Energy conservation of motor: การอนุรักษ์พลังงานของมอเตอร์

การอนุรักษ์พลังงานของมอเตอร์ (Energy Conservation of Motor) มีวิธีการดังนี้

1. ดัชนีการใช้พลังงาน

การทดสอบหาประสิทธิภาพของมอเตอร์จะต้องทดสอบในห้องทดลองโดยเฉพาะในการใช้งานจริงนั้นประสิทธิภาพของมอเตอร์จะลดลงเมื่อขับโหลดต่ำกว่า 70% ของพิกัดมอเตอร์หรือขับโหลดมากกว่าพิกัดของมอเตอร์ ดัชนีการชี้วัดจะเป็นตัวประกอบโหลด (Load Factor) นอกจากนั้นประสิทธิภาพของมอเตอร์จะลดลงด้วยหากการบำรุงรักษาไม่ดีพอ เช่น ความฝืดจากการหมุนและการนำมอเตอร์ที่ไหม้มาใช้ใหม่

เกณฑ์การเปรียบเทียบ

มอเตอร์ควรมีขนาดที่เหมาะสมกับภาระ โดยประสิทธิภาพของมอเตอร์จะลดลงเมื่อรับภาระต่ำกว่าพิกัดเกิน 30% ดังนั้นควรดำเนินการตรวจวัดการใช้พลังงานของมอเตอร์เพื่อสลับมอเตอร์หรือเปลี่ยนมอเตอร์ใหม่เมื่อค่า LF ต่ำกว่าพิกัดมาก นอกจากนี้ค่า Power factor ควรจะใกล้เคียงกับพิกัดของมอเตอร์มากที่สุดเพื่อลดการสูญเสียที่เกิดภายในตัวมอเตอร์

• ตัวประกอบโหลดของมอเตอร์ ≥ 70 %
• ร้อยละของค่าผลต่าง Power Factor เทียบกับพิกัด ≤ 5 %

2. การตรวจประเมินเบื้องต้นด้านพลังงาน

เป็นการตรวจสอบเบื้องต้นโดยอาศัย การสังเกตุเทียบกับมาตรฐานเป็นหลัก การบันทึกข้อมูลพื้นฐานและการตรวจวัดข้อมูลที่จำเป็น ตามรายการ Checklist ในตารางที่1 เพื่อวินิจฉัยความผิดปกติของระบบเบื้องต้นและเป็นการเตรียมข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการคำนวณดัชนีการใช้พลังงานของมอเตอร์และการศักยภาพของการประหยัดพลังงานในขั้นตอนต่อไป

ตารางที่ 1 รายการ Checklist ของ Motor

3. การตรวจประเมินด้านประสิทธิภาพพลังงาน

ขั้นตอนนี้จะเป็นขั้นตอนการตรวจสอบดัชนีการใช้พลังงานของมอเตอร์ซึ่งเป็นเครื่องมือสำหรับติดตามการทำงานของมอเตอร์ให้มีประสิทธิภาพที่ดีอยู่ตลอดเวลาโดยใช้การเปรียบเทียบกับค่าพิกัด

จากตารางที่ 2 แสดงตัวอย่าง ผลการวิเคราะห์ดัชนีของมอเตอร์บอกได้ว่า มอเตอร์ทำงานได้ใกล้เคียงกับค่าพิกัด 93.33% (จาก Load Factor) ดังนั้นประสิทธิภาพของมอเตอร์จะเท่ากับประสิทธิภาพที่ Full load และค่า Power factor ลดลง 3.53% อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ แสดงว่ามีการออกแบบมอเตอร์ได้เหมาะสมตั้งแต่แรก

ตารางที่ 2 การวิเคราะห์ดัชนีการใช้พลังงานของมอเตอร์

4. มาตรการอนุรักษ์พลังงาน

4.1 การใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง (High Efficiency Motor : HEM)

มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงมีส่วนประกอบและลักษณะการทำงานเหมือนมอเตอร์มาตรฐานแต่ใช้วัสดุดีขึ้นและพิถีพิถันในกระบวนการผลิตทำให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์เพิ่มขึ้น 2-4% หรือสามารถลดการสูญเสียพลังงานได้ร้อยละ 25-30% ของการสูญเสียรวม นอกจากนี้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงยังมีข้อดีอื่นๆ อีก เช่น เกิดความร้อนจากการทำงานน้อยกว่า อายุการใช้งานของฉนวนและลูกปืนยาวนานขึ้น การสั่นสะเทือนน้อยและค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า Power Factor ดีขึ้น

รูปที่ 1 โครงสร้างของมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง (Display Center สำนักพัฒนาทรัพยากรบุคคลด้านพลังงาน กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน)

การพิจารณาเลือกมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงกรณีเมื่อเครื่องเดิมชำรุดเสียหาย

• หากมอเตอร์มีขนาดต่ำกว่า 10 kW ให้เปลี่ยนได้เลย
• หากมอเตอร์มีขนาดมากกว่า 10 kW สามารถพันขดลวดได้ใหม่ประมาณ1–2 ครั้ง
• ให้เลือกเปลี่ยนจากมอเตอร์ที่มีขนาดเล็กและมีชั่วโมงการทำงานสูงก่อน
• มอเตอร์ที่มีอายุการใช้งานเกินกว่า 15 ปี ให้เปลี่ยนได้ทันที

ตารางที่ 3 ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพมอเตอร์มาตรฐานกับมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

ตารางที่ 4 ตารางแสดงผลประหยัดจากการเปลี่ยนมอเตอร์มาตรฐานเป็นมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

4.2 การจัดการการทำงานอย่างเหมาะสม (Optimum management)

การจัดการอย่างเหมาะสมนั้น จะพิจารณาถึงระบบและการทำงานเพื่อให้ได้ผลที่ดีที่สุด โดยพิจารณาได้ดังนี้

ตารางที่ 5 ประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

ตารางที่ 6 ค่าการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่มีผลต่อมอเตอร์เหนี่ยวนำในสภาวะที่โหลดต่างกัน

วิธีการจัดการ (Optimum Operation)

จะช่วยให้การทำงานมีประสิทธิภาพและลดการสูญเสียจากการทำงานของมอเตอร์ แนวทางในการดำเนินการ คือ

• หลีกเลี่ยงการเริ่มเดินเครื่องและกลับทิศทางการหมุนของมอเตอร์ขนาดใหญ่ ในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าสูงสุด
• หลีกเลี่ยงการเดินมอเตอร์ตัวเปล่า จะเสียพลังงาน 10-20% ของ Rated Load
• ควรติดตั้งมอเตอร์ในที่มีอากาศถ่ายเทได้ดี เพราะการใช้งานในที่อุณหภูมิสูงจะทำให้การสูญเสียมากขึ้น เนื่องจากความต้านทานของขดลวดมีมากขึ้น
• การปรับปรุงและบำรุงรักษาระบบทางกลของมอเตอร์อยู่เสมอ เช่น ตรวจสอบความตึงสายพาน อัดจาระบีและหยอดน้ำมันหล่อลื่นตามกำหนด เพื่อลดการสูญเสียจากแรงเสียดทาน

4.3 การปรับความเร็วรอบของมอเตอร์ให้เหมาะสม

เนื่องจากกำลังขาออกที่เพลาของมอเตอร์แปรผันกับความเร็วรอบของมอเตอร์ ดังนั้นหากใช้ความเร็วรอบสูงกว่าความจำเป็นมากจะทำให้ต้องใช้พลังงานเพิ่มขึ้นหรือมีการใช้วาล์วหรือแดมเปอร์หรี่เอาไว้ในกรณีเช่นนี้ควรปรับลดความเร็วรอบของเครื่องจักรลงมายังจุดที่เหมาะสม จะสามารถประหยัดพลังงานลงได้ 15-20 % ในการปรับความเร็วรอบเครื่องจักรมี 2 วิธีขึ้นอยู่กับการใช้งานเป็นหลัก คือ

Bibliography
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน. (2555). บทที่ 4 การตรวจวิเคราะห์การอนุรักษ์พลังงานมอเตอร์. In คู่มือการตรวจวิเคราะห์การอนุรักษ์พลังงานสำหรับวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อม (pp. 4-1 - 4-13).