Рынок электротехнической продукции Украины в настоящее время перенасыщен электродвигателями, которые имеют  низкую энергоэффективность  и, как правило, относительно низкую цену реализации.

В статье обоснован вывод о том, что экономически выгоднее купить и эксплуатировать электродвигатель, энергоэффективность которого декларируется производителем и соответствует стандартам ЕС чем «дешевый» электродвигатель с низким (во многих случаях с не декларируемым) показателем энергоэффективности.

Под энергоэффективностью понимается рациональное использование энергетических ресурсов, с помощью которого достигается уменьшение потребления энергии при том же уровне нагрузочной мощности.

В процессе преобразования энергии, часть ее теряется в виде тепла. Величина потерянной энергии определяется энергетическими показателями двигателя. Применение энергоэффективных электродвигателей позволяет существенно снизить потребление энергии и уменьшить содержание углекислого газа в окружающей среде.

Основным показателем энергоэффективности электродвигателя, является его коэффициент полезного действия (далее КПД):

η=P2/P1=1 – ΔP/P1, где

Р2 – полезная мощность на валу электродвигателя,
 Р1 – активная мощность потребляемая электродвигателем из сети,
 ΔP – суммарные потери возникающие в электродвигателе.

Очевидно, чем выше КПД (и соответственно ниже потери), тем меньше энергии потребляет электродвигатель из сети для создания той же самой мощности P2.

Следует отметить, что с ростом энергоэффективности увеличивается и срок службы двигателя. Это объясняется следующим. Источником нагрева двигателя являются потери, выделяемые в нем. Потери в электрических машинах (ЭМ) подразделяются на основные, обусловленные протекающими в ЭМ электромагнитными и механическими процессами, и добавочные, обусловленные различными вторичными явлениями. Основные потери подразделяют на следующие классы:

• механические потери (включают в себя вентиляционные потери, потери в подшипниках, потери на трение щеток о коллектор или контактные кольца);
• магнитные потери (потери на гистерезис и вихревые токи);
• электрические потери (потери в обмотках при протекании тока).
  
  Относительные затраты на приобретение и эксплуатацию  электродвигателей  в течение 10 лет распределяются следующим образом:
• затраты на приобретение - 5% 
• затраты на техническое обслуживание - 10%
• стоимость потребленной электроэнергии - 85%

Очевидно, что основные затраты – это стоимость потребленной электроэнергии.

Определим экономический эффект при сравнении затрат на электроэнергию при эксплуатации  электродвигателя, изготовленного на заводе  голландской фирмы ОМЕС, и «дешевого» электродвигателя. Разница между потребленной электроэнергией за год двигателем ОМЕС мощностью 30 кВт класса IE 3 с величиной КПД 93% и «дешевого» электродвигателя с КПД, в лучшем случае, 83% составит примерно 6000кВт-ч или в деньгах -  12000 грн., (при прогнозируемом тарифе 2,0 Грн за кВт/час). При цене  электродвигателя ОМЕС около 24000 Грн. и цене «дешевого» в два раза ниже получаем следующие результаты:

• срок самоокупаемости электродвигателя   ОМЕС только за счет экономии электроэнергии при сравнении с «дешевым»  составит  около двух лет;
• разность в цене двигателей компенсируется в течении первого года эксплуатации;
• каждый последующий год  эксплуатации дает  экономию 12000Грн.

От энергоэффективности электродвигателей напрямую зависит сумма в ежемесячном счете за элетроэнергию. В Европе электроэнергия значительно дороже, чем в Украине, поэтому каждый европеец пытается подбирать технологичное оборудование, потребляющее как можно меньше энергии. У нас же об этом задумывается гораздо меньшее количество людей, но и в нашей стране использование энергосберегающих технологий способно благополучно сказаться на «толщине вашего кошелька».

Оплачивая ежемесячные счета за электроэнергию мы должны думать о том, что годовые эксплуатационные затраты – это внушительная сумма, которой могла бы быть потрачена на другие цели.

По различным оценкам около 45%  электроэнергии расходуется   в промышленности электродвигателями. Каждое промышленное предприятие может легко рассчитать реальный экономический эффект от применения электродвигателей с высокой энергоэффективностью.
Например, при потреблении машиностроительным предприятием 15 ГВт-ч электроэнергии в год, при увеличении КПД электродвигателей на 5% стоимость потребленной электроэнергии уменьшится на 1,5 млн. грн. При суммарном потреблении предприятиями Украины в 2016 году около 50 млрд. кВт/час электроэнергии суммарная выгода составила бы   при том же условии 45 млрд. грн.

Становится понятным, почему согласно Директиве EuP (Energy-using Products-Directive), принятой Европейским Союзом, для рационального использования электроэнергии и уменьшения выбросов CO2 промышленными предприятиями, к 2017 году все электродвигатели должны соответствовать высшему классу энергоэффективности в соответствии с классификацией по стандарту IEC 60034-30.

Продажа двигателей более низкого класса будет запрещена.

Чтобы способствовать продвижению электродвигателей  с повышенным КПД, специалисты Международной электротехнической комиссии (IEC) создали систему классификации электродвигателей по уровню энергоэффективности. Она описана в международном стандарте IEC 60034-30-1 ed1.0:2014 "Электрические машины вращательного действия. Часть 30-1: Классы эффективности электродвигателей переменного тока с питанием от сети (код IE)". Этот документ заменяет и дополняет версию аналогичного стандарта  2008 года. Он предполагает группировку электродвигателей по КПД в рамках четырех классов:

• IE1 – стандартная энергоэффективность (Standard);
• IE2 – высокая энергоэффективность (High);
• IE3 – энергоэффективность уровня премиум (Premium);
• IE4 – энергоэффективность уровня супер-премиум (Super Premium).

На графике для различных классов энергоэффективности  приведена зависимость КПД от мощности электродвигателей.
 
ВЫВОДЫ

•  Приобретение и эксплуатация электродвигателей с высоким классом энергоэффективности  приносит конкретный экономический эффект даже при видимой дороговизне этих двигателей.
• Страны ЕС и другие развитые страны уделяют большое внимание энергоэффективности реализуемых  и применяемых  электродвигателей, что приносит на государственном уровне ощутимый эффект в энергоэффективности, экологии и т.д.  
• В Украине поставщики, изготовители и потребители продукции не уделяют должного внимания энергоэффективности используемых электродвигателей  и как следствие производят продукцию с низкими показателями энергоэффективности и при этом еще и несут финансовые потери.
• В  Украине на государственном уровне  не уделяется достаточно внимания  энергоэффективности реализуемых  и применяемых  электродвигателей, что с одной стороны негативно сказывается на выполнении государственной программы энергоэффективности страны,  с другой стороны открывает дорогу на электротехнический рынок Украины «дешевым» электродвигателям  с  низкими показателями энергоэффективности и, как следствие, плохого качества.

Юрий Степанцов
Технический директор
ООО «ЛБЮ-Тех»