U sedna tej sprawy leżą unijne cele klimatyczne, które zostały ponownie zaostrzone we wrześniu 2020 r. pod hasłem „Zielony Ład” i w pierwszej fazie mają zostać zrealizowane do 2030 roku. Założenia klimatyczne obejmują:

• Redukcję emisji gazów cieplarnianych o 55% w porównaniu z 1990 r.
• Udział co najmniej 32% energii ze źródeł odnawialnych w miksie energetycznym
• Zwiększenie efektywność energetycznej o co najmniej 32,5%

Głownym celem Unii Europejskiej jest osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 roku.

Aby osiągnąć powyższe założenia, stworzono dyrektywę ErP (produkty związane z energią), często nazywaną dyrektywą Ekoprojektu. Określa ona jedynie ogólne wytyczne, z pominięciem szczegółowych wymagań, dotyczących konkretnych produktów. Wymagani dotyczące konkretnych produktów są tak różnorodne, że nie sposób objąć ich tylko jednym dokumentem. W związku z tym określono przepisy wykonawcze, oparte na dyrektywie ErP, które regulują wymagania dotyczące efektywności energetycznej produktów.

Najłatwiej wyjaśnić to na przykładzie. Obecnie obowiązujące przepisy nakładają obowiązek umieszczania etykiet klas efektywności na wszelkiego rodzaju urządzeniach elektrycznych gospodarstwa domowego takich jak telewizory, pralki, lodówki itd. Podobne przepisy i etykiety istnieją dla urządzeń przemysłowych, takich jak sprężarki, wentylatory, pompy itp. a także silniki elektryczne, które - jak się szacuje - zużywają połowę energii elektrycznej produkowanej w UE. Po głębszej analizie uznano jednak, że można zaoszczędzić znacznie więcej energii, kontrolując prędkość silników elektrycznych. W związku z tym, opracowano rozporządzenie (UE) 2019/1781, które określa wydajność napędów o regulowanej prędkości, współpracujących z silnikami.

Zakres nowego rozporządzenia został początkowo ograniczony tylko do silników asynchronicznych i przemienników częstotliwości, służących do ich sterowania. Oznacza to, że wszystkie inne typy silników (np. reluktancyjne synchroniczne, z magnesami trwałymi) oraz przemienniki częstotliwości przeznaczone wyłącznie do ich sterowania są poza zakresem rozporządzenia. Dodatkowo zakres rozporządzenia został ograniczony do urządzeń z wejściem trójfazowym i mocy od 0,12 do 1000 kW. Rozwiązania z odzyskiem energii, przemienniki jednofazowe lub z tłumieniem harmonicznym itp. również nie zostały objęte nowymi przepisami.
Jeżeli chodzi o portfolio produktów firmy Yaskawa, serwonapędy z serii Sigma i powiązane z nią silniki, a także produkty z funkcją odzyskiwania energii, takie jak U1000, D1000 lub R1000, nie wchodzą w zakres rozporządzenia (UE) 2019/1781. Dyrektywa dotyczy jedynie przemienników częstotliwości serii J, V i A1000 oraz ich pochodnych oraz przemienników GA500 i GA700.

Aby określić wydajność przemiennika częstotliwości, należy zmierzyć wartości strat w ośmiu zdefiniowanych punktach obciążenia i w trybie czuwania zgodnie z normą IEC 61800-9-2. Wartość strat w punkcie obciążenia (90, 100) (90% prędkości, 100% obciążenia) jest porównywana z referencyjną wartością odniesienia. Jeżeli strata wynosi mniej niż 75% wartości odniesienia, urządzenie odpowiada najwyższej klasie sprawności IE2. Przemienniki częstotliwości, które są zgodne tylko z klasami IE0 lub IE1, nie mogą być już sprzedawane.

Niewiele maszyn pracuje cały czas przy pełnym obciążeniu, dlatego też wydajność przy częściowym obciążeniu może być znacznie ważniejsza w ocenie efektywności energetycznej całego systemu. Punkt obciążenia (90, 100) schodzi wtedy na drugi plan. Co więcej, podczas oceny i porównywania wydajności części składowych, jak i całego systemu, należy wziąć pod uwagę wszystkie jego komponenty. „Rozszerzone podejście do produktu” ma na celu uproszczenie tego procesu.

W związku z tym powyższe wartości strat muszą być publikowane nie tylko dla przemienników częstotliwości, ale także dla silników w tych samych punktach ich pracy. Inżynier mechanik może obliczyć straty w dowolnym punkcie pracy przy użyciu odpowiednich wzorów. Sumując straty przemiennika częstotliwości (CDM) oraz silnika, otrzymujemy straty całego układu napędowego (PDS). Jeśli dodatkowo obliczymy straty dla innych elementów elektrycznych, jak i mechanicznych, otrzymamy straty całego systemu w różnych punktach jego obciążenia. Na podstawie tych wyników, możemy ocenić jego wydajność, a także porównać ją z innymi systemami. Wydajność całego systemu można obliczyć i sklasyfikować (IES0 do IES2) w taki sam sposób, jak wydajność samego komponentu przy użyciu punktu obciążenia (90, 100) systemu.

Z technicznego punktu widzenia nic się nie zmienia. Przemienniki częstotliwości Yaskawa zawsze były wydajne i w świetle dyrektywy Ekoprojekt nadal takie są. Nasze przemienniki przekraczają wymagania klasy efektywności IE2. Konieczne są jednak pewne zmiany w zakresie oznakowania i dokumentacji produktu.

Po pierwsze, na produkcie musi być umieszczona klasa efektywności energetycznej i co najmniej względna wartość strat dla punktu obciążenia (90, 100). W przyszłości obie te informacje będą zawarte na tabliczce znamionowej, znajdującej się na naszych przemiennikach częstotliwości. Ze względu na ograniczoną ilość miejsca na tabliczce znamionowej oraz konieczność zamieszczenia wspomnianych oznaczeń efektywności usunięte zostało logo TÜV i logo RoHS. Drugi z tych logotypów stracił zresztą na aktualności, ponieważ dyrektywa RoHS jest teraz integralną częścią zgodności CE i wchodzi w zakres logo CE.

Kolejna zmiana dotyczy deklaracji zgodności (DoC), które muszą zostać zaktualizowane. Obecnie znak CE można umieścić na produkcie tylko wtedy, gdy jest on zgodny z dyrektywą w sprawie Ekoprojektu (jest to teraz jeden z głównych wymogów). Nowe deklaracje zgodności dołączone są do większości naszych produktów. Można je również odnaleźć w zakładce centrum pobierania na stronie www.yaskawa.pl.

Ostatnia kwestia dotyczy wartości strat we wszystkich punktach pomiarowych. Muszą one być publikowane razem z innymi danymi technicznymi produktu, chociaż nie jest wymogiem, aby były w formie drukowanej. W związku z tym na naszej stronie internetowej znajduje się teraz dedykowana zakładka, w której można wygodnie uzyskać dostęp do informacji, dotyczących efektywności dla wszystkich modeli przemienników częstotliwości (https://www.yaskawa.eu.com/ecodesign). Link do wspomnianej strony internetowej dołączony jest również do każdego produktu Yaskawa.