Енергийноефективни трансформатори

В настоящия брой сп. Енерджи ревю акцентира върху технологичните иновации и промените в нормативната уредба по отношение на енергийната ефективност на трансформаторите. Материалът включва водещи производители и доставчици на решения, които представят актуалните си продукти и технологии.

Трансформаторите са сред видовете оборудване, което притежава най-голям потенциал за повишаване на ефективността в технически, екологичен и икономически план чрез по-добро проектиране. Това важи в особена степен за малките, средни и големи трансформатори, използвани в преносните и разпределителните мрежи за електричество или за промишлени приложения. Обикновено на тях се дължат около 40-50% от общите загуби по преноса и разпределението на електроенергия.

С годините технологиите за повишаване на енергийната ефективност на трансформаторите еволюират. Конструкцията на всяко решение, както и критериите за избор и оразмеряване, се съобразяват стриктно с приложението. При този тип оборудване основните загуби са свързани с трансформаторните намотки и ядрото. Най-висок потенциал за повишаване на ефективността съответно има при тези елементи, като от значение е изборът на материал за ядрото, дебелината и материала на проводниците и пр.

С подобряването на свойствата на електротехническата стомана, традиционно използвана за направа на ядрата, загубите в съвременните трансформатори са сведени почти наполовина в сравнение с преди няколко десетилетия. Нови магнитни материали спомагат за постигане на още по-висока ефективност. Пример за това са трансформаторите с ядра от аморфен метал, при които загубите могат да бъдат намалени с над 60%.

Нормативна уредба в областта на екопроектирането на трансформатори

С нарастващата потребност от повишаване на енергийната ефективност и екологосъобразност на продуктите, технологиите и съоръженията, използвани в бита и индустрията, възниква и нуждата от създаване на рамка за определяне на изискванията за екодизайн към продукти, свързани с енергопотреблението.

За целта е разработена Директива 2009/125/ЕО на Европейския парламент и на Съвета от 21 октомври 2009 г. Тя отчита, че продуктите, свързани с енергопотреблението, имат значителен дял в потреблението на природни ресурси и енергия в рамките на ЕС.

В документа е заложена тезата, че при много продукти, свързани с енергопотреблението, има значителен потенциал за подобрение с оглед намаляване на въздействията за околната среда и постигане на икономия на енергия посредством по-добър дизайн, който също така води до икономии за бизнеса и крайните потребители.

Обърнато е внимание и на факта, че по-голямата част от продуктовите категории на европейския пазар имат различна степен на въздействие върху околната среда, въпреки че функционалните им характеристики са сходни. Ето защо нормативните усилия следва да бъдат насочени в посока хармонизиране нормите за екопроектиране в рамките на ЕС.

Влезлият в сила през юни 2014 г. Регламент (ЕС) No 548/2014 на Комисията от 21 май 2014 г. за прилагане на Директива 2009/125/ЕО по отношение на малките, средните и големите силови трансформатори има за цел именно хармонизирането на тези норми, като обхваща техническите, екологичните и икономическите аспекти на трансформаторите.

Регулацията определя изисквания за екопроектиране във връзка с предлагането на пазара или пускането в експлоатация на силови трансформатори с минимална мощност от 1 kVA, използвани в преносни и разпределителни електрически мрежи с честота 50 Hz или за промишлени приложения.

Документът касае енергийните характеристики и ефективността на средните силови трансформатори (с най-високо напрежение за оборудване над 1,1 kV, но не превишаващо 36 kV, и обявена мощност, равна на 5 kVA или по-голяма, но по-малка от 40 MVA), както и енергийната ефективност на големите силови трансформатори (с най-високо напрежение за оборудване над 36 kV и обявена мощност, равна на 5 kVA или по-голяма, или обявена мощност, равна на 40 MVA или по-голяма, независимо от най-високото напрежение за оборудване).

„Установяването на изисквания за екопроектиране на средни и големи силови трансформатори е необходимо и с оглед да се подпомогне навлизането на пазара на технологии и проектни варианти, подобряващи техните енергийни характеристики или ефективност”, се казва в документа.

По данни на ЕК, цитирани в Регламента, общите загуби на електроенергия от трансформаторите, инсталирани в ЕС-27, възлизат през 2008 г. на 93,4 TWh годишно. Потенциалът за икономически изгодно подобрение чрез по-ефективно проектиране е оценен на около 16,2 TWh годишно през 2025 г., което съответства на 3,7 млн. тона емисии на CO2.