Od budowy pierwszego modelu silnika elektrycznego skonstruowanego w 1831 r. przez Michael’a Faraday’a minęło sporo czasu i przez ponad półtora wieku konstrukcja silnika nie zmieniła się aż tak bardzo. Dopiero wykorzystanie elektroniki w silnikach z zewnętrznym wirnikiem, umożliwiło skonstruowanie silnika o naprawdę wysokiej sprawności.


Pierwsze rozwiązania elektrycznych silników energooszczędnych, o szczególnych cechach konstrukcyjnych, pojawiły się na początku lat dziewięćdziesiątych. Dzięki odpowiedniemu doborowi parametrów projektowych, precyzyjnemu montażowi, zastosowaniu ulepszonych materiałów, silniki te miały sprawności wyższe o kilka procent, a to przekładało się na mniejsze straty w porównaniu do silników w wykonaniu standardowym.
Ale największy przełom nastąpił kilka lat temu kiedy to niemiecki koncern ebm-papst wynalazł i wyprodukował silnik energooszczędny, elektronicznie komutowany mający straty mniejsze nie o kilka, ale o kilkadziesiąt procent. Dziś silniki te nazywane powszechnie ESM (Energy Saving Motor) są już stosowane w wielu branżach głównie chłodniczej i klimatyzacyjnej, gdzie zastępują silniki przypominające budową model Michael’a Faraday’a.
Standardowe silniki (tzw. q-motory lub silniki kwadratowe) stosowane w meblach chłodniczych osiągają sprawności w granicach 20-25%, co świadczy o tym, że duża część pobranej energii jest tracona, głównie w postaci ciepła. Paradoks polega na tym, iż silnik, który służy do chłodzenia urządzenia, wydziela dodatkowe ciepło, które to urządzenie grzeje, zamiast je chłodzić. Natomiast w przypadku silników ESM (rys. 1), które pobierają nawet 10-krotnie mniej energii elektrycznej, silniki pozostają całkowicie zimne.

Rys. 1
Dodatkowym atutem energooszczędnych silników jest ich długa żywotność, którą uzyskujemy dzięki wysokiej sprawności około 90%, czyli małym stratom (silnik nie nagrzewa się, co wpływa na temperaturę pracy łożysk). Silniki dodatkowo wyposażone są w dwie prędkości obrotowe (które można zmienić po podłączeniu silnika np. do komputera) pozwalające dodatkowo zmniejszyć zużycie energii poprzez włączenie trybu „nocnego”(dwukrotnie mniejsze obroty).
W państwach Europy Zachodniej, gdzie cena energii elektrycznej jest wyższa niż w Polsce, silniki energooszczędne stały się standardem już kilka lat temu (Coca-Cola, Lidl, Tesco, Carrier, Linde, Nibe). Natomiast atuty tych silników w Polsce zostały dostrzeżone stosunkowo niedawno, aczkolwiek ich efekty są już bardzo widoczne. Produkty te można znaleźć w urządzeniach kilku polskich i litewskich producentów mebli chłodniczych takich jak: JBG-2, NPI czy ES SYSTEM K, a także wśród producentów wentylatorów: UNIWERSAL.
Na oszczędność energii elektrycznej postawiły także sieci handlowe takie jak Tesco, Auchan czy Żabka. W ich przypadku są to ogromne sumy, gdyż w takich sklepach pracuje kilkadziesiąt urządzeń, w których stosuje się silniki ESM, a przy tym chodzi nie o jeden, a o kilkadziesiąt czy nawet kilkaset sklepów. Dla przykładu sieć ŻABKA, która jest w trakcie wymiany silników standardowych na energooszczędne we wszystkich swoich sklepach na terenie całej Polski (około 9 tysięcy silników w ponad 1800 sklepach) zaoszczędzi około 1.305.600,48 zł w ciągu jednego roku. Są to oszczędności wynikające jedynie z mniejszego zużycia energii elektrycznej, bez uwzględnienia pośrednich strat ciepła, czy krótszej żywotności silników standardowych. Nie mniej jednak oznacza to zwrot inwestycji w przeciągu 10-11 miesięcy, a biorąc pod uwagę stale rosnące ceny energii elektrycznej i coraz niższe ceny silników, rentowność inwestycji będzie się stale zmniejszać, co powinno zostać dostrzeżone przez potencjalnych użytkowników takowych urządzeń.
Dodatkowo warto zwrócić uwagę, iż inwestując w urządzenia z silnikami energooszczędnymi w przypadku nowo powstającego sklepu zwrot inwestycji nastąpi dużo szybciej niż w sytuacji, gdzie przeprowadzana jest modernizacja, czyli ponowny zakup urządzeń bądź silników.
Prowadzone w Niemczech badania doprowadziły do bardzo ciekawego, szczególnie dla ekologów wniosku. W chwili obecnej w Europie pracuje około 40 mln silników standardowych (mowa tylko o silnikach wykorzystywanych w urządzeniach chłodniczych o mocy do 35 W). W przypadku wymiany wszystkich tych silników na ESM, uzyskano by oszczędność energii elektrycznej produkowanej przez trzy elektrownie atomowe.

Koszty podano w euro
Źródło: ebm-papst