Les fournisseurs d'équipements portuaires économes en énergie rappellent que le développement rapide de la logistique mondiale a accéléré la circulation des marchandises dans les ports. Les équipements de grande taille doivent effectuer des mouvements verticaux lors de leur fonctionnement, ce qui consomme beaucoup d'énergie et génère une quantité importante d'énergie renouvelable grâce aux engins de levage. Seule la mise au point de technologies économes en énergie et réduisant les émissions des engins de levage permettra de répondre aux exigences de la Chine en la matière.
Adoption de technologies d'économie d'énergie et de réduction de la consommation dans le circuit principal et le mode de commande du circuit
La structure de tension du circuit principal interne des grands engins de levage portuaires utilise généralement un convertisseur de tension triphasé en demi-pont. Le redresseur de ce convertisseur présente une structure topologique particulière et une excellente stabilité de la tension côté alternatif. Sa structure interne, dépourvue de neutre, fonctionne selon un modèle triphasé symétrique. Le convertisseur peut être commandé simultanément par six transistors de puissance IGBT, ce qui lui confère une grande flexibilité. L'intégration d'un filtre de mesure de réseau au sein du redresseur permet d'observer les harmoniques d'ordre élevé grâce à des dispositifs externes. La puissance unitaire du circuit principal est affectée par le facteur de redressement. Côté alternatif, le réseau électrique utilise la même tension. Lorsque le facteur de puissance unitaire est inversé, le courant du circuit principal côté alternatif est déphasé d'environ 180° par rapport à la tension nominale.
Afin de réaliser des économies d'énergie et de réduire la consommation lors des opérations de construction de grands engins de levage, il est possible d'adopter des technologies appropriées pour contrôler le courant et la tension du circuit principal. Lors de la mise en service de l'équipement mécanique, il convient de remplacer le régulateur de tension triphasé en demi-pont d'origine, c'est-à-dire de remplacer le redresseur PWM d'origine par un régulateur PI, et de modifier les paramètres de courant aux coordonnées de rotation du redresseur afin que le courant alternatif d'origine devienne un courant continu constant. L'ensemble du circuit est ainsi ajusté sans erreur. En modifiant le courant du circuit principal, l'objectif d'économie d'énergie et de réduction de la consommation est atteint. Le mode de contrôle du circuit peut également être modifié en agissant sur l'intensité du courant, et ce mode peut être ajusté grâce à la technologie du courant continu constant. Lors du fonctionnement réel des grands engins de levage, la capacité de filtrage interne du circuit détecte la tension et la puissance réactive en fonction de la puissance du courant réactif.
La mesure et la détection précises de l'amplitude de tension sont également possibles, et la valeur énergétique du circuit d'origine peut être modifiée par la fréquence du courant interne, de sorte que la valeur énergétique contrôlée par le circuit reste constante. Ceci garantit que le courant côté alternatif est un courant actif, améliorant ainsi la stabilité du système et assurant le bon fonctionnement du facteur de puissance. La mise en place d'une technologie de communication permet également d'atteindre les objectifs d'économie d'énergie et de réduction de la consommation. Le mode de communication et le courant des équipements de communication dans la commande du circuit sont principalement gérés par le système de commande principal. Lors de la commande par communication, le circuit principal peut utiliser l'envoi de commandes de puissance réactive pour établir la liaison et appliquer la compensation de puissance réactive. Ceci permet non seulement aux grands engins de levage de réaliser des économies d'énergie et de réduire leur consommation pendant les opérations de construction, mais contribue également à la stabilité de leur système de circuit interne.
Utilisation de dispositifs de retour d'information énergétique pour adopter des technologies d'économie d'énergie et de réduction de la consommation
Les engins de levage de grande taille transportent les conteneurs pour le chargement des marchandises lors des opérations de construction. Les sites de stockage fixes pour ces conteneurs sont généralement utilisés pour les opérations de levage effectuées avec de tels engins, comme les grues sur pneus. Leurs équipements internes comprennent principalement des chariots élévateurs, des chariots élévateurs et des dispositifs de levage. Un convertisseur de fréquence est installé sur le système interne du conteneur afin de contrôler le courant. Lors du réglage de la vitesse de l'équipement, le convertisseur de fréquence est installé à l'envers, le bus CC interne au conteneur servant de point de commande. Le système de freinage a été modifié et utilise désormais une résistance de freinage. Ce dispositif de récupération d'énergie est utilisé pour les engins de levage de grande taille lors des opérations de construction.
