เครนโครงไม่มีอาคารมารองรับ และนั่นเปลี่ยนค่าไฟทั้งหมด บทความนี้จะบอกว่าพลังงานไปที่ไหนบนเครื่องขนาด 5 ถึง 100 ตัน ทำไมการวิ่งยาวจึงกินพลังงานมากกว่ารอกยกบนเครนแบบยาง และการอัปเกรดสองอย่างที่คืนทุนก่อนที่คุณจะซื้อฮาร์ดแวร์ใด ๆ
เครนโครงขนาด 5 ถึง 100 ตันมีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานอยู่ระหว่าง USD 2,500 ถึง USD 60,000 ต่อปี บนเครื่องเครนลานส่วนใหญ่ รายการที่ใหญ่ที่สุดไม่ใช่รอกยก แต่คือชุดขับเคลื่อนการวิ่งโครงที่ลากโครงพอร์ทัลหนัก 40 ถึง 400 ตันไปตามราง คู่มือปี 2026 ฉบับนี้จะแยกย่อยการใช้พลังงานของเครนโครงตามการเคลื่อนไหว เปรียบเทียบ RTG ดีเซลกับการจ่ายไฟผ่านรอกเคเบิลและบัสบาร์ และแสดงให้เห็นว่าการอัปเกรดใดที่คืนทุนจริง
บนเครนเหนือศีรษะ รอกยกใช้พลังงานส่วนใหญ่ การวิเคราะห์ของเราเองสำหรับเครื่องคานคู่ระบุสัดส่วนของรอกยกที่ 65 ถึง 80% เครนโครงมีพฤติกรรมต่างออกไป และความต่างนั้นไม่ใช่เรื่องเล็ก
งานวิจัย Energies 2024 เรื่อง “การวิเคราะห์การใช้พลังงานของเครนตู้คอนเทนเนอร์” (Energies 2024, 17(5), 985) วัดเครนท่าเทียบเรือได้ที่รอกยกราว 62% การวิ่งโครง 31% และรถเข็น 7% เมื่อใช้โมเดลเดียวกันกับลานตู้คอนเทนเนอร์ฝั่งบก สัดส่วนกลับกันอย่างชัดเจน: ประมาณ 85% ที่การวิ่งโครง 9% ที่รอกยก 4% ที่รถเข็น และ 2% สำหรับการขนย้าย งานวิจัยชิ้นนั้นยังบันทึกเครื่องระดับหนึ่งไว้ที่ 69.8 kWh ต่อชั่วโมงที่ท่าทะเล และ 17.23 kWh ต่อชั่วโมงที่ลานในแผ่นดิน เครื่องเดียวกัน แต่ใช้พลังงานต่างกันสี่เท่า
ดังนั้นคำถามแรกที่ควรถามเกี่ยวกับเครนโครงใด ๆ ไม่ใช่ “รอกยกใหญ่แค่ไหน” แต่คือ “ภาระเคลื่อนที่ไปตามพื้นไกลแค่ไหน” เครนที่ยกขึ้นและวางลงในช่องเดียวกันยังคงพึ่งพารอกยกของมัน เครนที่วิ่งในลาน 200 m พึ่งพามอเตอร์วิ่งยาวของมัน
| ประเภทเครนโครง | รอกยก | รถเข็น | การวิ่งโครง | สิ่งที่กำหนดตัวเลข |
|---|---|---|---|---|
| เครนโครงท่าเทียบเรือ / ท่าเรือ | 55 - 65% | 5 - 10% | 25 - 35% | วิ่งระยะสั้นตามท่าเทียบเรือ ยกสูง |
| เครนโครงลานแบบราง (RMG) | 35 - 50% | 10 - 15% | 35 - 55% | วิ่งในลานระยะยาวบนรางแรงเสียดทานต่ำ |
| เครนโครงแบบยาง (RTG) | 20 - 35% | 5 - 12% | 50 - 70% | ความต้านทานการหมุนสูงบนยาง |
| เครนโครงคานคู่กลางแจ้ง | 55 - 75% | 8 - 15% | 10 - 25% | ช่วงกว้าง ภาระเคลื่อนที่ในรถเข็นไม่ใช่ราง |
สัดส่วนเหล่านี้เป็นตัวเลขวางแผนของ SIEC ที่สร้างบนการแบ่งตามการเคลื่อนไหวที่เผยแพร่ใน Energies 2024, 17(5), 985 และบนบันทึกการติดตั้งใช้งานของเราเอง เป็นเครื่องช่วยวางแผน ไม่ใช่สถิติที่เผยแพร่
แรงเสียดทาน นั่นคือเรื่องทั้งหมด และการใส่ตัวเลขก็ทำได้ง่าย
ล้อเหล็กบนรางเหล็กหมุนด้วยค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานราว 0.002 ถึง 0.005 ยางรถบนลานปูผิวหมุนที่ 0.010 ถึง 0.020 และบนพื้นนุ่มหรือบดอัดไม่ดีจะเพิ่มขึ้นถึง 0.03 นั่นคือความต่างสี่ถึงสิบเท่าในแรงที่มอเตอร์ต้องดึงต้าน ไม่มีอย่างอื่นของเครนที่เปลี่ยนไป
