El sector industrial es, con mucha diferencia, el mayor consumidor de energía, dato confirmado por varios estudios que revelan que casi la mitad del consumo energético procede de la industria, dentro de la cual casi el 70% es atribuible a motores eléctricos, que representan alrededor de una tercera parte del consumo de energía total a nivel global. No obstante, la amplia mayoría de los motores instalados son antiguos, obsoletos y, en consecuencia, ineficientes. Desde enero de 2015, el reglamento 640/2009 de la Comisión Europea estipula que los motores eléctricos comercializados con una potencia nominal de 7,5 kW a 375 kW deben cumplir la clase de eficiencia IE3 (o la clase de eficiencia IE2 si están equipados con un variador de velocidad). En la siguiente fase, a partir de enero de 2017, el rango de potencia nominal se ha ampliado a motores de 0,75 kW a 375 kW. A pesar de los requisitos claramente especificados con anterioridad, algunos fabricantes de motores ya están ofreciendo, como estándar, motores de rendimiento superior que cumplen, o superan, la futura clasificación IE4. Las ventajas de ello son obvias: una reducción de las pérdidas de energía del 10% al 24% en comparación con el estándar IE3. Sin embargo, el nivel IE4 suele ser la máxima eficiencia alcanzable con un motor de jaula de ardilla. Aumentar el nivel de eficiencia El próximo paso en la evolución de la eficiencia energética consiste en ofrecer motores con un rendimiento conforme a IE5. Algunos fabricantes ya están diseñando activamente o incluso produciendo productos con esta clasificación. Esta tendencia se ve impulsada por los clientes que buscan la mayor eficiencia posible, ya que el resultado de ello se traduce en un reducido consumo de energía y, por consiguiente, un ahorro de costes, lo que no se puede subestimar. A lo largo de la vida útil de la mayoría de las aplicaciones, los costes de energía superan con creces el precio de compra y los gastos de mantenimiento del motor. Sin embargo, si la industria requiere la ‘ultraeficiencia’ conforme a IE5, se deben considerar nuevas tecnologías en el diseño de motores, más allá del motor con jaula de ardilla. En este caso, el objetivo es seguir reduciendo las pérdidas, en hasta el 20%, respecto al estándar IE4. Existen varias tecnologías que ofrecen el potencial de alcanzar niveles más altos de eficiencia. Analicemos más de cerca dos de ellas, en concreto, los motores de imán permanente y los motores síncronos de reluctancia. Industry is by far the largest consumer of energy, with some studies suggesting that almost half of global energy consumption comes from this sector. Electric motors account for almost 70% of the energy consumption of industrial users, representing around one third of total global energy consumption. And yet the vast majority of installed motors are old, outdated and consequently inefficient. From January 2015, European Commission Regulation 640/2009 stipulates that electric motors for sale with a rated output of 7.5 to 375 kWmust meet the IE3 efficiency class (or the IE2 efficiency class if equipped with a variable speed drive). In the next phase, as from January 2017, the rated output range has been extended from 0.75 kW to 375 kW. Despite this clear statement of requirements, some motor manufacturers are already offering superior premium efficiency motors as standard that comply with, or even exceed, the forthcoming IE4 classification. The benefits speak for themselves: a reduction in energy losses ranging from 10% to 24%, compared to the IE3 standard. However, IE4 is typically the highest level of efficiency that can be achieved with a standard squirrel cage motor. Taking efficiencies to the next level The next step in the evolution of energy efficiency is to offer motors that are IE5 compliant. Some manufacturers are already actively designing and even producing products that offer this classification. This is being driven by customers who want to achieve the maximum possible efficiencies, as the resultant reduced energy consumption and associated cost savings, cannot be underestimated. Over the lifetime of most applications, energy costs far outweigh motor purchase and maintenance costs. However, if industry requires the ‘ultra-efficiency’ of IE5, then new technologies in terms of motor design must be considered, beyond the squirrel cage motor. The goal here is to reduce losses further by up to 20% compared to IE4. There are a number of technologies that offer the potential to achieve greater efficiencies. This article takes a closer look at two such technologies: permanent magnet and synchronous reluctance motors. LA DESMITIFICACIÓN DE LOS ESTÁNDARES IE El crecimiento de la población mundial y el desarrollo económico han generado una enorme demanda de energía, con el consiguiente aumento del consumo de combustibles fósiles y mayores niveles de contaminación atmosférica. La Unión Europea se ha propuesto reducir las emisiones de CO2 en un 40% antes del 2030, utilizando fuentes de energía renovable y mejorando la eficiencia energética. Teniendo en cuenta este objetivo ambicioso, la UE ha atribuido una alta prioridad al uso eficiente de la energía consumida. DEMYSTIFYING IE STANDARDS Global population growth and economic development have generated significant energy demand, resulting in increased use of fossil fuels and greater levels of atmospheric pollution. The European Union has proposed targets to reduce CO2 emissions by 40% before 2030 through the use of renewable energy sources and improved energy efficiency. Given this ambitious target, the EU has placed a high priority on increasing the efficient use of energy consumed. Eficiencia Energética: Instalaciones Industriales | Energy Efficiency: Industrial Installations FuturEnergy | Octubre October 2017 www.futurenergyweb.es 19
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