شرکت KSE Infinity سنگاپور

این روزها به دلیل تعداد و قدرت تجهیزات، صنایع هر کشور، مصرف کننده عمده انرژی الکتریکی بوده و بیش از هر زمان دیگری برای دستیابی به اهداف سختگیرانه کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن، تحت فشار هستند. با توجه به عدم توانایی فناوری الکتروموتورهای فرکانس متغیر و خطوط انتقال ابررسانا در افزایش بازده انرژی سیستم های بار ثابت، فناوری موج متوازن (BWT) به عنوان راه حلی برای غلبه بر این محدودیت ها پیشنهاد می شود.

فرآیند تولید در صنایع مختلف دارای پیچیدگی های مخصوص به خود است و می تواند شامل درجه حرارت ، فشارهای کاری و گشتاورهای بالا باشد. بنابراین فرآیند تولید به مقدار زیادی انرژی و سرمایه نیاز دارد. گزارشات آژانس بین المللی انرژی نشان می دهد که افزایش بهره وری انرژی بین سالهای 2000 تا 2016 ، مصرف جهانی انرژی را تا 12 درصد کاهش داده است ، همچنین برای صنایع عمده مصرف کننده انرژی ، جلوگیری از افزایش انتشار کربن ، صرفاً با استفاده از انرژی های تجدید پذیر امکان پذیر نیست. در نتیجه ، افزایش بهره وری انرژی الکتریکی در مراکز عمده مصرف ، مستلزم معرفی فناوری های جدید و مقرون به صرفه جهت افزایش بهره وری مصرف انرژی، به عنوان رویکردی مکمل و جامع برای صرفه جویی در مصرف انرژی است. بنابراین بهینه ساز BWT با دوره بازگشت سرمایه در حدود دو سال ، یک راه حل منحصر به فرد و بی نقص برای دسترسی آسان به اهداف بهره وری انرژی است.

یک گام عملی برای افزایش بهره وری انرژی ، به حداقل رساندن اتلاف انرژی در سیستم های موجود است که از موتورهای الکتریکی به عنوان محرک استفاده می کنند. دلایل اتلاف انرژی در سیستم های الکترومکانیکی به دلیل تفاوت در اجزای داخلی و متغیرهای موثر بر عملکرد آنها متفاوت است.
روشهای فعلی مورد استفاده برای بهبود کارایی این سیستم ها عمدتا بر یک موضوع متمرکز است و آن کاهش اتلاف عمده انرژی است که ناشی از عدم تطابق بین توان خروجی موتورهای سرعت ثابت و توان مکانیکی مورد نیاز سیستمهای الکترومکانیکی میباشد.
در مواردی که از حداکثر سرعت ثابت استفاده نمی شود ، استفاده از درایوهای فرکانس متغیر (VFD) می تواند مصرف انرژی را 30 تا 50 درصد کاهش دهد. VFD ها می توانند فرکانس و ولتاژ را تغییر داده و سرعت را برای بارگذاری مناسب الکتروموتور تنظیم کنند و بنابراین از تولید قدرت بلااستفاده جلوگیری می کند. اما عملکرد خود این سیستم ممکن است به مقدار قابل توجهی انرژی نیاز داشته باشد و انرژی مضر مانند فرکانس های هارمونیک نیز ایجاد شود.

فناوری موج متوازن در سال 2008 برای صرفه جویی در مصرف انرژی مدارهای الکتریکی با به حداکثر رساندن قدرت جریان های الکتریکی توسط KSE Co. Ltd. معرفی شده است .هرچه رسانایی بیشتر باشد ، مقاومت کمتر است ، بنابراین جریان تقویت شده می تواند با به حداقل رساندن اتلاف انرژی الکتریکی ، بازده انرژی را بهبود بخشد. این فناوری با کاهش الکترون های موجود در مدار ، امواج الکترومغناطیسی ، اصطکاک الکترون و ارتعاش ، گرما و نویز را کاهش می دهد. مفاهیم اساسی این فناوری شامل قانون اثر فوتوالکتریک ، قانون اثر کامپتون ، قانون اثر فتوشیمیایی و خواص نوری سرامیک و به ویژه (تیتانات زیرکونات لانتانوم سرب PLZT) است. PLZT یک جاذب نور سرامیکی فروالکتریک است که توانایی افزایش چگالی انرژی را دارد. با استفاده از PLZT ، می توان نور خروجی از یک منبع قدرتمند نور را در یک سیستم موج متوازن جمع آوری کرد. در برهم کنش نور و ماده ، نوسانات شدت نور ، انرژی جنبشی الکترون های جدا شده از فلز را تغییر می دهد و فوتونها می توانند طول موج الکترونهای آزاد را افزایش داده و اندازه حرکت آنها را برای متمرکز کردن جریان در امتداد خط مرکزی انتقال دهنده جریان تغییر دهند .
اساس کار BWT تمرکز طول موج های مادون قرمز مصنوعی بر روی یک نیمه هادی متشکل از PLZT و سرامیک های نوری است که با یک پالس نوری کوچک به خط انتقال متصل از منبع تغذیه به مصرف کننده انرژی تابانده می شود. بنابراین BWT به جای تمرکز بر قسمت های مختلف سیستم الکترومکانیکی مانند موتورها ، پمپ ها ، کمپرسورها ، شیرها ، لوله ها و سیستم های کنترل ، می تواند انرژی را برای کل سیستم صرفه جویی کند.

استفاده از بهینه ساز BWT در تابلو موتورهای الکتریکی، کاهشی در حدود 10.46 درصد در مصرف انرژی در یک دوره پایش 5 هفته ای را نشان داده است.

چند نمونه از مطالعات در مورد استفاده از BWT در موتورهای الکتریکی سیستم های پمپاژ آب در جدول 1 نشان داده شده است و کاهش مصرف انرژی از 8.6 تا 12.0 درصد را نشان می دهد. بهترین حالت عملکرد BWT زمانی است که برای یک دوره خاص روی موتور اعمال شود. دوره راه اندازی (دوره القایی) بسته به بازده موتور ، شرایط سیستم و تجهیزات قدیمی و جدید ، دوره استفاده از تجهیز و تمیزی شبکه از 12 هفته تا 16 هفته متغیر است و بهره وری انرژی سیستم به دلیل اثر تجمعی BWT به تدریج بهبود یافته است. بنابراین ، در میان سیستم های ارتقا یافته سه شرکت مورد مطالعه ، طول و تداوم عملکرد SNC-Lavalin بیشترین صرفه جویی در انرژی را به دست آورد. با استفاده از BWT ، علاوه بر صرفه جویی در انرژی ، دمای موتورها تقریباً 2 درجه سانتیگراد کاهش می یابد و در نتیجه با فرض ثابت ماندن سایر شرایط ، عمر مفید موتورهای الکتریکی افزایش می یابد . همچنین دمای سیستم انتقال قدرت کمتر به شکل گرما از دست می رود و دمای خط مقاومت نیز کاهش می یابد. این نشان می دهد که BWT اصطکاک الکترون را کاهش می دهد.