Des technologies d'économie d'énergie et de réduction de la consommation sont intégrées au dispositif de retour d'énergie. Grâce à la modification du dispositif d'origine et à la commande du contacteur, le système de redressement non contrôlé et le dispositif de retour d'énergie peuvent être ajustés avec précision. Ces deux systèmes sont ajustés pendant le fonctionnement des équipements mécaniques. En cas d'accident ou de dysfonctionnement d'un engin de levage de grande taille, le commutateur du système de redressement non contrôlé peut être immédiatement coupé. Le système de retour d'énergie peut également servir à l'inspection des équipements afin de prévenir les dommages causés aux engins de levage par une panne. Il contribue également à la sécurité des travailleurs sur les chantiers et améliore la sécurité et la fiabilité des opérations portuaires. Une étude menée sur des engins de levage de grande taille dans les ports a révélé que l'installation de dispositifs de retour d'énergie sur les chargeurs de navires de 75 tonnes et l'utilisation de systèmes à courant non contrôlé sur les chargeurs de navires à tôles d'acier permettaient de réaliser des économies d'électricité significatives. Les chargeurs équipés de ces systèmes et dispositifs de retour d'énergie ont ainsi permis de réduire la consommation d'électricité de plus de 35 % sur une courte période.
L'étude comparative présentée ci-dessus a démontré que l'installation de dispositifs de rétroaction énergétique à l'intérieur des grands équipements de levage permet de suivre l'état de fonctionnement des machines grâce à la rétroaction énergétique, et de réduire la consommation d'électricité, contribuant ainsi à l'économie d'énergie et à la réduction de la consommation. L'installation de ces dispositifs sur les conteneurs permet aux opérateurs de surveiller en permanence l'état des composants internes des équipements mécaniques. En cas d'anomalie, le personnel technique compétent peut être immédiatement dépêché pour inspection et réparation, évitant ainsi les erreurs de construction dues à l'instabilité du système interne du conteneur, réduisant la fréquence des reprises et contribuant à l'économie d'énergie et à la réduction de la consommation.
L'étude des dispositifs de rétroaction énergétique a permis d'améliorer la structure interne des équipements de levage traditionnels de grande taille, réduisant ainsi les erreurs lors des opérations de construction et augmentant significativement leur efficacité. Des expérimentations ont démontré que, qu'il s'agisse d'installer des dispositifs de rétroaction énergétique sur les grands navires de chargement et de déchargement, les grandes machines de chargement et de déchargement ou les grandes machines à pneus dans les ports, la mise en place de systèmes techniques permet aux opérateurs de connaître en permanence l'état interne des équipements mécaniques. Ceci améliore considérablement l'efficacité des grands équipements de levage et a également un impact positif sur la rentabilité des ports, contribuant ainsi à la conservation et à la réduction de la consommation d'énergie.
Avec le développement continu du commerce extérieur chinois, la demande en énergie et en matériaux pour le commerce portuaire augmente. L'application de technologies d'économie d'énergie et de réduction de la consommation aux équipements de levage de grande capacité dans les ports s'inscrit dans le cadre de la sensibilisation à la préservation de l'énergie au sein de la société moderne et de la stratégie de développement durable. Ces technologies peuvent être mises en œuvre au niveau du circuit principal et de sa commande, en modifiant le courant des équipements mécaniques grâce à des redresseurs externes. Des dispositifs de rétroaction énergétique peuvent également être installés afin de surveiller en permanence l'état interne des équipements, de réduire les erreurs de fonctionnement, d'améliorer la précision de la construction des équipements de levage et d'atteindre ainsi les objectifs d'économie d'énergie et de réduction de la consommation.