ทีนี้ลองใส่ลงบนเครื่องจริง เครน RTG ขนาด 32 ตันพร้อมสเปรดเดอร์และตู้คอนเทนเนอร์บรรทุกเต็มมีน้ำหนักใช้งานราว 200 ตัน และวิ่งที่ความเร็วประมาณ 100 m/min ซึ่งเท่ากับ 1.67 m/s
กำลังคงที่ต่างกันห้าเท่า สำหรับภาระเดียวกันและความเร็วเดียวกัน และกำลังคงที่ไม่ใช่กรณีที่แย่ที่สุด การเร่งมวล 200 ตันนั้นให้ถึงความเร็วเต็มใน 6 วินาทีต้องใช้แรงอีก 55 kN หรือราว 93 kW เพิ่มขึ้นมา ค่าสูงสุดนี้ ไม่ใช่ค่าการหมุน คือสิ่งที่กำหนดขนาดของไดรฟ์และเครื่องปั่นไฟ
| ล้อและพื้นผิว | ความต้านทาน | แรงที่ 200 t | กำลังคงที่ที่ 100 m/min |
|---|---|---|---|
| ล้อเหล็กบนรางเหล็ก | 0.002 - 0.005 | 3.9 - 9.8 kN | 6.5 - 16.4 kW |
| ยางรถบนคอนกรีต | 0.010 - 0.020 | 19.6 - 39.2 kN | 32.7 - 65.4 kW |
| ยางรถบนกรวดบดอัด | 0.025 - 0.035 | 49.1 - 68.7 kN | 81.9 - 114.5 kW |
นี่คือเหตุผลเดียวที่ RTG ต้องใช้เครื่องปั่นไฟดีเซล 300 ถึง 450 kW ขณะที่ RMG ในระดับการใช้งานเดียวกันทำงานสบาย ๆ ด้วยรอกเคเบิลขนาดพอเหมาะ ยาง ไม่ใช่ตู้คอนเทนเนอร์ คือสิ่งที่จ่ายค่าของโรงผลิตไฟฟ้า
นี่คือรายการมอเตอร์ที่เราใช้อ้างอิงในการเสนอราคา ตัวเลขเป็นค่าประมาณการวางแผนของ SIEC ที่ 400 V / 50 Hz พร้อมไดรฟ์ VFD และระดับการใช้งาน A5 ถึง A7
| ความสามารถในการยก | รอกยก | รถเข็น | การวิ่งโครง | กำลังติดตั้งรวม | ช่วงกว้างทั่วไป |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 t | 7.5 kW | 1.5 kW | 2 × 1.5 kW | 13 kW | 12 - 18 m |
| 10 t | 13 kW | 2.2 kW | 2 × 2.2 kW | 20 kW | 15 - 22 m |
| 20 t | 22 kW | 3.7 kW | 2 × 3.7 kW | 33 kW | 18 - 26 m |
| 32 t (RTG, 1 over 5) | 45 kW | 15 kW | 4 × 22 kW | 150 kW | 23 - 26 m |
| 40 t (RMG) | 55 kW | 22 kW | 4 × 15 kW | 142 kW | 30 - 40 m |
| 65 t (RMG) | 90 kW | 30 kW | 4 × 22 kW | 208 kW | 40 - 50 m |
| เครนโครงหนัก 100 t | 132 kW | 45 kW | 4 × 30 kW | 297 kW | 30 - 40 m |
มีสองสิ่งที่น่าสังเกต หนึ่ง มอเตอร์วิ่งโครงของเครื่องเครนลานสองตัวรวมกันใช้พลังงานมากเท่ากับรอกยก สอง ไม่มีตัวเลขใดในนี้ใช้กำหนดขนาดเครื่องปั่นไฟของคุณ ความต้องการสูงสุดระหว่างการยกรอกและการวิ่งพร้อมกัน บวกกับแรงลม คือสิ่งที่ทำหน้าที่นั้น ทุกการกำหนดค่า เครนโครง เหล่านี้เสนอราคาพร้อมตารางมอเตอร์ของตัวเอง
สี่ขั้นตอน กำลังติดตั้งคูณตัวประกอบความต้องการ หารด้วยประสิทธิภาพไดรฟ์ คูณกับอัตราค่าไฟ แค่นั้นเอง
ตัวประกอบความต้องการคือส่วนที่ตรงไปตรงมาและเป็นส่วนที่ใบเสนอราคาส่วนใหญ่ทำผิด มันคือภาระเฉลี่ยตลอดเวลาทำงานคิดเป็นสัดส่วนของกำลังติดตั้ง:
| ระดับการใช้งาน | ตัวประกอบความต้องการ | ประสิทธิภาพไดรฟ์ | ประสิทธิภาพเส้นทางเชื้อเพลิง |
