Dnešní Nedělní speciál míří tentokrát na Vysoké učení technické (VUT) v Brně. Odborníci z tamní fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií (FEKT) totiž navrhli úsporné elektromotory, které minimalizují elektrické ztráty a splňují tak nové přísnější evropské standardy. Unikátní synchronní stroje najdou využití třeba v tepelných čerpadlech, ventilacích či velkých domácích spotřebičích, jako jsou pračky a ledničky. Právě elektromotory totiž spotřebovávají okolo 30 až 40 procent celkové elektrické energie. Úspornější motory s permanentními magnety se navíc dokáží napájet přímo z jednofázové sítě.

Spotřeba elektřiny ročně naroste o jedno procento

Výzkumníci z VUT poukázali v této souvislosti na to, že podle technické zprávy McKinsey & Company roste spotřeba elektrické energie až o 1,1 procenta ročně. Do roku 2050 by tak jen v Evropské unii mohla být celková spotřeba vyšší až o 40 procent. Snižování energetické náročnosti je proto jedním z předpokladů udržitelného rozvoje.

Motory z Brna mají potenciál na úsporu energie

Nové modely motorů z dílny brněnské Techniky tak mají velký potenciál pro úsporu energií. Experti je vyvinuli v projektu TAČR v reakci na nové nařízení Evropské pro jihomoravskou společnost EMP. „Každé procento, které se při spotřebě elektromotoru podaří ušetřit, udělá v součtu velká čísla. Proto jsou v EU kladeny stále přísnější požadavky na vysokou účinnost elektrických strojů a minimalizaci ztrát,“ vysvětlil vedoucí výzkumného týmu Jan Bárta.

Spouštějí se přímo ze sítě

Jde o unikátní jednofázové motory, jejichž konstrukci doplňují permanentní magnety, a přitom se spouštějí přímo z jednofázové sítě. „Nejde o typické synchronní stroje, které se nedokáží rozběhnout ze sítě a potřebují frekvenční měnič. Náš motor se zapojí do zásuvky a rovnou běží v nejvyšších účinnostních normách. Není mezi tím žádná elektronika, která by se mohla časem pokazit. To vede k dalším významným materiálovým a energetickým úsporám,“ upřesnil Bárta.

Díky magnetům odpadají energetické ztráty

Právě využití permanentních magnetů dokáže podle Bárty zajistit vysokou energetickou úsporu – stroj okamžitě najede na synchronní chod, kdy se rotor otáčí konstantní rychlostí. Odpadají energetické ztráty, ke kterým docházelo v klecovém vinutí standardního motoru. A zatímco u asynchronních strojů magnetizaci obvodu zajišťuje pouze elektrická síť, u motorů s permanentními magnety se magnetizace zajišťuje z velké části právě permanentními magnety a vyžaduje tak méně napájecího proudu.

Navrhli deset prototypů

Výzkumný tým z FEKT navrhl celkem 10 prototypů motorů v různé velikosti a pro různé otáčky. Některé ze strojů umožňují úsporu 10 až 20 procent elektrické energie a splňují tak nejvyšší účinnostní třídu IE4. „Je to skvělý výsledek, protože u jednofázových strojů napájených ze sítě je velká výzva i dosažení třídy IE2,“ zhodnotil Jan Bárta tři roky trvající vývoj. Nyní čeká odborníky implementační fáze a tvorba ověřovací série. V nadcházejících měsících by pak firma EMP měla rozjet předsériovou výrobu, aby se už příští rok mohly prodávat ekologičtější motory ve standardní sériové produkci.