近年來(lái)徽捶，“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇又信。在這一戰(zhàn)略目標(biāo)的引領(lǐng)下胰绢，我國(guó)持續(xù)推進(jìn)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，節(jié)能環(huán)保抛冗、綠色制造也逐漸成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重點(diǎn)方向之一切省。
作為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵利器，激光技術(shù)近年來(lái)也在不斷進(jìn)行技術(shù)革新帕胆。過(guò)去幾年朝捆，激光技術(shù)的升級(jí)方向更聚焦于提高功率以帶來(lái)加工效率的提升。隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的確立(2060年實(shí)現(xiàn)碳中和)惶楼，人們對(duì)節(jié)能環(huán)保右蹦、能效利用的關(guān)注度也開(kāi)始提高，一些大型制造企業(yè)選擇激光產(chǎn)品時(shí)也開(kāi)始將更高的電光轉(zhuǎn)換效率納入選擇標(biāo)準(zhǔn)歼捐。毫無(wú)疑問(wèn)何陆，更高的電光轉(zhuǎn)換效率能夠減少電力消耗、減少碳足跡豹储、減少煤炭燃燒量以及大氣層中的CO2贷盲，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境、激光設(shè)備用戶(hù)剥扣、激光器制造商的三贏巩剖。
多年打磨——電光效率超50% ，IPG技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先
在雙碳經(jīng)濟(jì)成為社會(huì)關(guān)注熱點(diǎn)之前钠怯，激光器制造商們已將追求更高的電光效率作為體現(xiàn)自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)的方向佳魔。電光轉(zhuǎn)換效率是體現(xiàn)激光器性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，電光轉(zhuǎn)換效率越高福信，所需的輸入功率(電功率)就越少惧仪，既能降低設(shè)備整體能耗，也能相應(yīng)減少設(shè)備的發(fā)熱量蹲楷，延緩設(shè)備老化速度蠕艳，使設(shè)備的使用壽命更長(zhǎng)。
然而，過(guò)去幾年中國(guó)激光市場(chǎng)正處于快速擴(kuò)張階段磺则，大家更關(guān)注如何提高功率玩困、提升加工速度，尤其是2020年進(jìn)入萬(wàn)瓦激光爆發(fā)期牧俩，原本罕有的萬(wàn)瓦技術(shù)幾乎成為所有企業(yè)公開(kāi)亮相的標(biāo)配脉鼻。對(duì)用戶(hù)而言，功率更高虚育、速度更快的吸引力遠(yuǎn)大于更節(jié)能疲狼、更省電。
在國(guó)內(nèi)企業(yè)扎堆萬(wàn)瓦衣式、扎堆沖刺更高功率的時(shí)候寸士，全球光纖激光器領(lǐng)軍企業(yè)IPG早早就意識(shí)到節(jié)能環(huán)保的大勢(shì)，在保持傳統(tǒng)高功率產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)的同時(shí)碴卧，不斷致力于在兼顧加工效率和生產(chǎn)成本的前提下提高能源效率弱卡，為客戶(hù)提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的激光產(chǎn)品。早在2015年住册，IPG便推出了電光轉(zhuǎn)化效率超過(guò)40%的激光器產(chǎn)品婶博。2020年，這一數(shù)據(jù)被更新到50%(YLS-ECO系列激光器)!