|---|---|---|---|
| A5 ปานกลาง | 0.35 | 0.85 (VFD) | 0.33 เครื่องปั่นไฟดีเซล |
| A6 หนัก | 0.45 | 0.85 (VFD) | 0.30 ดีเซลเชิงกล |
| A7 หนักมาก | 0.55 | 0.78 สลิปริง | — |
| A8 ต่อเนื่อง | 0.65 | 0.85 (VFD) | — |
ตัวอย่างการคำนวณ RTG 32 t ที่ระดับ A6 กำลังติดตั้ง 150 kW ไฟจากกริดที่ USD 0.12 ต่อ kWh:
150 × 0.45 ÷ 0.85 = 79.4 kW ของกำลังไฟฟ้าขาเข้า คูณ USD 0.12 ได้ USD 9.53 ต่อชั่วโมงเดินเครื่อง ทีนี้ลองใช้เครนเดียวกันกับเครื่องปั่นไฟดีเซลของตัวเองที่ประสิทธิภาพการแปลง 33%: 79.4 ÷ 0.33 = 240.6 kW ของพลังงานเชื้อเพลิง ซึ่งที่ 9.97 kWh ต่อลิตรดีเซลเท่ากับ 24.1 ลิตรต่อชั่วโมง ที่ราคา USD 0.85 ต่อลิตร นั่นคือ USD 20.50 ต่อชั่วโมงเดินเครื่อง
เครนเดียวกัน งานเดียวกัน เงินสองเท่า ช่องว่างนั้นคือเหตุผลทั้งหมดที่การเปลี่ยนมาใช้ไฟฟ้าถูกพูดถึงเสมอในการประชุมท่าเทียบเรือ
ตัวเลขที่เผยแพร่สำหรับ RTG ระดับ 40 t พร้อมเครื่องปั่นไฟ 350 ถึง 450 kW อยู่ราว 1.4 ถึง 2.2 ลิตรต่อการเคลื่อนย้ายตู้หนึ่งครั้ง หรือประมาณ 20 ถึง 35 ลิตรต่อชั่วโมงเดินเครื่อง RTG ที่ทำงาน 3,000 ชั่วโมงต่อปีที่ 20 ครั้งต่อชั่วโมงจะอยู่ใกล้ 60,000 ครั้ง ซึ่งเท่ากับน้ำมันดีเซล 84,000 ถึง 132,000 ลิตรต่อปี ที่ราคา USD 0.85 ต่อลิตร นั่นคือ USD 71,000 ถึง USD 112,000 ต่อเครื่องต่อปี
ลองวางเทียบกับราคาเครน RTG ระดับ 40 t ขายราคาราว USD 900,000 ถึง 1,600,000 ค่าเชื้อเพลิงคือ 5 ถึง 12% ของราคาซื้อ ทุกปี ตลอดอายุการใช้งาน มันคือต้นทุนดำเนินงานที่ใหญ่ที่สุดบนเครื่อง และเป็นรายการที่ท่าเทียบเรือส่วนใหญ่ตั้งงบประมาณต่ำเกินไป
| รายการ | RTG ดีเซล | RTG จ่ายไฟ (รอกเคเบิลหรือบัสบาร์) | RTG ไฮบริด (แบตเตอรี่หรือซูเปอร์คาปาซิเตอร์) |
|---|---|---|---|
| แหล่งจ่ายไฟบนเครื่อง | เครื่องปั่นไฟ 350 - 450 kW | ไม่มี แหล่งจ่าย 380 - 480 V | เครื่องปั่นไฟ 150 - 200 kW พร้อมระบบกักเก็บ |
| พลังงานต่อการเคลื่อนย้าย | 1.4 - 2.2 L ดีเซล | 4.5 - 7.0 kWh | 0.7 - 1.2 L บวกการรีเจน |
| ต้นทุนต่อการเคลื่อนย้าย | USD 1.19 - 1.87 | USD 0.54 - 0.84 | USD 0.60 - 1.02 |
| ต้นทุนพลังงานต่อปี 60,000 ครั้ง | USD 71,000 - 112,000 | USD 32,000 - 50,000 | USD 36,000 - 61,000 |
| การปล่อยมลพิษและเสียงในลาน | NOx, PM, เสียงดีเซล | ไม่มีที่ตัวเครน | ลดลงมาก |
ดีเซลที่ USD 0.85 ต่อลิตรและไฟฟ้ากริดที่ USD 0.12 ต่อ kWh ให้สัดส่วนสองต่อหนึ่งที่เอื้อต่อไฟฟ้า ในที่ที่ไฟฟ้าอุตสาหกรรมถูกกว่า หรือดีเซลแพงกว่า ช่องว่างจะกว้างขึ้นอีก ในตลาดที่น้ำมันดีเซลได้รับการอุดหนุน มันอาจหดลงได้ ตรวจสอบตัวเลขสองตัวของคุณเองก่อนที่จะยอมรับคำกล่าวอ้างเรื่องระยะคืนทุนของใครก็ตาม
โดยทั่วไปคุ้ม แต่คำตอบที่ตรงที่สุดคือมันขึ้นอยู่กับว่าคุณใช้งานกี่ชั่วโมง การจ่ายไฟเป็นการลงทุนที่ซื้อลิตรที่ถูกกว่า ยิ่งคุณต้องเผาไหม้น้ำมันมากเท่าไร ก็ยิ่งคืนทุนเร็วเท่านั้น
