كيف تساعد حلول المحركات الموفرة للطاقة المصانعَ في تحقيق أهداف التحوُّل نحو خفض الانبعاثات الكربونية

للكثير من المصانع، يبدأ خطة خفض الانبعاثات الكربونية بالأهداف والتقارير، ثم تتوقف عند خط الإنتاج. وتبقى فواتير الكهرباء مرتفعة، بينما تكون فرق المعدات مشغولة أصلاً، كما أن استبدال كل محرك دفعة واحدة غير عمليٍّ ولا ضروريٍّ. ويحوّل حل محركات توفير الطاقة هذه الطموحات الواسعة إلى سلسلة من القرارات التشغيلية: تحديد أماكن الاستخدام الفعلي للكهرباء، وتحديد أولويات دورات التشغيل التي تتعرّض لأكبر قدر من الخسائر، وتحديد المجموعة المناسبة من المحرك والتحكم، والتحقق من النتيجة بعد التشغيل.

يهمّ ترتيب هذه الخطوات لأن أنظمة المحركات تمثّل عاملًا كبيرًا في استهلاك الطاقة. وتشير مذكّرة أنظمة المحركات الكهربائية التابعة للوكالة الدولية للطاقة (IEA 4E) إلى أن أنظمة المحركات الكهربائية استهلكت ٥٣٪ من إجمالي الكهرباء العالمية في عام ٢٠٢٣. وهذه النسبة ليست معيارًا خاصًّا بمصنعٍ ما، لكنها توضّح سبب وجوب إيلاء حلول توفير الطاقة للمحركات نفس درجة الاهتمام الإداري التي تُولى لأنظمة الهواء المضغوط والبخار والحرارة العملية.

ابدأ بالمشكلة المتعلقة بالكربون الكامنة وراء قائمة استبدال المحركات

قائمة المحركات القديمة ليست بعدُ خطةً للتخفيض من الانبعاثات الكربونية. والسؤال الأكثر فائدة هو: أي الأحمال التي تُشغّلها المحركات تعمل لفترة كافية، أو بجهد كافٍ، أو بكفاءة منخفضة بما يكفي ليكون التحديث ذا جدوى؟ فمضخّات الهواء والمراوح والمضخّات والناقلات والمزيجات ومعدّات التبريد غالبًا ما تختلف أحمالها اختلافًا كبيرًا. فقد يوفّر محركٌ يعمل تحت حمل خفيف في ورديتين فرصةً أفضل من محرك أكبر يستخدم نادرًا.

يبدأ حل موفر للطاقة للمحركات بتحديد قاعدة مرجعية. سجّل تصنيف المحرك، وساعات التشغيل، والحمل الفعلي، وعدد مرات التشغيل في الساعة، وأسلوب التحكم في السرعة، وتاريخ الصيانة، واستهلاك الكهرباء المقاس عند الإمكان. ثم اجمع هذه السجلات مع عامل انبعاثات الشبكة الكهربائية للموقع أو طريقة الحساب الداخلي للكربون. وبذلك يحصل فريق التشغيل وفريق الاستدامة وفريق المالية على منهجية مشتركة واحدة لتقييم المشاريع، بدلًا من الاعتماد فقط على التصنيفات المكتوبة على اللوحة التعريفية.

وهنا توجد تصحيحٌ مفيدٌ يجب إدخاله: فالكفاءة العالية عند الحمل المُصنَّف أمرٌ مهمٌ، لكنه ليس الحل الكامل. فإذا تغيّر الحمل تغيُّرًا كبيرًا، فقد يؤدي التحكم بالانقباض أو التوجيه جانبيًّا أو التشغيل المتكرر في وضع الخمول إلى هدر طاقة أكبر مما يمكن استعادته بتغيير فئة المحرك. ولذلك فإن حل موفر للطاقة للمحركات ينظر بشكل فعّال إلى النظام الذي تديره المحرك وكذلك أنظمة التحكم، بالإضافة إلى المحرك نفسه.

أينما يناسب استخدام محرك بكفاءة IE4/IE5

يمكن أن يكون محرك ذو كفاءة من الفئة IE4/IE5 مكوّنًا مهمًّا في مسار الترقية، لا سيما عندما يعمل المحرك لساعات طويلة أو يتعرَّض لظروف تحميل جزئي متكرِّرة. وتلاحظ «الاجتماع الوزاري للطاقة النظيفة» أن خسائر المحركات القياسية من الفئة IE4 أقل بنسبة ١٥٪ تقريبًا من خسائر محركات الفئة IE3، بينما تمثِّل الفئة IE5 مستوى كفاءة فائق التميُّز. وتصف هذه المقارنة خسائر المحرك تحت ظروف الفئة ذات الصلة؛ ولا ينبغي تحويلها إلى وعد عام بتحقيق وفورات في استهلاك الكهرباء في الموقع بأكمله.

