Výzkum ABB a CERN: snížení spotřeby energie chladicích a ventilačních systémů o 17,4 %

Datum 19.03.2024

Foto: René Pajurek

Společnosti ABB a CERN, jedna z předních laboratoří pro výzkum částicové fyziky se sídlem ve švýcarské Ženevě, identifikovaly v rámci strategického výzkumného partnerství významný potenciál úspor energie u motorů využívaných v chladicích a ventilačních systémech laboratoře CERN. V rámci tohoto partnerství byl proveden audit energetické účinnosti 800 motorů, který odhalil potenciál úspor ve výši 17,4 %.

Výzkum realizovaný v letech 2022 až 2023 vycházel z dohody, kterou společnosti ABB a CERN uzavřely v roce 2022. V rámci tohoto výzkumu partneři vypracovali plán na snížení spotřeby energie chladicího a ventilačního systému organizace CERN prostřednictvím auditů energetické účinnosti založených na datech. Ty poukázaly na potenciál roční úspory energie ve výši až 31 gigawatthodin (GWh). Tento objem by postačil k napájení více než 18 000 evropských domácností a mohl by zabránit vzniku čtyř kilotun emisí CO2, což je stejný účinek, jaký by mělo vysazení více než 420 000 stromů.

V rámci auditů energetické účinnosti se hodnotí výkon a účinnost motorů na základě jejich provozních údajů. Audity pomáhají velkým zařízením, jako je CERN, identifikovat největší možnosti úspor energie ve skupinách motorů. Odborníci společností CERN a ABB vyhodnotili širokou škálu údajů z motorů využívaných v různých chladicích a ventilačních aplikacích. Zkombinovali data z různých zdrojů, včetně digitálně připojených motorů, systému SCASA společnosti CERN a dat získaných přímo z čerpadel, potrubí a přístrojů a provedli analýzu účinnosti celého systému. Získali tak poznatky, které jim umožnily identifikovat motory, u nichž navýšení energetické účinnosti přinese největší užitek.

„Jsme hrdí na to, že můžeme spolupracovat s laboratoří CERN a podporovat její ambice provádět fyzikální výzkum s nízkou uhlíkovou stopou tím, že jí pomůžeme dosáhnout energeticky účinnějšího provozu chladicích a ventilačních systémů,” uvedl Erich Labuda, prezident divize Servis pohonů společnosti ABB. „Tento výzkumný projekt představuje další krok společnosti CERN na cestě k energetické účinnosti. Vzhledem k tomu, jak velkou instalovanou základnu motorů CERN má, je tato spolupráce skvělým příkladem toho, jak může ABB podpořit společnosti při zvyšování energetické účinnosti v rámci přechodu na nízkouhlíkovou společnost.”

Giovanni Anelli, vedoucí skupiny Knowledge Transfer laboratoře CERN, ke společnému výzkumu uvedl: „Cílem spolupráce s ABB bylo optimalizovat chladicí a ventilační infrastrukturu laboratoře, a snížit tak spotřebu energie. Tato snaha vychází z našeho závazku minimalizovat ekologickou stopu laboratoře CERN. Aby naše snahy měly co největší pozitivní dopad na společnost, chceme výsledky našich výzkumů dát k dispozici veřejnosti. Je to skvělý příklad spolupráce, do níž každá ze stran vnesla svá vlastní aktiva – v případě laboratoře CERN je to rozsáhlá infrastruktura, u ABB zase znalosti z oblasti technologie a servisu. S konečným výsledkem tohoto výzkumného projektu jsme velmi spokojeni, protože zjištěný potenciál úspor (17,4 %) převyšuje náš cíl identifikovat příležitosti ke zvýšení energetické účinnosti o 10-15 %.”

„Chladicí a ventilační systémy jsou přesně tím místem, na něž by se měla při hledání možností zvýšení energetické účinnosti zaměřit pozornost jako první,” upřesnil Labuda. „Jsou často předimenzované, aby zvládly provoz při maximálním zatížení, které je ale mnohem vyšší než průměr. Při výzkumu jsme na příklad identifikovali jeden motor čerpadla, jehož potenciál úspor energie dosáhl 64 %. Důležité je také hodnotit nejen účinnost samotného motoru, ale celého systému – včetně ventilátorů, kondenzátorů a chladicích věží. Tento holistický přístup podporuje zvýšení celkové energetické účinnosti a spolehlivosti laboratoře CERN.”

Dalším krokem laboratoře CERN je vytvoření plánu modernizace prvních motorů, v jehož rámci budou realizována řešení doporučená na základě auditu. Těmito motory budou synchronní reluktanční motory (SynRM) s třídou IE5 s instalovanými frekvenčními měniči. Kromě jiného budou digitálně propojeny, což laboratoři umožní přesně monitorovat jejich stav a výkon a zajistit tak maximální dobu jejich provozuschopnosti.

Jednotka ABB Pohony, která se na výzkumu podílela, je aktivní také v České republice. Zajišťuje tu řešení mimo jiné pro chladící a ventilační systémy. Kromě komplexních dodávek jednotka zákazníkům poskytuje lokální technickou podporu a servis pro frekvenční měniče a elektromotory. Široké portfolio ABB Pohony zahrnuje frekvenční měniče a elektromotory od nejnižších výkonů až po ty nejvyšší.

Radek Stavěl