرهای بادی حتی برای کاربردهای ساده، هزینه عظیمی ذخیره می شود.
درایوهای الکتریکی خطی هر چه بیشتر در کاربردهای مختلف، جایگزین سیلندرهای بادی مرسوم می شوند. دلایل این جایگزینی شامل راندمان پایین، هزینه بالای راه‌اندازی، پیکربندی دوباره، سرویس، تعمیر و نگهداری و کنترل محدود و ناسازگار سیستم های بادی است. به تازگی مقایسه صورت گرفته در خصوص هزینه تمام‌شده، نشان می‌دهد که در درایوهای الکتریکی خطی، قیمت قطعات و هزینه برق لازم، در کمتر از یک ماه، حتی با حرکت خطی ساده نقطه‌به‌نقطه با دو نقطه نهایی، هزینه خود را تأمین می کنند. همچنین به میزان قابل ملاحظه ای اثر کربن (آلاینده‌های صنعتی) را کاهش داده و در طراحی فرایند ساخت و سیستم‌های مانیتورینگ تولید، انعطاف عظیمی را فراهم می کند.

ویژگی های درایوهای پنوماتیک یا بادی، شامل ارزان بودن، مقاوم در برابر عامل‌های خارجی (مانند نوسان حرارتی و گردوخاک) و مقاومت بالا در اضافه‌بار است. همچنین راه اندازی آن ساده است و در مواقعی که به شکل عمودی نصب می شوند نیازی به جریان نگه‌دارنده ندارند. از دستگاه های بادی برای جابه‌جایی و تمیزکاری در طبقات فروشگاهی و محیط های صنعتی استفاده می‌شود؛ بنابراین شکی نیست که می توان از دستگاه های بادی در گستره وسیعی از کاربردهای صنعتی و خانگی استفاده نمود.
ازآنجایی‌که کمپرسور تنها می تواند بخش کوچکی از انرژی ورودی را به نیروی مفید تبدیل کند و اکثر انرژی مصرف‌شده به شکل گرما از دست می رود، هوای فشرده یکی از گران ترین انرژی هاست. با وجود استفاده از آخرین تکنولوژی تنها حدود ۳۰% از بهره انرژی ورودی قابل‌دستیابی است. به دلیل محدودیت های فیزیکی، افزایش بهره بیش از این مقدار تقریباً غیرممکن است. علاوه بر آن قیمت بالای کنونی موتور، کمپرسور، راه‌اندازی و تلفات اجرایی و هدر رفت ضمن فشرده‌سازی دستی هوا، در عمل منجر به افزایش نواقص نشتی می‌شود و هزینه را افزایش می‌دهد. در واقع، پس از هدر رفت تبدیل اضافی در محرک (بدون بهینه سازی)، تنها حدود ۵% از انرژی ورودی به‌عنوان انرژی مفید در دسترس است (شکل، اسلاید ۱۹). طراحی بهینه برای سیستم های لوله‌کشی و محرک ها، پیدا کردن سریع نشتی ها و بهبود سیستم های گرمایشی می تواند بهره وری را افزایش دهد. وزارت محیط آلمان نرخ پتانسیل ذخیره انرژی را ۲۰ تا ۴۰% اعلام کرده است، در حالی که دیگر کارشناسان به‌طور ویژه پتانسیل ذخیره انرژی را بیشتر از این محاسبه کرده‌اند.
سیستم های پنوماتیک: ۲/۳ از هزینه های عملیاتی را صرف انرژی می کند
حتی اگر بتوان مشخص کرد که همه پتانسیل ذخیره‌شده چقدر است، همچنان سیستم های بادی، انرژی ورودی را بسیار ناکارآمد استفاده می کنند. در بهترین حالت، بیشترین بهره ۱۰% است که می‌توان آن را نیز در محاسبه هزینه کلی کمپرسورها (هزینه کلی سرمایه‌گذار TCO) در نظر گرفت. در حالی که حدود ۱۰% از کل قیمت برای تهیه کمپرسور مصرف می‌شود و حدود ۱۰% دیگر برای نگهداری سیستم، هزینه انرژی باید به‌طور معمول بالای ۷۰ تا ۸۰% هزینه کلی عمر سیستم و کمپرسور باشد.
نباید جای شگفتی باشد، در حالی که کارخانه‌ها هرچه بیشتر می‌کوشند که در هنگام افزایش قیمت انرژی، آگاهی بخشی در مورد هوای پاک (به‌ویژه انتشار دی‌اکسید کربن) را زیاد کنند تا کمپرسورهای هوا از کارخانه‌ها حذف، یا دست‌کم تا حد امکان به حداقل برسد.
امروزه، تقریباً سیستم جایگزینی که مجهز به کمپرسور هوا است به‌جای درایوهای الکتریکی وجود ندارد. درحرکت‌های خطی برای همه مقاصد الکتریکی، استفاده از موتورهای خطی لوله ای ‌شکل جایگزین خوبی است و در بسیاری از کاربردها، به‌صرفه است. شرکت لینموت انواع موتورهای خطی را در طرح‌های متفاوت و طیف‌های توانی مختلف تولید کرده است.

منبع: ترجمه از متن انگلیسی مقاله “Gesamtbetriebskosten Optimierung mit elektrischen Linearantrieben”