| ทางเลือก | ส่วนเพิ่มเงินลงทุนต่อเครื่อง | เงินออมต่อปี ปีละ 3,000 ชม. | ระยะคืนทุนอย่างง่าย |
|---|---|---|---|
| สตาร์ท/หยุดเครื่องปั่นไฟอัตโนมัติและโหมดประหยัด | USD 3,000 - 8,000 | USD 12,000 - 30,000 | 3 - 8 เดือน |
| การรีเจนเนอเรชันบนรอกยกและรถเข็น | USD 14,000 - 40,000 | USD 8,000 - 18,000 | 1 - 4 ปี |
| การดัดแปลงไฮบริด ติดแบตเตอรี่บนเครื่องปั่นไฟเดิม | USD 150,000 - 350,000 | USD 30,000 - 55,000 | 3 - 9 ปี |
| การจ่ายไฟเต็มรูปแบบ รอกเคเบิลพร้อมร่องเดินสาย | USD 250,000 - 550,000 | USD 40,000 - 65,000 | 5 - 11 ปี |
| การจ่ายไฟเต็มรูปแบบ บัสบาร์ตัวนำ | USD 300,000 - 600,000 | USD 40,000 - 65,000 | 6 - 12 ปี |
ส่วนเพิ่มเงินลงทุนและเงินออมข้างต้นเป็นตัวเลขวางแผนของ SIEC สำหรับเครนลานระดับ 40 t ไม่ใช่ใบเสนอราคาจากผู้ขาย ลองคำนวณกับราคาเชื้อเพลิงและค่าไฟของคุณเอง เพราะระยะคืนทุนที่ดูดีที่ราคาดีเซล USD 0.85 จะดูแย่ที่ราคา USD 0.50
แถวที่คนส่วนใหญ่ข้ามคือแถวแรก เครื่องปั่นไฟของ RTG เดินเบา 30 ถึง 50% ของกะ เผาไหม้น้ำมันโดยไม่มีอะไรเคลื่อนที่ ระบบสตาร์ทและหยุดอัตโนมัติมีค่าใช้จ่ายไม่กี่พันดอลลาร์ และมักเอาชนะการอัปเกรดฮาร์ดแวร์ทุกอย่างในหน้านี้ได้ ถ้าคุณจะทำอะไรหนึ่งอย่างหลังจากอ่านบทความนี้ จงทำสิ่งนั้น
มันเปลี่ยนเกือบทุกอย่างในค่าไฟ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ RTG เทียบกับ RMG เป็นการตัดสินใจด้านพลังงานพอ ๆ กับการตัดสินใจด้านงานโยธา RMG ชนะในทุกบรรทัดด้านพลังงาน RTG ชนะเพราะไม่ต้องใช้ราง
| รายการ | RMG ล้อเหล็กบนราง | RTG ยางรถ |
|---|---|---|
| ความต้านทานการวิ่งยาว | 0.002 - 0.005 | 0.010 - 0.020 |
| กำลังการวิ่ง 200 t ที่ 100 m/min | 6.5 - 16.4 kW | 32.7 - 65.4 kW |
| พลังงานต่อการเคลื่อนย้ายตู้ 40 t | 2.5 - 4.0 kWh | 4.5 - 7.0 kWh |
| แหล่งพลังงาน | รอกเคเบิลหรือบัสบาร์ตัวนำ จากกริด | เครื่องปั่นไฟดีเซล หรือไฮบริดพร้อมระบบกักเก็บ |
| ปลายทางของการรีเจนเนอเรชัน | กลับเข้าสู่เครือข่ายของท่าเทียบเรือ | เข้าแบตเตอรี่หรือซูเปอร์คาปาซิเตอร์เท่านั้น |
| งานโยธา | ราง ฐานราก ระบบระบายน้ำ | ลานปูผิวและการบดอัด |
สิ่งที่ถ่วงดุลคือ งานโยธาของ RMG แพงและถาวร ขณะที่ RTG ย้ายไปลานอื่นได้ ท่าเทียบเรือที่คาดว่าผังจะเปลี่ยนซื้อ RTG และจ่ายค่าเชื้อเพลิง ท่าเทียบเรือที่รู้ผังของตัวเองซื้อ RMG วางรางครั้งเดียวและได้พลังงานที่ถูกกว่าตลอดยี่สิบปี ทั้งสองอย่างมีเหตุผล การผสมทั้งสองแบบโดยไม่ตั้งใจต่างหากที่ไม่มีเหตุผล
บนเครนกลางแจ้ง มากกว่าที่คนส่วนใหญ่คาด แรงลมคือ 0.5 คูณความหนาแน่นอากาศ คูณความเร็วลมยกกำลังสอง คูณค่าสัมประสิทธิ์แรงต้าน คูณพื้นที่รับลม
ลองใช้เครนโครง 32 t ที่มีพื้นที่รับลม 120 m² และค่าสัมประสิทธิ์แรงต้าน 1.3 วิ่งที่ความเร็ว 100 m/min:
| ความเร็วลม | แรงลม | กำลังการวิ่งเพิ่มเติม | เทียบกับความต้านทานยาง |
|---|---|---|---|
| 10 m/s | 9.6 kN | 16.0 kW | ประมาณครึ่งหนึ่ง |
| 15 m/s | 21.5 kN | 35.9 kW | ประมาณเท่ากัน |
| 20 m/s | 38.2 kN | 63.8 kW | เกือบสองเท่า |
| 25 m/s หยุดทำงาน | 59.7 kN | ยึดสมอ ตัวจับรับไว้ | ไม่ใช่ภาระของมอเตอร์ |
ทีนี้ผลที่ตามมาซึ่งคนมองข้าม ไดรฟ์การวิ่งที่กำหนดขนาดจากความต้านทานการหมุนในวันลมสงบจะมีขนาดเล็กเกินไปสำหรับวันที่มีลม และมันจะตัดการทำงานเพราะโอเวอร์โหลดพอดีในเวลาที่ลานยุ่งที่สุด นั่นคือเหตุผลที่มอเตอร์วิ่งขนาด 45 kW ปรากฏขึ้นในที่ที่ 22 kW ก็เพียงพอตามการคำนวณในวันลมนิ่ง มันไม่ใช่การเผื่อเกิน มันคือกรณีลม
ลมท้ายคืออีกด้านของคมเดียวกัน เมื่อถูกลมพัดไปข้างหน้า ไดรฟ์จะรีเจนเนอเรตแทนที่จะใช้พลังงาน และบน RMG พลังงานนั้นกลับเข้าสู่เครือข่ายของท่าเทียบเรือ คุณไม่อาจพึ่งพามันได้ แต่มันมีจริง และเป็นอีกเหตุผลที่เครนโครงต่อกริดเอาชนะเครนดีเซล
สำคัญ และมากด้วย นี่คือเครนโครงลานแบบจ่ายไฟ 32 t เครื่องเดียวกันที่ระดับการใช้งานสี่ระดับ ด้วยค่าพลังงาน 5.6 kWh ต่อการเคลื่อนย้าย ในปีทำงาน 3,000 ชั่วโมง
| ระดับการใช้งาน | ครั้งต่อชั่วโมง | ครั้งต่อปี | kWh ต่อปี | ต้นทุนต่อปี | ต้นทุนสิบปี |
|---|---|---|---|---|---|
| A5 ปานกลาง | 10 | 30,000 | 168,000 | USD 20,160 | USD 231,000 |
| A6 หนัก | 20 | 60,000 | 336,000 | USD 40,320 | USD 462,000 |
| A7 หนักมาก | 30 | 90,000 | 504,000 | USD 60,480 | USD 693,000 |
| A8 ต่อเนื่อง | 40 | 120,000 | 672,000 | USD 80,640 | USD 924,000 |
ตัวเลขสิบปีใช้การเพิ่มขึ้นของราคาไฟฟ้าปีละ 3% ตัวคูณ 11.46
พลังงานสี่เท่าบนเครนเดียวกัน มาจากแค่คุณใช้งานมันหนักแค่ไหน ใครก็ตามที่เปรียบเทียบใบเสนอราคาเครนโครงสองใบต้องเปรียบเทียบระดับการใช้งานก่อน เครื่อง A5 ราคาถูกที่ถูกสั่งให้ทำงานระดับ A7 จะอยู่ไม่ทน และจะไม่ประหยัดอะไรให้คุณเลย
ระเบียบ EU 2019/1781 กำหนดขั้นต่ำ ตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม 2021 มอเตอร์สามเฟสขนาด 0.75 ถึง 1,000 kW ต้องถึงระดับ IE3 และขนาดเล็กกว่า 0.12 ถึง 0.75 kW ถึงระดับ IE2 ตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม 2023 มอเตอร์แบบไม่มีเบรกและไม่มี Ex ขนาด 75 ถึง 200 kW ต้องถึงระดับ IE4
อ่านข้อยกเว้นให้ดี เพราะมันสำคัญบนเครนโครง ภาคผนวก I ข้อ 2(c) ยกเว้นมอเตอร์ที่มีเบรกในตัวซึ่งไม่สามารถถอดออกหรือจ่ายไฟแยกเพื่อทดสอบได้ มอเตอร์วิ่งโครงและรถเข็นเกือบทุกตัวเป็นมอเตอร์มีเบรก ดังนั้นระดับ IE4 จึงไม่จับตัวเหล่านี้ ระดับพื้นฐาน IE3 ยังจับอยู่
| พิกัด 4 ขั้ว | ประสิทธิภาพ IE3 | ประสิทธิภาพ IE4 | ช่องว่าง |
|---|---|---|---|
| 5.5 kW | 89.6% | 91.4% | 1.8 คะแนน |
