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加速馬達產業升級 跨入高效新世代

2017-02-21 08:04工業技術與資訊

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【撰文/陳婉箐】

依國際能源總署(IEA)分析,以馬達為核心驅動的產業機械,為目前工業界中最大的耗電設備,包括工具機、泵浦、空壓機、風機等工業通用設備,用電量約占全球總用電的46%;在臺灣,工業部門占了整體用電量的53%,馬達用電更是佔了工業用電達68%。為了追求綠色能源與環境永續發展,發展高效率馬達早已成為各國共同目標。

以總投資取代低成本導向 節能馬達將成趨勢

被喻為「工業心臟」的馬達,不僅佔據工業生產重要地位,其耗能也居工業設備之冠。為推動我國節能減碳並與國際接軌,經濟部能源局與工研院攜手協助產業發展高效率馬達設備技術,結合馬達、零件材料、動力機械設備業者及產學研各界,於2014年成立「高效率馬達聯盟」,共同進行IE3等級以上之馬達及動力機械設備技術研發,藉以提升馬達能源效率,使其符合國際市場需求。

除了廣邀產業界加入聯盟,在工研院協助下,2016年也舉辦第一屆馬達產業設備金能獎頒獎典禮,藉此肯定大同、大井泵浦、春源鋼鐵、良機實業、東元電機、復盛、質昌企業、葛蘭富泵浦、龍昌電機、中一五金、久朝朝與經濟實業等 12 家國內馬達設備製造廠商。

2016 年馬達產業設備金能獎,包括大同、大井泵浦、春源鋼鐵、良機實業、東元電機...
2016 年馬達產業設備金能獎,包括大同、大井泵浦、春源鋼鐵、良機實業、東元電機、復盛、質昌企業、 葛蘭富泵浦、龍昌電機、中一五金、久朝與經濟實業等12 家廠商獲獎。 攝影/李庭歡
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工研院機械與機電系統研究所所長胡竹生於典禮中指出,設立金能獎的目的在於推廣國內廠商投入高效率馬達研發,共同為國家產業機械效率貢獻心力;電機電子工業同業公會副理事長鄭富雄則表示,產業要走向綠色環保,必須要有馬達設備的推進,業者應加快高耗能的馬達設備汰舊換新的速度,以發揮更高節能效益;機械工業同業公會秘書長王正青則呼籲,機械產業必須以總投資概念(Total cost),取代低成本導向(Initial cost),以因應全球競爭對手的挑戰。

這次獲獎的東元電機,其IM IE4超高效率感應馬達,搭配低鐵損矽鋼片、高占積率入線,降低馬達主要損失,效率等級已達IE4標準;春源鋼鐵累積厚植50年以上的加工製造經驗,其獲獎的TEFC系列馬達,能效值經財團法人全國認證基金會(TAF)測試實驗室驗證率達87%,亦達IE4標準。

另一得獎的復盛SA PLUS系列空壓機、大同與良機實業高效率馬達、大井泵浦多段浸水式離心泵浦以及質昌企業的LH-206高效率風機,都因具備極佳的能效表現,共同獲頒金能獎的「高效節能獎」。

綠色製造、工業4.0 為產業兩大發展方向

在頒獎典禮當天,高效率馬達聯盟秘書長、工研院機械所副組長鄭詠仁以「臺灣高效率馬達產業設備推動與發展」為題發表演講,其指出「綠色製造」、「工業4.0」是高效率馬達產業設備製造的兩大發展方向。從能源減量的角度來看,目前國內電力備載容量僅約2%,對政府來說是嚴峻的挑戰,新能源開發成本高,最有效益的方式還是從節能著手,這也是滿足京都議定書碳排減量的最佳方式。

「利用馬達驅動的設備相當多,能動的都需要馬達,從馬達提升效益,可讓各種設備在涓滴成流下,逐步達到節能效果。」鄭詠仁說,為了追求綠色製造,減低對地球環境的危害,各國紛紛針對工業設備能效制定規範,其中,針對馬達能源效率,美國實施IE3優級等級、歐盟實施IE2+變頻或IE3等級,日本、韓國與中國大陸則先後公告將實施IE3管制,臺灣也從2016年7月起,將標準提升至IE3,趕上世界馬達節能趨勢。

MiT馬達雲 串連供應鏈研發

目前高效率馬達聯盟推動策略,主要是與國內馬達製造商合作。鄭詠仁說,工研院現已研發出指標旗艦IE5馬達,另推出MiT馬達雲,串連國內供應鏈與零組件資料庫,可進行馬達技術的進一步研發設計。

針對國內馬達機械設備製造商,則強化技術輔導,提升產品效率品質,並積極推廣IE3標章;在末端使用者方面,發展不停機能效診斷技術,藉由節能服務團到工廠實際診斷,鼓勵業者汰舊換新,使能源使用更有效益,「從設備的生命周期成本去評估,而非初始購買成本,一般廠商都聽得進去。」鄭詠仁說,對動力設備來說,最簡單的節能方式是系統效率提升以及更新設備,以長期省下的用電量與維修費來看,改用高效率馬達動力機械其實相當划算。

不過,鄭詠仁坦言,國內馬達動力機械製造業要進階到工業4.0,仍有一段路要走,畢竟機械業現況多數仍停留在2.0,必須先跳至3.0,才有辦法再向上升級。如何串流上下游材料供應端與下游客戶端,用最少材料成本,達到系統最佳化,將是未來馬達動力機械製造產業的發展重點。

備註:國際電工委員會(International Electrotechnical Commission;IEC)將馬達效率標準分為IE1(Standard標準)、IE2(High高)、IE3(Premium優級)及IE4等級(Super Premium超優級)。

工業技術與資訊

1991年創刊的《工業技術與資訊》月刊,為工業技術研究院發行之全院性對外出版品,主要提供工研院重大技術發展、相關產業趨勢、技術移轉成效等內容,為一般大眾接觸工研院的管道之一。工研院是台灣最大的產業技術研發機構,不論技術引進、人才培育、育成中心、技術服務移轉,對台灣中小企業的發展具有舉足輕重的地位。

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