洛克威爾自動化南太平洋區域總監Anthony Wong補充：「永續發展是洛克威爾的關注重點，而當RUC向我們提出這個具有前瞻性的專案時，我們積極地合作將其實現，並以我們的硬體和軟體解決方案協助提供可靠性與效能。」
他表示：「雖然這個解決方案是在澳洲設計和打造，但適用於全球的礦場。雖然這是邁向採礦業更永續發展和全發電礦場夢想的一小步，但其意義重大。我們讚揚RUC構思出此真正創新解決方案的巧思和遠見」。
- 建立創新的解決方案，將地底的礦場繞線機轉變為發電機，並利用再生儲存解決方案儲存能源
- PowerFlex® 755TR 可變速驅動器因其彈性及其對起重機、升降機和起重應用的適用性而獲選
- 低電壓馬達控制中心
- ThinManager® 軟體用於應用程式管理
- FactoryTalk® View Site Edition 軟體提供完整的人機介面操作即時概要
- 網路及安全性服務
- 產品支援
- 成功的再生儲存解決方案：在洛克威爾自動化、RUC Mining和Energy Power Systems Australia (EPSA)強而有力的合作下開發
- 永續發展的利益：包括預計在24個月內節省1,427公秉的柴油(節省約200萬澳幣)、減少3.85噸的二氧化碳排放量，以及將發電所產生的溫室氣體排放量減少約42%
- 未來潛力：在更大型的升降機上建置全新的創新解決方案
挑戰
地下採礦升降機(或繞線機)是用於升高和降低礦井中礦物和物料的強大機器。
這些機器可以高效率垂直運輸物料，否則需要更大型的機械設備和更多成本才能從礦場採掘。
向上運送需要大量電力，但向下運送則不然。
而這下降的行程激發出地下礦場輸送機專家RUC Mining的創新想法：如果可以儲存下降過程中所產生的能量，然後用來為上升的行程提供電力，那會是怎樣的情況？
這對未來電力礦場的永續發展影響及更廣泛的貢獻非常巨大－但首先必須解決複雜的技術問題和具有挑戰性的任務。
RUC的電氣經理Greg Bell認為這不僅只是一個想法，並且開始研究如何將這個想法付諸實現。他和RUC的團隊選擇策略合作夥伴洛克威爾自動化和Energy Power Systems Australia (EPSA)，建立一個可以推行到全球各地升降機的完全整合解決方案。
RUC團隊與這些合作夥伴合作，建立了他們認為是世界上第一個用於地下採礦繞線機的再生能源儲存解決方案，讓這些機器能夠完全利用自行儲存的能量運作，而不需要獨立的柴油發電機。
在澳洲礦場的初次應用中，RUC安裝了RUCShaw 512單筒繞線機，這款繞線機是由710 kW驅動器提供電力，具備每秒5公尺的升降能力，其繩索拉力為12噸，並且其設計可允許在1,600公尺的深度下作業。
解決方案
技術複雜的永續解決方案
將負載吊升到礦井時，電動馬達會消耗能量。但是在向下運送時，電動馬達有變成發電機的可能性。
「大部分的礦場升降機使用配備冷卻風扇的煞車電阻包來解決產生的熱量。不過，這些電阻包會造成單點故障，而且只能用於特定應用，因此如果需要改變煞車功率，就必須重新計算」，Bell解釋道。
「反之，我們建議將發電量回饋到輸入電源匯流排上，由系統負載吸收」，他補充道。
為了實現此解決方案，洛克威爾自動化提供主動式前端控制的(AFE) Powerflex® 755TR再生可變速驅動器、低電壓馬達控制中心、GuardLogix®控制器、用於應用程式管理的ThinManager®軟體、提供HMI操作完整即時概要的FactoryTalk® View Site Edition軟體，以及產品與技術支援。
