1. Comparaison des principes de fonctionnement de deux types d'unités
1. Principe de fonctionnement de l'unité de rétroaction d'énergie
L'unité de récupération d'énergie est un dispositif de freinage utilisé dans les systèmes de régulation de vitesse à fréquence variable. Sa fonction principale est de réinjecter dans le réseau électrique l'énergie électrique régénérée lors de la décélération du moteur grâce à la modulation de largeur d'impulsion (PWM). Lorsque le moteur est en phase de génération d'énergie (par exemple, lors de la décélération d'une charge à forte inertie ou d'une charge à énergie potentielle), et que la vitesse du rotor dépasse la vitesse de synchronisme, l'énergie électrique générée est stockée dans le condensateur de filtrage du bus CC du convertisseur de fréquence. L'unité de récupération d'énergie détecte automatiquement la tension du bus CC, convertit le courant continu en courant alternatif de même fréquence et phase que le réseau, puis l'injecte dans celui-ci après plusieurs filtrages. L'efficacité de la récupération peut atteindre plus de 97 %.
2. Principe de fonctionnement de l'unité de freinage
Le dispositif de freinage (combustible) utilise l'énergie électrique récupérée grâce à une résistance de freinage externe. Lorsque la tension du bus CC dépasse le seuil défini, le dispositif conduit le courant à travers la résistance, convertissant ainsi l'énergie électrique en énergie thermique pour la dissipation. Ce système, simple et fiable, engendre cependant un gaspillage d'énergie important et génère une chaleur considérable, nécessitant des mesures de dissipation thermique supplémentaires.
3. Faisabilité et défis des technologies alternatives
Analyse de faisabilité
Faisabilité économique : Des cas concrets ont démontré que, dans des situations de freinage fréquent (comme les ascenseurs et les centrifugeuses), le retour sur investissement des systèmes de récupération d’énergie n’excède généralement pas deux ans. Par exemple, après avoir été utilisé par une entreprise de production de vinyle, un seul dispositif permet d’économiser plus de 9 000 kWh d’électricité par an.
Faisabilité technique : Les unités modernes de récupération d’énergie fonctionnent de manière entièrement automatique, sans paramétrage. L’installation se limite au raccordement du bus CC au réseau, ce qui simplifie la mise au point.
Principales difficultés techniques
Compatibilité avec le réseau : Il est nécessaire de s'assurer que l'énergie de retour est synchronisée avec le réseau et d'éviter les reflux de courant.
Suppression des harmoniques : le THD doit être contrôlé en dessous de 5 % pour respecter la norme IEC61000-3-2.
Réponse dynamique : Nécessité de suivre rapidement les variations de tension du bus (réponse de l'ordre de la milliseconde).
Protection du système : nécessité d’améliorer les mécanismes de protection contre les surtensions, les surintensités et les surchauffes
4. Cas d'application typiques et avantages
Industrie des ascenseurs : Un quartier résidentiel de Suzhou a atteint un taux global d'économie d'énergie de 30,1 % après l'installation, tout en réduisant la température de la salle des machines de 3 à 5 °C et en réduisant la consommation d'énergie de la climatisation de 15 %.
Centrifugeuse pharmaceutique : Après avoir remplacé l’unité de freinage de l’équipement de 22 kW par un dispositif de rétroaction, une entreprise de Shenzhen a réduit le temps de décélération de 10 minutes à 3 minutes, économisant ainsi 9 000 kWh d’électricité par an et récupérant son investissement en deux ans.
Treuil industriel : Après la rénovation du système de levage du puits incliné dans une certaine mine, le taux de récupération d'énergie régénérative a atteint 95 % et la production de chaleur du système a été réduite de 70 %.
5. Suggestions de décisions alternatives
Scénarios alternatifs recommandés :
Situations de freinage fréquentes (comme les ascenseurs et les grues)
Équipements de traitement à forte consommation d'énergie (tels que les centrifugeuses, les laminoirs)
Environnement sensible à la température dans la salle informatique
Zones où les coûts d'électricité sont élevés
Conserver le scénario de l'unité de freinage :
Application simple avec une fréquence de freinage extrêmement basse
Projets à investissement initial limité
Zones isolées avec un réseau électrique de mauvaise qualité
Voie de mise en œuvre :
Effectuez d'abord un audit de consommation énergétique afin de déterminer le potentiel d'économies d'énergie.
Sélectionnez un équipement conforme à la norme GB/T14549
Demandez les subventions gouvernementales pour les économies d'énergie (subventions jusqu'à 30 % dans certaines régions).
Prioriser la rénovation des équipements à forte consommation d'énergie (dans les 20 % supérieurs de la consommation énergétique).