للمصنع، يعتمد الاختيار الصحيح على طبيعة الاستخدام. ويجب أن تشمل حلول محركات توفير الطاقة التحقق من متطلبات العزم، ومدى السرعة، وطريقة التشغيل الأولي، وجودة التغذية الكهربائية، ودرجة حرارة البيئة المحيطة، ومتطلبات الغلاف الواقي، وطريقة التثبيت، والتوافق مع محركات التردد المتغير. وإذا بقيت درجة حرارة البيئة ضمن النطاق المحدد للمحرك، فإن فئة الكفاءة يمكن أن تكون معلومة تخطيطية موثوقة. أما إذا كانت الموقع أكثر حرارة أو غبارًا أو رطوبةً، أو يعاني من مشكلات في جودة الجهد، فيجب حل مسألة الهامش الحراري والتخفيض من القدرة قبل إصدار أمر الشراء.

لهذا السبب، فإن تحديد محرك بكفاءة IE4/IE5 المحرك بناءً فقط على ملصق كفاءته قد يكون غير كافٍ. فقد تستفيد المروحة أو المضخة المزودة بمحرك تردد متغير استفادةً كبيرةً من توافق المحرك ومحرك التردد المتغير ومنطق التحكم والنقطة المُحددة للعملية. أما ناقل الحركة ذي الحمل الثابت فقد يتطلب حالة اقتصادية مختلفة. وبالمقابل، فإن الحل الأمثل لمحركات توفير الطاقة هو الذي يتناسب مع دورة العمل الفعلية، بدلًا من افتراض أن المواصفات المتميزة تُعد تلقائيًّا الخيار الأقل استهلاكًا للطاقة.

ابنِ التحوُّل على مراحل عملية

١. ابحث عن مجموعة الفرص ورتِّبها حسب الأولوية

جمِّع المحركات حسب الوظيفة والملف التشغيلي. ابدأ بالمعدات التي تعمل لساعاتٍ طويلة، أو التي تتكرَّر فيها عمليات الإصلاح بكثرة، أو التي تكون أكبر من الحاجة، أو التي تستخدم خنقًا ميكانيكيًّا، أو التي تقترب من وقت استبدالها المخطط له. وباستخدام حلول محركات توفير الطاقة، يمكن حينها ترتيب المشاريع حسب الأثر المتوقَّع في استهلاك الكهرباء، والأثر على الانبعاثات الكربونية، وأهميتها لاستمرارية الإنتاج، ونافذة التركيب المتاحة، والتكلفة الإجمالية للملكية. والمقصود ليس إنشاء نموذج شاملٍ بالكامل، بل جعل قرار الترقية التالي واضحًا وشفافًا.

٢. عرِّف الحزمة التقنية، وليس المحرك فقط

لكل أصلٍ ذي أولوية، تأكَّد من منحنى الحمل المُدار وظروف الموقع. وحدِّد ما إذا كانت هناك حاجة إلى محرك بكفاءة من الفئة IE4/IE5، أو محرك بتردد متغير، أو ناقل حركة معدَّل، أو تغذية راجعة من أجهزة الاستشعار، أو تعديل في التحكم بالعملية. وفي العديد من المصانع، يحقَّق أكبر فائدةٍ عن طريق إزالة التدفُّق أو الضغط غير الضروريين، بدلًا من استبدال مكوِّنٍ معزولٍ. وهنا بالضبط تتحوَّل حلول المحركات الموفرة للطاقة إلى تحسينٍ نظاميٍّ، لا مجرد بديلٍ من الكتالوج.

٣. احسب حالة العمل بشكلٍ محافظ

تقدير الاستهلاك السنوي للطاقة من البيانات التشغيلية المقاسة أو الموثوقة، ثم مقارنة التكوين المقترح بالمستوى المرجعي. ويشمل ذلك افتراضات الشراء والتركيب والتشغيل الأولي والصيانة المتوقعة والتعرض لفترات التوقف عن العمل وأسعار الكهرباء. ولا يُعامل كل كيلوواط ساعة يتم تجنبها على أنه مضمون. وقد وجدت وثيقة فرصة سوقية صادرة عن وزارة الطاقة الأمريكية أن التقنيات والممارسات الناضجة يمكن أن تقلل متوسط استهلاك محركات القطاع الصناعي في التصنيع بنسبة تتراوح بين ١١٪ و١٨٪؛ وهذه نسبة مرجعية قطاعية، وليست نتيجة مضمونة لخط إنتاج فردي.

