實踐智慧工廠「節能」變頻新趨勢

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  依《全國電力資源供需報告》統計資料顯示，2021年全台用電成長4.5%，其中工業用電佔全體57%，受半導體擴廠效應影響，用電量創下新高。因應全球2050年淨零排碳的目標，國家發展委員會也針對關鍵領域，提出促進產業綠色轉型的議題，包含高科技、傳統製造、建築營造等工業淨零路徑的規劃：從製程改善、能源轉換至循環經濟的維運轉型，階段性地創造永續進行式的工業環境。

  論工業應用，在空調、水泵等系統，安裝變頻器可依設備需要的動能運轉，降低不必要的耗電量。三菱電機變頻器利用溫度感測器、流量計、壓力感測器，調整馬達轉速，自動調節降低耗電量發揮系統最大效能。為達到地球「節能」課題，三菱電機FR-800全系列變頻系統，在設備待機時，可運用外部DC電源以24V輸入，提供控制回路電源，當動力電源未送電時，可經由設定變頻器參數，持續通訊進行維修保養等作業。

  相對於馬達帶動機械運轉的運作狀態，變頻器在驅動時，提供動力給馬達運轉；當馬達減速時，會有發電機效應。回生能量回灌變頻器時，變頻器會產生過電壓的保護而造成跳脫保護。通常會加裝剎車電阻吸收回生動能，電阻轉換為熱能消耗掉。三菱電機的電源回生轉換功能，可將馬達產生的回生能量，經由電源回生轉換器回饋到電源側，提供其它設備動力使用，便能輕易達到節能效果。電源回生轉換器也可提供諧波抑制在THDI<5%的機能。

  近期，自動倉儲在取貨放料間，需要承受重物在運送中瞬間起動、停止，縮短作業時間。三菱電源回生轉換器在下圖自動倉儲案例，容量7.5K變頻器搭載使用7.5kW電源回生轉換器，剎車利用率約60%，回生能源約4.5kW，一天回生運轉率約40%（9.6hr/天）。年間回生能源反饋電源側運轉，約15,768度電^註1、二氧化碳減少約8.03 ton^註2的成效。（上述數據會因設備使用運轉率變動而異)。




  三菱電機的「節能」整合方案，除了變頻器外，也可提供電力計測模組，搭配三菱電機可程式控制器收集數據資料，將動力設備的電力消耗數據完整收集成資料庫並簡單分析，找出耗電量大的設備進行改善、掌握設備壽命週期、提升穩定性。力行節能減碳的同時，也降低設備的運轉成本。

^註1 4.5kW×9.6hr×365天=15,768kWh (1度電=1kWh)
^註2 根據中華民國經濟部110年度電力排碳係數為0.509kg CO2e/度，15,768kWh÷0.509kg≒8.03ton

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