A francia-svájci határ két oldalán, egy franciaországi és egy svájci helyszínen működő CERN kutatása olyan tudományosan kiemelkedő létesítményekben folyik, mint a Nagy Hadronütköztető, a kutatóközpont részecskegyorsítója és ütköztetőgyűrűje.
Ez a világ legnagyobb és leghatékonyabb részecskegyorsítója, amely 27 km hosszan húzódik a föld alatt egy Franciaország és Svájc közötti, kör alakú alagútban. Üzemeltetése nagy mennyiségű elektromos energiát igényel.
A CERN saját adatai¹ szerint a kutatóközpont tevékenységei évente 1,3 terrawattóra villamos energiát fogyasztanak, ami 300 000 háztartás éves áramellátásához lenne elegendő. A kutatóközpont energiaellátást a CERN kampuszától 35 km-re lévő franciaországi alállomásról biztosítják.
Az energiahatékony jövő felé vezető út a CERN-ben
Az általános igényszint csökkentése érdekében, a 2022 és 2023 közötti időszakban a CERN az ABB-vel közösen energiahatékonysági auditot végzett, amely során több mint 18 000 európai háztartás energiafelhasználásával egyenértékű potenciális energiamegtakarítási lehetőséget tártak fel. ² A stratégiai kutatási együttműködés a CERN hűtési és szellőztetési rendszerére összpontosított, és 17,4 százalékos megtakarítási potenciált segített meghatározni a mintegy 800 villanymotorból álló gépparknál.
Az audit adatai alapján ezek a megtakarítások a CERN hűtési és szellőztetési rendszeréhez kapcsolódó energiafogyasztás csökkentésével érhetők el. Az energiamegtakarítás évi 31 gigawattórának (GWh) felelne meg, ami négy kilotonna CO2-kibocsátás megelőzéséhez3 lenne elegendő. A 4 kilotonna szén-dioxid-kibocsátás megkötéséhez több mint 420 000 fa ültetésére lenne szükség⁴.
Az energiahatékonysági auditok során a szakemberek a működési adatok alapján értékelik a motorok teljesítményét és hatékonyságát. Az auditok segítségével az olyan nagy létesítmények, mint a CERN, amely 2500 állandó alkalmazottat foglalkoztat a kutatóközpontban, azonosítani tudják a legjelentősebb energiamegtakarítási lehetőségeket a motorflottákon belül.
A vizsgált esetben a CERN és az ABB több hűtési és szellőztetési alkalmazásban használt motor adatait értékelte. A szakemberek ezután számos forrásból származó adatokat kombináltak és vizsgáltak, beleértve a digitálisan összekapcsolt motorok és a CERN vezérlőrendszereinek paramétereit, valamint a közvetlenül a szivattyúkból, a csővezetékekből és a műszerekből gyűjtött adatokat. Az ezt követő elemzés eredményei segítségével meghatározták, hogy a meglévő motorok közül melyek a legalkalmasabbak az energiahatékonysági fejlesztésekre.
A CERN a következő lépésben ütemtervet készít az első villanymotorok korszerűsítésére, amely során ezeket a gépeket az energiahatékonysági audit részeként javasolt megoldások szerint IE5-ös hatékonysági osztályú, változó sebességű meghajtókkal (VSD) működő szinkron reluktancia motorokra (SynRM) alakítják át.
Ezek a villanymotorok digitálisan is össze lesznek kapcsolva, ami lehetővé teszi az állapotfelügyeleti rendszerek számára, hogy a maximális üzemidő biztosítása érdekében pontosan nyomon kövessék az üzemállapotukat és teljesítményüket. Az energiahatékonyabb megoldásokba történő beruházás várhatóan kevesebb mint két év alatt megtérül.
„Ez nagyszerű példája az olyan együttműködésnek, ahol mindkét fél a saját erősségeivel járul hozzá a sikeres munkához. A projekt keretében a CERN a nagyméretű infrastruktúráját, az ABB pedig a technológiát és szerviz terén kiemelkedő szakértelmét biztosítja. Nagyon elégedettek vagyunk a kutatási projekt végeredményével, hiszen túlteljesítettük a 10-15 százalékos energiahatékonysági javulásra vonatkozó célkitűzésünket,” – nyilatkozta Giovanni Anelli, a CERN tudásátadási csoportjának vezetője.
A nagy kutatási és ipari létesítmények érdeklődésére számítva, az ABB és a CERN közzéteszi a kutatási módszereik tanulságait, hogy segítsék az ismeretek megosztását arról, hogyan lehet még a legfejlettebb létesítményeket is úgy átalakítani, hogy azok túlszárnyalják jelenlegi teljesítményüket, és még hatékonyabban és tisztábban működhessenek.