إن حل توفير الطاقة للمحركات السليم يجعل الافتراضات واضحة. وبذلك يستطيع قسم التمويل اختبار سيناريوهات أسعار الطاقة، بينما يمكن لأفرقة الاستدامة تحويل تخفيضات الكهرباء المؤكدة إلى تخفيضات في الانبعاثات الكربونية باستخدام المنهجية المعتمدة من قبل المنظمة.

٤. التشغيل الأولي، والقياس، والتحسين

لا يُعتبر المشروع مكتملًا عند تشغيل المعدات الجديدة. ويجب أن تشمل القياسات السابقة واللاحقة فترة التشغيل، والطاقة، والسرعة، ومخرجات العملية، وأي مؤشرات تتعلق بالجودة أو الموثوقية التي تهم التطبيق. وتحقق من معايير المحرك وقيم الضبط في نظام التحكم بعد استقرار العملية. ويمكن أن تحدد التفاصيل الصغيرة في مرحلة التشغيل الأولي ما إذا كانت حلول محركات توفير الطاقة ستحقّق القيمة المتوقعة منها أم لا، أو إن كانت ستُحوّل مشكلة تشغيلية قديمة إلى معدات جديدة فقط.

اجعل خفض الانبعاثات الكربونية قابلاً للتكرار في جميع أرجاء المصنع

وبمجرد التحقق من مجموعة أولى من التحديثات، قيّس الدروس المستفادة وطبّقها كمعيار عام. وأضف متطلبات فئة الكفاءة، ومراجعة دورة التشغيل، واستراتيجية التحكم، والمتطلبات القياسية إلى مواصفات الاستبدال. ودرّب فرق الصيانة والإنتاج على تحديد المحركات التي تكون أكبر من الحاجة الفعلية، أو التي تُعاد لفّها مرارًا وتكرارًا، أو التي تُخفّض سرعتها بشكل اصطناعي، أو التي تعمل دون وجود حاجة عملية واضحة لذلك. وبذلك تتحوّل حلول محركات توفير الطاقة إلى قاعدة تخطيط رأسمالي قابلة للتكرار، بدل أن تبقى مشروع استدامة لمرة واحدة.

تؤدي عملية الشراء أيضًا دورًا مهمًّا. اطلب من المورِّدين الوثائق ذات الصلة بالتطبيق، والحدود التشغيلية، ومعلومات الاختبار، وخيارات التهيئة، والدعم أثناء التشغيل الأولي بدلًا من الاعتماد على رقمٍ واحدٍ بارزٍ فقط. وتساعد المحادثة الدقيقة مع المورِّد الفريقَ على مقارنة الآثار المرتبطة بدورة الحياة، وليس السعر الوحدوي فحسب. أما الهدف العملي فهو ضمان إنتاجٍ موثوقٍ مع خسائر كهربائية أقل قدر الإمكان والتي يمكن تجنُّبها.

ميزة التخصيص الخاصة بشركة ENNENG

لا تتشابه أي منشأتين صناعيتين من حيث القيود المكانية أو الميكانيكية. تتميّز شركة ENNENG بأنها لا تقتصر على توريد منتجات جاهزة من الكتالوجات؛ بل إن تخصصها يكمن في توصيل محرّك مغناطيسي دائم مُصمَّم خصيصًا مُصمَّم خصيصًا لتطبيقك المحدَّد.

يدعم عملنا فريق بحثٍ وتطويرٍ رائدٌ يضم مهندسين من المركز الوطني لهندسة المغناطيسات الدائمة المستخلصة من العناصر الأرضية النادرة، ونمتلك عشرات البراءات. ونقدِّم حلولًا مخصصةً للجهود العالية (٦ كيلوفولت‏/١٠ كيلوفولت) والجهود المنخفضة (٣٨٠ فولت‏/٦٦٠ فولت‏/١١٤٠ فولت) لتتناسب مع البنية التحتية القائمة لديك. فسواء أكانت محطات معالجة المياه أو آبار النفط أو البيئات التعدينية المقاومة للانفجارات، فإننا نضمن الأداء الأمثل في الحالات التي تفشل فيها المحركات العامة الغرض.

إذا كنت تقيّم محركات المغناطيس الدائم التجارية للبيع وتحتاج إلى حل محرك مهندس يضمن الكفاءة والمتانة، فإن شركة إينينج شريكك الموثوق به. اتصل بشركة إينينج اليوم .تحدث إلى فريقنا الهندسي التقني لتتلقى اقتراحًا مخصصًا للنظام المحرك.

• واتساب: +٨٦ ١٨٥٦٢٧٨٠٢٢٨
• البريد الإلكتروني:  [email protected]
• هاتف:  +86 532 66000559