Eficiência energética com ecodesign

A segunda fase do Regulamento de Design Ecológico da UE eleva o padrão da eficiência energética dos motores elétricos – e o resto do mundo certamente o seguirá.

A eficiência energética tem um papel crítico a desempenhar na consecução do Net Zero. Embora algumas das tecnologias incluídas no roteiro para a descarbonização – como o hidrogénio verde e a captura de carbono – ainda não estejam prontas, já estão disponíveis equipamentos energeticamente eficientes. Por esta razão, a Agência Internacional de Energia (AIE) chama a eficiência de “o primeiro combustível – o combustível que você não precisa usar”.

Os motores elétricos são um lugar lógico para concentrar os esforços de eficiência energética. São essenciais em quase todos os setores e, coletivamente, consomem mais de 45% de toda a eletricidade gerada globalmente. Em parte, isso ocorre porque muitos motores em uso hoje são modelos mais antigos e com menor eficiência energética.

Para garantir que as instalações instalem motores modernos e energeticamente eficientes, a União Europeia (UE) publicou oRegulamento Conceção Ecológica . Esta legislação estabelece padrões mínimos de eficiência energética para novas instalações e atualizações de motores existentes com o objetivo de melhorar “a circularidade dos produtos da UE, o desempenho energético e outros aspectos de sustentabilidade ambiental”. Aqui está o que os engenheiros precisam saber sobre isso.

A UE utiliza padrões de Eficiência Internacional (IE) para descrever a eficiência do motor, onde cada aumento no número reflete perdas aproximadamente 20% menores que o anterior. O Regulamento Conceção Ecológica está a ser aplicado em duas fases. A primeira fase entrou em vigor em julho de 2021. Requer motores com potência nominal inferior a 0,75 kW para atingir a eficiência IE2 e motores acima de 0,75 kW para atingir a eficiência IE3. Este requisito inclui motores-freio com freios externos e motores projetados para atmosferas potencialmente explosivas.

A primeira fase foi um sucesso e a fase dois entrará em vigor a partir de 1º de julho de 2023. Esta fase se baseia nos requisitos estabelecidos na fase um. Na fase dois, IE4 se torna a classe de eficiência mínima para motores trifásicos de 1, 4 e 6 polos de área segura de velocidade única classificados entre 75 e 200 kW. A fase dois também requer motores com proteção “Ex be”, bem como motores monofásicos com potência nominal superior a 0,12 kW, para atingir a eficiência IE2 no mínimo. No entanto, a fase dois exclui motores com freio.

Estas alterações, aplicadas em grande escala, terão um enorme impacto até 2023. Prevê-se que o Regulamento Conceção Ecológica produza poupanças energéticas anuais de 110TWh – equivalente ao consumo total de energia dos Países Baixos.

As novas normas mínimas do Regulamento Conceção Ecológica são bem-vindas e desempenharão um papel significativo na descarbonização da indústria europeia. Para as empresas que procuram alcançar uma eficiência energética ainda maior, há potencial para ir mais longe. A última geração de pacotes de acionamento motorizado usa tecnologia de relutância síncrona (SynRM) para alcançar a eficiência IE5. As empresas podem estar interessadas em atualizar para os motores mais eficientes para minimizar as emissões ou devido aos argumentos financeiros convincentes para a eficiência.

O custo inicial de um motor representa apenas 2% do seu custo total de propriedade (TCO). Cerca de 1% vai para manutenção vitalícia e os 97% restantes são gastos em eletricidade. Comparado a um motor menos eficiente operando continuamente em velocidade máxima, um conjunto de motor e inversor SynRM pode reduzir os custos de energia em até 60%. Portanto, a eficiência do motor tem um impacto significativo no TCO do motor, especialmente quando os preços da energia são elevados.

Por exemplo, quando o fabricante australiano de alimentos Campbell's trocou quatro motores usados ​​em compressores de refrigeração para modelos SynRM IE5 de 55 kW, obteve grandes economias. Os motores eliminam mais de 130 toneladas de emissões de CO2. Os novos motores também economizam ao fabricante US$ 9.750 em custos de energia todos os anos.

Embora a UE seja a primeira região a aplicar os requisitos de eficiência do IE4, espera-se que outras regiões o sigam. É também provável que a legislação continue a exigir uma eficiência energética ainda maior nas indústrias – impulsionada por ambições de zero emissões líquidas e possibilitada por avanços contínuos na tecnologia.