2022年荧飞，IPG將這一高效節(jié)能技術(shù)應(yīng)用至更高功率的產(chǎn)品凡人，并在中國(guó)市場(chǎng)正式發(fā)布YLS-ECO系列高效節(jié)能光纖激光器。該系列激光器電光轉(zhuǎn)化效率超50%叹阔，功率覆蓋4000-30000 W挠轴。7月15日，IPG將召開(kāi)YLS-ECO激光器新品發(fā)布會(huì)耳幢，屆時(shí)將會(huì)詳細(xì)解讀該款創(chuàng)新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)岸晦。
據(jù)IPG官方披露，能夠?qū)崿F(xiàn)如此高的電光轉(zhuǎn)化效率痪僵，來(lái)源于其獨(dú)有的創(chuàng)新技術(shù)——包層側(cè)泵浦技術(shù)和分布式單發(fā)射芯結(jié)二極管泵浦結(jié)構(gòu)螃浑。
包層側(cè)泵浦技術(shù)，由多模泵浦光纖和單模摻雜芯光纖組成雙光纖結(jié)構(gòu)暮诫，將多模二極管光轉(zhuǎn)換成單模光纖激光器诵城，具有極高的效率和高亮度。相比其他光纖激光器普遍使用端面泵浦而言参唆，具有更高的效率和光束質(zhì)量(因?yàn)槎嗣姹猛ǔＰ枰褂梅瓷溏R瑟毡，并且可能需要在激光器內(nèi)保持正氣壓，以避免灰塵和其他污染物)矿退。
分布式單發(fā)射芯結(jié)二極管泵浦結(jié)構(gòu)是將多個(gè)單發(fā)射極半導(dǎo)體二極管形成獨(dú)立的發(fā)光元件組件，其中任何單個(gè)發(fā)射器泵的故障都不會(huì)影響其余泵組件的性能，以此提供高效可靠的電源跪篷。同時(shí)刊搁，IPG單發(fā)射極二極管的耦合效率(90-95%)和能量效率(50-60%)均明顯高于條形堆疊替代方案。
功耗實(shí)測(cè)——高效率基礎(chǔ)上能耗再降20%桃姐，節(jié)能降碳雙管齊下
然而钻局，超過(guò)50%的電光轉(zhuǎn)化效率一度引發(fā)業(yè)內(nèi)質(zhì)疑。有人認(rèn)為口柳，基于光纖激光器的原理和結(jié)構(gòu)苹粟，是不可能實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)化效率超過(guò)50%的。為驗(yàn)證這一點(diǎn)跃闹，IPG在最新發(fā)布的YLS-ECO系列產(chǎn)品中附帶了實(shí)時(shí)電能采集工具包——能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)激光輸出功率和能耗的功率采集器嵌削。
據(jù)悉，該功率采集器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電壓及電流的等比變化情況望艺，通過(guò)功率與時(shí)間的積分算法苛秕，得出動(dòng)態(tài)功率下的真實(shí)電能消耗數(shù)據(jù)，每個(gè)采樣節(jié)點(diǎn)都通過(guò)總線形式將信息匯總到中央處理軟件找默。在軟件中可以按照客戶(hù)的實(shí)際使用頻次進(jìn)行參數(shù)的預(yù)設(shè)艇劫，包括每天加工時(shí)長(zhǎng)，每年工作天數(shù)以及電費(fèi)單價(jià)惩激，系統(tǒng)將根據(jù)這些信息計(jì)算出全年的電能消耗以及電費(fèi)支出情況店煞。
本次測(cè)試的主體是一臺(tái)20 kW的IPG YLS-ECO激光器和一臺(tái)常規(guī)20 kW 激光器。兩臺(tái)激光器在相同環(huán)境下同時(shí)滿(mǎn)功率出光风钻，經(jīng)測(cè)算發(fā)現(xiàn)顷蟀，YLS-ECO激光器輸出20 kW功率的激光時(shí)消耗的電功率約為39.87kW(電光轉(zhuǎn)換效率50.16%)，常規(guī)版激光器輸出20 kW功率的激光時(shí)消耗的電功率約為49.69kW(電光轉(zhuǎn)換效率40.25%)近沐。這一數(shù)據(jù)意味著庵坛，IPG的YLS-ECO激光器，比電光轉(zhuǎn)換效率本就處在較高水平的IPG常規(guī)版激光器象瓤，能耗還將再降低20%!