| 11 kW | 91.4% | 93.3% | 1.9 คะแนน |
| 22 kW | 93.0% | 94.5% | 1.5 คะแนน |
| 55 kW | 94.6% | 95.4% | 0.8 คะแนน |
| 90 kW | 95.2% | 95.8% | 0.6 คะแนน |
บนเครนแขนหมุน ตารางนี้แทบไม่มีนัยสำคัญ บนเครนโครงมันมีนัยสำคัญ เพราะมีมอเตอร์วิ่งสี่ตัวหรือมากกว่าและทำงานหลายพันชั่วโมง ลองดูมอเตอร์วิ่ง 22 kW ที่ภาระ 45% ตลอด 3,000 ชั่วโมง หนึ่งคะแนนประสิทธิภาพคือ 0.79 kW หรือ 2,380 kWh ต่อปี สองคะแนนทั่วสี่มอเตอร์คือราว 19,000 kWh ต่อปี ประมาณ USD 2,300 ที่ราคา USD 0.12 นั่นคุ้มที่จะถามซัพพลายเออร์ของคุณ
ท่าเทียบเรือในอเมริกาเหนือใช้ 480 V ที่ 60 Hz ยุโรปและเอเชียส่วนใหญ่ใช้ 400 V ที่ 50 Hz ทั้งสองแบบใช้ได้ แต่ผสมกันไม่ได้
| รายการ | แนวปฏิบัติ NEMA | แนวปฏิบัติ IEC |
|---|---|---|
| พิกัดความคลาดเคลื่อนแรงดัน | บวกลบ 10% | โซน A บวกลบ 5% โซน B บวกลบ 10% |
| พิกัดความคลาดเคลื่อนความถี่ | บวกลบ 5% | โซน A บวก 2% โซน B บวก 3% ลบ 5% |
| ค่าเผื่อโอเวอร์โหลด | เซอร์วิสแฟกเตอร์ 1.15 | ไม่มีเซอร์วิสแฟกเตอร์ ใช้ประเภทภาระ S1 ถึง S10 |
| ประเภทภาระของเครนโครง | พิกัดต่อเนื่องพร้อมเซอร์วิสแฟกเตอร์ | S4 หรือ S5 เป็นช่วง ๆ พร้อมการเบรกไฟฟ้าหรือการสตาร์ท |
| ความเร็วที่ 4 ขั้ว | ประมาณ 1,750 rpm ที่ 60 Hz | ประมาณ 1,450 rpm ที่ 50 Hz |
แถวสุดท้ายคือกับดักในทางปฏิบัติ ย้ายเครนโครง 60 Hz ไปยังกริด 50 Hz แล้วมอเตอร์จะหมุนช้าลงราว 20% เว้นแต่คุณเปลี่ยนชุดเฟืองหรือปรับพิกัดไดรฟ์ใหม่ ความเร็วทุกค่าบนเอกสารข้อมูลจะเปลี่ยนตามไปด้วย รอกเคเบิลและบัสบาร์ตัวนำก็จำเพาะกับแรงดันเช่นกัน ดังนั้นเครนที่ย้ายข้ามตลาดมักต้องสร้างระบบจ่ายไฟใหม่มากกว่าจะดัดแปลง
ท่าเทียบเรือส่วนใหญ่ถูกเรียกเก็บค่าไฟทั้งตาม kVA และ kWh และเพาเวอร์แฟกเตอร์ที่ต่ำทำให้ตัวเลข kVA สูงขึ้น
| เพาเวอร์แฟกเตอร์ | kVA ที่ดึงสำหรับ 135.9 kW | kVA เพิ่มเทียบกับ 0.95 | ค่าไฟตามความต้องการเพิ่ม USD 12 ต่อ kVA ต่อเดือน |
|---|---|---|---|
| 0.95 | 143 | 0 | USD 0 |
| 0.90 | 151 | 8 | USD 1,152 ต่อปี |
| 0.85 | 160 | 17 | USD 2,448 ต่อปี |
| 0.80 | 170 | 27 | USD 3,888 ต่อปี |
| 0.70 | 194 | 51 | USD 7,344 ต่อปี |
กรณีศึกษาของการไฟฟ้าที่เผยแพร่ระบุว่าการแก้เพาเวอร์แฟกเตอร์มีต้นทุนเงินลงทุนระดับสี่หลักกลาง ๆ และคืนทุนภายในหนึ่งปีเมื่อมีการเรียกเก็บค่าปรับอยู่แล้ว ฟรอนต์เอนด์แบบแอกทีฟบนไดรฟ์ขนาดใหญ่ทำงานเดียวกันได้หนักกว่า: เพาเวอร์แฟกเตอร์ใกล้ 0.99 และความบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมดต่ำกว่า 5% บวกกับการลดพลังงานไดรฟ์ 15 ถึง 20% บนไดรฟ์ที่สูงกว่าประมาณ 50 kW มอเตอร์สลิปริงที่เปลี่ยนมาใช้ VFD ได้ทั้งหมดนี้พร้อมกัน
การลดต่ำคือการเคลื่อนไหวเดียวที่คืนพลังงานกลับ และเครนโครงทำการลดต่ำบ่อยมาก