選擇用來儲存再生能源的電池是由EPSA所提供的Cat PGS 1260電池能源儲存系統(BESS)，可以透過其並聯逆變器和電池組的架構提供額外的備援。
Bell表示：「我們有一個營運專案，我們在此專案中使用兩個升降機驅動器來建置這個解決方案，而我們正在考慮將其納入未來的專案中。我們也注意到在全球全新和現有礦井上推行此解決方案的潛力」。
結果
永續發展的獲益
藉由減少柴油發電，透過建置再生能源儲存解決方案的方式，可以實現顯著的環境效益。RUC預估，在其初始安裝過程中(24個月的期間內)，再生能源儲存解決方案將實現：
- 預估減少1,427公秉的柴油消耗(節省約200萬美元)
- 減少3.85噸的二氧化碳排放量(約相等於一輛汽油車行駛12,700公里)
- 來自發電的溫室氣體排放量減少約42%
Bell表示：「除了這些強大的永續發展優勢，再生能源儲存解決方案也可以降低每天的作業成本、減少工廠作業時數和維護需求，以及為電力系統提供額外的備援，而負載箱等被動元件並不具備這些條件」。
技術專業知識的合作
這項再生儲存專案不僅有複雜的技術整合，而且包含許多業界第一，所以沒有現有的範本可以仿效。
Bell表示：「有些公司不喜歡當開拓者，因為未必能成功。但是洛克威爾從一開始便提供支援。他們協助我們選擇合適的驅動器來為我們的升降機提供電力，並努力將其無縫整合以達到和電池的再生協調」。
「我對洛克威爾技術團隊有極高的評價－在我合作過的對象中，他們是一群最優秀的工程師。另一個主要優點是洛克威爾的供應商手冊和技術資訊。這些都是一流的文件，而且最新的版本均可線上取得，這對於培訓員工和遠端工作非常重要。修訂控制並非由我掌控，因為我總是可以存取最新的版本」，他補充道。
Bell也指出在本專案中使用洛克威爾硬體的幾項主要優勢，包括：
- 傑出的驅動器設定能力和參數化。RUC在首創的客製化解決方案中處理約1,500項參數，因此洛克威爾的驅動器可以提供必要的彈性
- 內建安全功能內含符合SIL3標準的安全關閉扭矩功能，這是礦場作業員的效能需求。(SIL或安全完整性等級是一種評比系統，會將持續運作系統或隨需運作系統的安全性和危險故障的數值機率(0最低，4最高)建立關聯。)
- 專門打造的驅動器。洛克威爾自動化的PowerFlex 755TR是專為起重機、升降機和起重設備打造，代表其具備這項要求嚴格的應用所需的所有功能。
Bell表示：「除了硬體以外，洛克威爾的軟體也和我們的控制與安全系統，以及我們用於診斷和進階故障排除的資訊收集模組/資料記錄程式無縫整合。透過洛克威爾的附加元件指令，即可簡單整合驅動器和空氣斷路器計量設備」。
額外的優勢，以及前景可期的未來
雖然新的解決方案不是再生能源儲存專案的最初目標，但可以提供「穩定」的效能以及電池內額外的備援。
Bell表示：「如果斷電就會發生故障，而且液壓煞車過於靈敏。有了再生能源儲存解決方案，我們可以將電池和兩個逆變器分開，因此我們有多一層的備援。這表示如果我們失去電力，繞線機不會停止，可以為我們提供平順穩定的效能」。
「因為電力會直接回到電池，而且沒有熱量損失，所以這種類型的解決方案可以輕鬆擴充到任何能源應用－甚至是電梯類型的應用。我們相信，這是世界上唯一成功使用升降機的重力動能儲存系統，我們很榮幸能夠將其引入澳洲這裡。」
「我們計畫更廣泛使用這項技術，因為如果您考慮未來的電力礦場，垂直運輸可以為礦場的物料輸出提供最經濟實惠、可操作及可實現的解決方案。這項技術也具備極高的輸出潛力，因此我們可以在全球展示澳洲的創新。」
已發佈 2024年3月7日
