Wpływ unormowań unijnych na wybór metody poprawy sprawności energetycznej napędu elektrycznego po 16 czerwca 2011 r.

W praktyce powinno to oznaczać całkowite zniknięcie z rynku tak zwanych silników standardowych (klasa IE1). Rozporządzenie to jest uszczegółowieniem dyrektywy 2005/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię elektryczną.

Wprowadzona w 2005 roku dyrektywa ramowa 2005/32/WE jest odpowiedzią na stale rosnący udział napędów z silnikami elektrycznymi w strukturze konsumpcji energii elektrycznej. Systemy, w których wykorzystuje się silniki elektryczne, zużywają ok. 70% energii elektrycznej pobieranej przez przemysł. W badaniu przygotowawczym przeprowadzonym przez Komisję stwierdzono, że zużycie energii elektrycznej przez silniki w roku 2005 wyniosło 1067 TWh, co odpowiada 427 Mt emisji CO₂, a prognozowane zużycie energii w roku 2020 wyniesie 1252 TWh.

Według ekspertów Komisji łączny potencjał ekonomicznie opłacalnej poprawy sprawności energetycznej napędów elektrycznych wynosi od 20 do 30%, a głównym czynnikiem pozwalającym na jego osiągnięcie jest wykorzystanie silników o podwyższonej sprawności energetycznej oraz układów pozwalających na sterowanie ich prędkością obrotową. Wprowadzona w życie dyrektywa ramowa wraz z powiązanymi z nią rozporządzeniami powinna pozwolić na zaoszczędzenie w roku 2020 około 315 TWh energii (w stosunku do scenariusza zakładającego rezygnację z działań proekologicznych i oszczędnościowych). Zmniejszenie zużycia energii o 315 TWh oznaczać będzie, że w roku 2020 kraje UE zużywać będą mniej energii niż w roku 2005, pomimo wzrostu PKB.

Efektywność energetyczna polskiej gospodarki rozumiana jako stosunek wielkości zużycia energii odniesiony do uzyskiwanej wielkości efektu użytkowego, jest około 3 razy niższa niż w najbardziej rozwiniętych krajach europejskich i około 2 razy niższa niż średnia w krajach Unii Europejskiej. W ciągu ostatnich 10 lat w Polsce dokonał się ogromny postęp w zakresie efektywności energetycznej. Energochłonność PKB spadła bowiem blisko o 1/3 (rys. 1.).

Projektując lub modernizując układy napędowe musimy pamiętać, że napędy, tak jak wszystkie produkty rąk ludzkich, w większym lub mniejszym stopniu wpływają na stan środowiska naturalnego. Analizując ten wpływ musimy uwzględnić etapy życia produktu, poczynając od jego wytworzenia, poprzez okres eksploatacji, na utylizacji kończąc. Wszystkie te etapy wymagają dostarczenia energii. W celu ochrony środowiska i umożliwienia zrównoważonego rozwoju krajów członkowskich Unii Europejskiej, Parlament Europejski i Rada Europy wydały szereg dyrektyw dotyczących efektywności energetycznej. Dyrektywy te są wiążące dla wszystkich państw członkowskich. Do polskiego systemu prawnego zostały one wprowadzone Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 17 grudnia 2010 r., w sprawie procedur oceny zgodności wyrobów wykorzystujących energię oraz ich oznakowania.

Do chwili obecnej ukazało się 13 rozporządzeń wykonawczych do tych dyrektyw. Wydane rozporządzenia dotyczą głównie urządzeń AGD (pralki, lodówki, zmywarki, sprzęt oświetleniowy) i sprzętu RTV (telewizory oraz proste set-top boksy). Przywołane na początku artykułu rozporządzenie określa:

• wymogi dotyczące sprawności silników elektrycznych o mocach od 0,75 kW do 375 kW posiadających od 2 do 6 biegunów i zasilanych prądem trójfazowym z sieci o napięciu do 1000 V,
• wymogi dotyczące informacji o produkcie w odniesieniu do silników,
• zasady i sposoby dokonywania pomiarów i obliczeń,
• procedury weryfikacji,
• orientacyjne poziomy odniesienia.

W rozporządzeniu określono między innymi harmonogram wprowadzania wymogów dla poszczególnych grup silników i tak:

• od 16 czerwca 2011 r. silniki muszą odpowiadać co najmniej klasie sprawności IE2,
• od 1 stycznia 2015 r. silniki o mocy znamionowej w granicach 7,5–375 kW muszą odpowiadać co najmniej klasie sprawności IE3 lub odpowiadać klasie sprawności IE2 oraz być wyposażone w sterownik bezstopniowy,
• od 1 stycznia 2017 r. wszystkie silniki o mocy znamionowej w granicach 0,75–375 kW muszą odpowiadać co najmniej klasie sprawności IE3, lub odpowiadać klasie sprawności IE2 oraz być wyposażone w sterownik bezstopniowy.

Klasy sprawności IE2 oraz IE3 określone są w normie IEC 60034-30 i zastępują dotychczasowy podział na klasy EFF1, EFF2, EFF3 określone przez CEMEP (Stowarzyszenie Europejskich Producentów Maszyn Elektrycznych i Energoelektroniki) w 1998 r. Zamieszczony na rysunku 2. wykres przedstawia minimalne wymagania, które muszą spełnić silniki o 4 biegunach i mocach znamionowych od 0,75 kW do 375 kW, aby znaleźć się w odpowiedniej klasie sprawności. I tak:

• silniki, których sprawność znajduje się poniżej granatowej linii na powyższym wykresie, zaliczane są do klasy sprawności IE1,
• silniki, których wartość sprawności znajduje się pomiędzy liniami granatową a czerwoną, zaliczane są do klasy sprawności IE2,
• silniki, których wartość sprawności jest powyżej czerwonej linii, zaliczane są do klasy sprawności IE3 (silniki Premium).