Laser in fibra vs CO2 Incredibile potenziale di risparmio con una macchina ad alta efficienza energetica
In tempi di crisi energetica con l'aumento dei prezzi dell'elettricità, nelle aziende aumenta anche la necessità di ridurre i costi energetici.
Nelle aziende industriali non c'è modo di sfuggire alla sostituzione dei vecchi divoratori di energia con macchine moderne. Queste possono ridurre i costi a diversi livelli.
Come dimostra il confronto tra laser in fibra ad alta efficienza energetica e laser a CO2.
Differenze tra laser in fibra vs laser a CO2
Laser a CO2
Il laser a CO2 genera il raggio laser utilizzando una miscela di gas a base di anidride carbonica. Questa miscela viene inoltre eccitata elettricamente. Il raggio laser viene guidato attraverso un percorso con ottica.
Laser in fibra
I laser in fibra sono laser a stato solido con range di potenza simili alle loro controparti a CO2. Il mezzo laser attivo è una fibra o un disco con caratteristiche vetrose o cristalline. Qui il raggio viene generato in una fibra attiva e condotto tramite una fibra di trasporto alla testa di taglio della macchina.
Oltre al mezzo laser, una delle differenze più importanti è la sua lunghezza d'onda. Ecco di cosa si tratta:
- Laser in fibra: 1 µm
- Laser a CO2: 10 µm
La lunghezza d'onda del laser in fibra rispetto al laser a CO2 si traduce in un tasso di assorbimento più elevato nel taglio di acciaio, acciaio inox e alluminio. Un tasso di assorbimento migliore comporta un minore riscaldamento del materiale da lavorare, il che è ovviamente positivo.
Vantaggi di un laser a fibra rispetto a un laser a CO2
Negli ultimi anni, la tecnologia laser in fibra ha avuto un grande sviluppo. Il successo dipende da tutto un pacchetto di fattori differenti e individuali. Tuttavia, se il potenziale viene sfruttato, un laser in fibra è economicamente conveniente per i seguenti motivi:
- Ha un'elevata velocità di taglio e quindi minori costi di esercizio orari.
- In un confronto diretto tra sistemi laser in fibra e a CO2, i laser in fibra non richiedono la stessa quantità di energia. Il rendimento elettrico è quindi fino a 5 volte maggiore.
- È caratterizzato da un percorso laser semplificato.
- Un laser in fibra richiede poca manutenzione.
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Potenziale di risparmio:
esempio di calcolo concreto laser in fibra vs. CO2
Se si confronta direttamente il consumo di un laser in fibra rispetto a un sistema a CO2, diventa chiaro quanto possono essere elevati i possibili risparmi.
Risparmi nella sostituzione di una macchina laser a CO2
| Obiettivo Tempo di lavoro / Anno | Taglio (laser acceso) | Potenza media consumo | Consumo di potenza / Anno | |
| Macchina CO2 (6kW) | 3’600 h x | 65 % x | 65 kW | = 152’100 kWh |
| Macchina per la fibra (6kW) | 3’600 h x | 65 % x | 22 kW | = 51’480 kWh |
| Risparmio energetico / Anno | = 100'620 kWh | |||
Risparmio di energia elettrica all'anno
0.25 €/kWh: 100'620 kWh x 0.25 €/kWh ≈ 25'000 €
0.75 €/kWh: 100'620 kWh x 0.75 €/kWh ≈ 75'500 €
Risparmio energetico su un periodo di 5 anni
0.25 €/kWh: 25'000 € x 5 years = 125'000 €
0.75 €/kWh: 75'500 € x 5 years = 377'500 €
Il passaggio da un laser a CO2 a un laser in fibra può far risparmiare da 25.000 a 75.000 € all'anno.
In questo esempio un laser a CO2 da 6 kW è stato sostituito da un laser in fibra da 6 kW. Come si può vedere dal grafico, il sistema a CO2 consuma tre volte di più rispetto al laser in fibra.
Ipotizzando un prezzo per kWh di 0,25 €, si ottiene un risparmio annuo di 25.000 €. Calcolando su 5 anni, il risparmio sui costi è di € 125.000.
Risparmi nella sostituzione di due macchine laser a CO2
| Obiettivo Tempo di lavoro / Anno | Taglio (laser acceso) | Potenza media consumo | Consumo di potenza / Anno | |
| Macchina CO2 (6kW) | 3’600h x | 65% x | 65kW | = 152’100 kWh |
| Macchina CO2 (4.4kW) | 3’600h x | 65% x | 51 kW | = 119’340 kWh |
| Una macchina a fibre ottiche può sostituire due macchine a CO2! | = 271’440 kWh | |||
| Macchina per la fibra (10kW) | 3’600h x | 65% x | 25kW | = 58’500 kWh |
| Risparmio energetico / Anno | = 212’940 kWh | |||
Risparmio di energia elettrica all'anno
0.25 €/kWh: 212’940 kWh x 0.25 €/kWh ≈ 53’000 €
0.75 €/kWh: 212’940 kWh x 0.75 €/kWh ≈ 160’000 €
Risparmio energetico su un periodo di 5 anni
0.25 €/kWh: 53’000 € x 5 years = 265’000 €
0.75 €/kWh: 160’000 € x 5 years = 800’000 €
Grazie alla sua maggiore produttività, tuttavia, un sistema laser sostituisce due laser a CO2 contemporaneamente.
Un laser in fibra da 10 kW consuma solo circa un quinto di due macchine a CO2 di pari potenza. Tenendo conto di ciò, il risparmio è di € 53.000 all'anno e € 266.000 in 5 anni.
Pertanto, nel confrontare i laser in fibra rispetto ai laser a CO2, il risultato propende chiaramente per i laser in fibra
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