ตู้คอนเทนเนอร์ 40 t ลดต่ำ 15 m ปล่อยพลังงาน 40,000 × 9.81 × 15 = 5.886 MJ ซึ่งเท่ากับ 1.63 kWh ที่การกู้คืน 70% นั่นคือ 1.14 kWh ต่อการลดต่ำหนึ่งครั้ง ตลอด 60,000 ครั้ง นั่นคือ 68,400 kWh ต่อปี
ทีนี้ส่วนที่ทำให้คนประหลาดใจ บนเครนที่ต่อกริด 68,400 kWh นั้นมีค่าเทียบเท่า USD 8,200 ที่ราคา USD 0.12 บน RTG ดีเซล ซึ่งไฟฟ้าทุก kWh มีต้นทุนราว USD 0.258 ในการผลิตจากเชื้อเพลิงที่ USD 0.85 ต่อลิตรผ่านเครื่องปั่นไฟประสิทธิภาพ 33% 68,400 kWh เดียวกันนั้นมีค่าเทียบเท่า USD 17,600
การรีเจนเนอเรชันมีค่ามากกว่าสองเท่าบนเครื่องดีเซลเมื่อเทียบกับเครื่องไฟฟ้า นั่นขัดกับสัญชาตญาณจนกระทั่งคุณนึกได้ว่าบนเครนดีเซลคุณไม่ได้กำลังซื้อไฟฟ้ากริดราคาถูก แต่คุณกำลังปฏิเสธที่จะเผาไหม้ดีเซล
ข้อจำกัดในทางปฏิบัติ: RTG ดีเซลที่ไม่มีแบตเตอรี่ไม่มีที่เก็บพลังงานที่กู้คืนมาได้ จึงเผามันทิ้งในตัวต้านทานเบรก นั่นคือเหตุผลที่การดัดแปลงไฮบริดมีอยู่ บน RMG ที่มีไดรฟ์รีเจนเนอเรทีฟ พลังงานก็ไหลกลับผ่านบัสบาร์ตัวนำเข้าสู่เครือข่ายของท่าเทียบเรือ
จัดอันดับตามผลตอบแทน ไม่ใช่ตามความน่าสนใจทางวิศวกรรม
| ลำดับ | การดำเนินการ | เงินลงทุน | ผลต่อปี | ระยะคืนทุน |
|---|---|---|---|---|
| 1 | หยุดการเดินเบาของเครื่องปั่นไฟ เพิ่มระบบสตาร์ทและหยุดอัตโนมัติ | USD 3,000 - 8,000 | ประหยัด USD 12,000 - 30,000 | ต่ำกว่าหนึ่งปี |
| 2 | วินัยเรื่องแรงดันลมยางและกฎโหมดบังคับเลี้ยว | ไม่มี | ลดพลังงานการวิ่ง 5 ถึง 12% | ทันที |
| 3 | ไดรฟ์รีเจนเนอเรทีฟบนรอกยกและรถเข็น | USD 14,000 - 40,000 | ประหยัด USD 8,000 - 18,000 | 1 - 4 ปี |
| 4 | การแก้เพาเวอร์แฟกเตอร์หรือฟรอนต์เอนด์แบบแอกทีฟ | USD 12,000 - 30,000 | ประหยัด USD 3,000 - 7,000 | 2 - 5 ปี |
| 5 | การดัดแปลงแบตเตอรี่ไฮบริด | USD 150,000 - 350,000 | ประหยัด USD 30,000 - 55,000 | 3 - 9 ปี |
| 6 | การจ่ายไฟเต็มรูปแบบ | USD 250,000 - 600,000 | ประหยัด USD 40,000 - 65,000 | 5 - 12 ปี |
| 7 | มอเตอร์ IE4 เฉพาะไดรฟ์ที่ไม่มีเบรก | ส่วนต่างราคามอเตอร์ | ประมาณ USD 2,300 บนมอเตอร์ 22 kW สี่ตัว | แทบไม่คุ้มถ้าดูแค่ประสิทธิภาพ |
สังเกตว่าอะไรอยู่อันดับหนึ่งและสอง ผลตอบแทนที่ดีที่สุดสองอย่างบนเครนโครงมีต้นทุนแทบเป็นศูนย์และไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ มันคือการเปลี่ยนระบบควบคุมและนิสัยการบำรุงรักษา ฮาร์ดแวร์ราคาแพงอยู่ที่ห้าและหก และมันคุ้มค่าเฉพาะเมื่อเครนทำงานหลายพันชั่วโมงต่อปีจริง ๆ ถ้าเครนโครงของคุณทำงาน 800 ชั่วโมงต่อปี ข้ามทุกอย่างใต้แถวที่สามไปเลย
ถ้าคุณวัดไม่ได้ คุณก็อ้างไม่ได้ และบอกไม่ได้ว่าการอัปเกรดได้ผลหรือไม่
ปรับทุกอย่างให้เป็นมาตรฐาน kWh ต่อการเคลื่อนย้าย นั่นคือตัวเลขเดียวที่ยังเทียบเคียงได้เมื่อปริมาณงานเปลี่ยน และเป็นตัวเลขเดียวที่ผู้จัดการท่าเทียบเรือใช้เปรียบเทียบเครนสองเครื่องหรือสองปีได้ สำหรับเครื่องของเราเอง เราบันทึกชุดเดียวกันและมอบให้ตอนติดตั้งใช้งาน และ เครนโครงแบบรางและแบบยาง ทุกเครื่องที่เราสร้างเสนอราคาพร้อมระบบวัดที่คุณต้องการ
