Електродвигуни і відновлювальна енергетика: технології майбутнього

Роль відновлюваної енергетики в Україні та світі постійно зростає. Причинами є дефіцит і здорожчання викопного палива та негативний вплив традиційних джерел енергії на екологію. Альтернативна відновлювана енергетика працює на енергії сонця і вітру – це чисті джерела, які можна вважати вічними та невичерпними. Сонячні електростанції та вітряки дозволяють отримувати недорогу електроенергію, мінімізувати викиди вуглекислого газу, знизити навантаження на існуючу енергетичну інфраструктуру та зменшити світову залежність від нафти і газу.

Електродвигуни – важлива складова відновлюваної енергетики

Раціональне використання електроенергії в системах відновлювальної енергетики забезпечується електродвигунами. Це обладнання перетворює електричну енергію в механічний рух та дозволяє запускати в роботу агрегати, машини та механізми. В системах відновлюваної енергетики використовуються синхронні та асинхронні електродвигуни – вибір залежить від функціоналу, режиму роботи і технічних характеристик механізму. 

• Асинхронні електродвигуни більш універсальні, прості в обслуговуванні та експлуатації, мають широку сферу застосування.
• Синхронні – встановлюються на потужне спеціалізоване обладнання, яке потребує низької частоти обертання валу та високого крутного моменту.

Синхронні та асинхронні електродвигуни не порушують норм зеленої енергетики та цілком відповідають вимогам екологічної безпеки. Порівняно з двигунами внутрішнього згоряння, які працюють на бензині, газу та дизелі, електричні двигуни мають суттєві переваги – розглянемо їх далі.

Екологічна безпека

Застосування електричних двигунів підвищує загальну екологічну безпеку та підкріплює цінність відновлюваної енергетики. Електродвигуни як складова енергетичних систем:

• не виділяють CO₂ та інших шкідливих речовин під час роботи;
• працюють без викидів в атмосферу, не забруднюють повітря;
• не створюють умов для погіршення екології;
• не мають негативного впливу на глобальну зміну клімату. 

Ефективне використання енергії

Електричні двигуни мають високий коефіцієнт корисної дії до 98%, завдяки чому забезпечують продуктивну роботу механізмів з меншим навантаженням на електричну систему, більш ефективно витрачають енергію сонячних електростанцій та вітряків. Системи генерації можуть працювати в стабільному режимі та без перевантажень. Максимум виробленої електричної енергії йде генерацію електродвигуном механічного руху для запуску та підтримки роботи машин і механізмів.

Надійність і довговічність

Електродвигуни мають тривалий термін експлуатації, забезпечують довговічність приводних механізмів, не потребують складного обслуговування та використання додаткових матеріалів. Завдяки встановленню електричних приводів використання зеленої енергетики стає ще більш вигідним, економічним і доцільним як у локальних, так і у світових масштабах. Зниження експлуатаційних витрат та збільшення ресурсу за рахунок встановлення електродвигунів створює підґрунтя для оптимізації бюджетів проектів відновлюваної енергетики.

Універсальність

Електродвигуни – це універсальне обладнання, сумісне з будь-якими типами об’єктів відновлюваної енергетики. Електродвигуни входять до складу енергетичних систем на базі сонячних та вітрових електростанцій, а також включаються в конструктив обладнання, яке працює на сонячних батареях. Універсальність електричних двигунів робить їх затребуваними в різних галузях.

Електродвигуни у відновлюваній енергетиці – інновації та перспективи розвитку

Сьогодні можна з упевненістю сказати, що майбутнє за зеленими енергетичними системами на основі електростанцій, які працюють на чистих джерелах енергії сонця і вітру, а генерацію механічної енергії виконують екологічно чисті та безпечні електродвигуни. Сучасні інновації роблять цю тенденцію ще більш актуальною, адже в розробці нових моделей електродвигунів використовуються безпечні та екологічні технології. Розглянемо перспективи розвитку цього напрямку та практичні приклади застосувань, в яких електродвигуни створюють умови для сталого розвитку відновлювальної енергетики.

• Електромобілі. Автівка оснащується сонячними панелями, які повністю або частково забезпечують заряд акумулятора. Машина використовує безпечну та екологічну енергію сонця. Електродвигун перетворює отриману енергію в механічний рух для функціонування всіх систем автомобіля. У порівнянні з традиційними машинами на бензинових і дизельних двигунах, електромобіль на сонячних батареях забезпечує суттєву економію природних ресурсів та знижує екологічне навантаження на навколишнє середовище.
• Екологічні системи енергозабезпечення. Поєднання сонячних та вітрових електростанцій з електродвигунами – перспективний напрямок в розвитку автономних інженерних мереж. Приклад застосування – забезпечення роботи систем водопостачання та водовідведення. Встановлення електродвигунів дозволяє підвищити безпеку та продуктивність роботи насосного обладнання водонапірних веж та зрошувальних систем, вентиляторів каналізаційних колекторів, фільтраційного обладнання.
• Безпілотники на сонячних панелях. Вже сьогодні йдуть розробки безпілотних літальних апаратів з автономним живленням від вбудованих сонячних батарей. Електроенергія передається через перетворювач напруги на електродвигун, який забезпечує роботу рухомих механізмів дрона. Проект на етапі розробки та моделювання, але в перспективі такі безпілотники зможуть бути цілком автономними та повністю живитися від енергії сонця.
• Інтелектуальні можливості. За допомогою частотних перетворювачів і цифрових контролерів можна управляти електродвигунами та забезпечувати роботу машин і механізмів за заданим алгоритмом. Інтеграція інтелектуальних систем в обладнання відновлювальної енергетики відкриває нові можливості для  розвитку інновацій та втілення технологій майбутнього.

Використання електродвигунів в системах відновлюваної енергетики є перспективним напрямком, який буде невпинно розвиватися та вдосконалюватися. Досягти потужних результатів можна за рахунок впровадження нових технологій проектування та виробництва електродвигунів, залучення інновацій в сфері електроніки та інтелектуального керування. Поєднання переваг сонячних та вітрових електростанцій з безперечними перевагами електродвигунів дає сподівання, що в майбутньому світ перейде на безпечне зелене енергозабезпечення та позбудеться критичної залежності від традиційних джерел енергії.