如此高的電光轉(zhuǎn)換效率恼睹，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中又將起到什么作用?最直觀的好處是：覆蓋多種功率段的節(jié)能技術(shù)，讓更多的用戶(hù)在提升工作效率改善產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)叨林，通過(guò)節(jié)能的途徑降低單個(gè)工件的生產(chǎn)成本狞衷。而針對(duì)中厚板加工量巨大、加工環(huán)境惡劣料鲫、能耗高的行業(yè)(如工程機(jī)械久耍、礦機(jī)、鋼結(jié)構(gòu)等重工領(lǐng)域)肝慕，YLS-ECO系列激光器能夠助企業(yè)實(shí)現(xiàn)降低能耗及碳排放的目標(biāo)椭皿，實(shí)現(xiàn)更高效的綠色制造掐悄。
IPG表示，以每天工作16小時(shí)刻渔，每年工作300天為例帅刀，20 kW YLS-ECO激光器每年可省電11.87萬(wàn)度。按照目前火電的碳排放量計(jì)算(每度電約產(chǎn)生0.7-1.0公斤二氧化碳远剩，此處取0.7公斤)扣溺，一臺(tái)ECO 20kW激光器每年可減少84噸二氧化碳排放，大約相當(dāng)與178畝森林的碳中和效果(根據(jù)森林蓄積量擴(kuò)展法估計(jì))瓜晤。
此外锥余，據(jù)《IPG 2022年可持續(xù)發(fā)展報(bào)告》披露，2011-2021年痢掠，與傳統(tǒng)激光器相比驱犹，使用IPG激光器使二氧化碳排放量減少了3400萬(wàn)噸，為客戶(hù)節(jié)省電力65太瓦時(shí)志群。
超高的功率穩(wěn)定性着绷，預(yù)期壽命超過(guò)10年以上
要真正發(fā)揮節(jié)能優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠至關(guān)重要锌云。如果空有高電光效率荠医，但時(shí)常需要停機(jī)維護(hù)，甚至一兩年就要大修桑涎、更換彰莲，其造成的浪費(fèi)將遠(yuǎn)高于節(jié)能的價(jià)值。
幸運(yùn)的是烈瘸，IPG產(chǎn)品一向以穩(wěn)定著稱(chēng)泳疗，市面上不乏服役十年以上的IPG激光器，它們?cè)阡X罐廠范般、礦山機(jī)械制造驹莽、農(nóng)機(jī)、汽車(chē)零部件制造等工廠晝夜不休钟展，持續(xù)為客戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值烙巩。大量用戶(hù)反饋說(shuō)，IPG激光器投產(chǎn)后極少出現(xiàn)故障肢钙，功率幾乎沒(méi)有衰減，切割速度遍削、亮度和精度一直保持“年輕狀態(tài)”吹夏。這種穩(wěn)定性和可靠性，為產(chǎn)量大子擅、交期密集弟孟、高負(fù)荷生產(chǎn)的客戶(hù)提供了有力支持贝咙。
更為重要的是，長(zhǎng)期穩(wěn)定性更夠更大限度得發(fā)揮高效節(jié)能的特點(diǎn)拂募，確保設(shè)備為用戶(hù)源源不斷地創(chuàng)造價(jià)值颈畸。IPG將用目前業(yè)內(nèi)最高的電光轉(zhuǎn)換效率，為最嚴(yán)苛的應(yīng)用提供長(zhǎng)期穩(wěn)定激光功率没讲，讓設(shè)備投資為用戶(hù)帶來(lái)長(zhǎng)期而持續(xù)的回報(bào)。
我國(guó)力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰礁苗，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和爬凑。要實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)，離不開(kāi)各行各業(yè)的共同努力试伙，離不開(kāi)綠色制造的推進(jìn)嘁信，離不開(kāi)對(duì)能源的高效利用。激光技術(shù)本身就憑借高效疏叨、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)在產(chǎn)業(yè)升級(jí)中發(fā)揮了巨大作用潘靖，而更高效的光源將讓這一優(yōu)勢(shì)成倍放大，成為我國(guó)推進(jìn)雙碳戰(zhàn)略的關(guān)鍵一環(huán)蚤蔓。