เครนโครงลานแบบจ่ายไฟขนาด 32 t ในระดับการใช้งานหนักใช้ไฟฟ้าประมาณ 336,000 kWh ต่อปี คิดเป็นราว USD 40,000 ที่ราคา USD 0.12 ต่อ kWh เครนโครงกลางแจ้งขนาดเล็ก 5 t ในระดับการใช้งานปานกลางใช้ไฟฟ้าใกล้เคียง 20,600 kWh คิดเป็นราว USD 2,500 ความต่างระหว่างเครื่องสองตัวนี้มาจากระดับการใช้งานและระยะทางวิ่ง มากกว่ามาจากความสามารถในการยก
เพราะความต้านทานการหมุน ยางรถบนคอนกรีตหมุนที่ค่า 0.010 ถึง 0.020 ขณะที่ล้อเหล็กบนรางเหล็กหมุนที่ 0.002 ถึง 0.005 สำหรับน้ำหนักใช้งาน 200 t เท่ากันที่ความเร็ว 100 m/min นั่นคือ 33 ถึง 65 kW บนยาง เทียบกับ 6.5 ถึง 16 kW บนราง อีกทั้ง RTG ยังพกเครื่องปั่นไฟดีเซลของตัวเองมาด้วย ซึ่งเพิ่มการสูญเสียจากการแปลงพลังงานถึงสองในสามก่อนที่พลังงานจะไปถึงมอเตอร์ด้วยซ้ำ
โดยทั่วไปคุ้ม ถ้าเครนทำงานมากกว่าประมาณ 2,000 ชั่วโมงต่อปี การจ่ายไฟเต็มรูปแบบมีต้นทุน USD 250,000 ถึง 600,000 ต่อเครื่อง และประหยัดได้ USD 40,000 ถึง 65,000 ต่อปีจากพลังงาน ซึ่งคืนทุนในห้าถึงสิบสองปี ก่อนหน้านั้น ให้ลงทุน USD 3,000 ถึง 8,000 กับระบบสตาร์ทและหยุดเครื่องปั่นไฟอัตโนมัติ ซึ่งมักประหยัดได้ USD 12,000 ถึง 30,000 ต่อปีด้วยตัวมันเอง
บนเครนโครงลาน การวิ่งยาวใช้มากกว่า งานวิจัย Energies 2024, 17(5), 985 ระบุว่าเครื่องเครนลานตู้คอนเทนเนอร์ฝั่งบกใช้พลังงานราว 85% ที่การวิ่งโครง 9% ที่รอกยก และ 4% ที่รถเข็น บนเครนท่าเทียบเรือหรือเครนโครงในอาคาร รอกยมักเป็นตัวนำแทน ปัจจัยชี้ขาดคือภาระเคลื่อนที่ไปตามพื้นไกลแค่ไหน
สำหรับเครนโครงแบบรางที่จ่ายไฟ 2.5 ถึง 4.0 kWh ต่อการเคลื่อนย้ายตู้ 40 t หนึ่งครั้ง สำหรับเครนโครงแบบยาง 4.5 ถึง 7.0 kWh ถ้าตัวเลขของคุณต่ำกว่านั้นมาก ให้ตรวจสอบว่ามิเตอร์บันทึกการรีเจนเนอเรชันหรือไม่ ถ้าสูงกว่านั้นมาก ให้ดูที่แรงดันลมยาง โหมดบังคับเลี้ยว และสัดส่วนเวลาที่เครื่องเดินเบาในกะ
เครนโครงลานแบบจ่ายไฟขนาด 32 t ในระดับการใช้งานหนักมีต้นทุนราว USD 9.50 ต่อชั่วโมงเดินเครื่องในรูปของไฟฟ้าที่ราคา USD 0.12 ต่อ kWh เครนเดียวกันเมื่อใช้เครื่องปั่นไฟดีเซลของตัวเองมีต้นทุนราว USD 20.50 ต่อชั่วโมงเดินเครื่องที่ราคา USD 0.85 ต่อลิตร ช่องว่างราวสองต่อหนึ่งนั้นคือเหตุผลทั้งหมดของการเปลี่ยนมาใช้ไฟฟ้าในบรรทัดเดียว
บทความที่เกี่ยวข้อง:
คู่มือต้นทุนและต้นทุนรวมความเป็นเจ้าของของเครนโครง 2026: ราคา การติดตั้ง และ TCO สิบปี
คู่มือการติดตั้งเครนโครง 2026: ราง ฐานราก น้ำหนักล้อ และการทดสอบภาระ
เครนโครงสำหรับลานคอนกรีตหล่อสำเร็จ: การกำหนดค่า ความสามารถในการยก และผัง
การใช้พลังงานของเครน: เครนคานคู่ต้องจ่ายเท่าไรจริงในการใช้งาน
คู่มือเครนโครง: ประเภท ความสามารถในการยก ช่วงกว้าง และการเลือกใช้