Energieeffizienz in der Antriebstechnik
16. Juli 2010 - Die Ansatzpunkte zur Erreichung einer optimalen Energiesparlösung im Bereich der Nahrungs- und Genussmittelindustrie werden durch die kundenspezifische Applikation bestimmt.
Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Betrachtung des Gesamtsystems, mit dem Ziel, unter Berücksichtigung der bestehenden Prozessabläufe und dem Einsatz der richtigen Antriebstechnik
- die Verlustleistung zu reduzieren
- den Leistungsbedarf zu optimieren und
- die freiwerdende, generatorische Energie sinnvoll zu nutzen.
Reduktion der Verlustleistung
Die Optimierung der Komponenten-Wirkungsgrade spielt eine zentrale Rolle bei der Effizienzsteigerung von Automatisierungssystemen.
Die politischen Aktivitäten führen ebenfalls in diese Richtung und geben mit den weltweiten Wirkungsgradvorschriften dem Einsatz von Energiesparmotoren einen verbindlichen Charakter. In EU-Europa wird beispielsweise im Zuge der Durchführungsverordnung zur EuP-Richtlinie 2005/32/EG der Einsatz von energieeffizienten Motoren (IE2: High Efficiency, IE3: Premium Efficiency) schrittweise vorgeschrieben. Anwendungen, die ihre Leistung nur selten abrufen, sind jedoch für den Einsatz von Energiesparmotoren nicht geeignet, wohingegen das Einsparpotential im Dauerbetrieb, beispielsweise bei Transportbändern oder Lüftungsanlagen, besonders hoch ist.
Bei der Auswahl des Motors sollte aber auch die Motorcharakteristik berücksichtigt werden. Beispielsweise erzeugen moderne Synchronmotoren praktisch das doppelte Anfangsmoment im Vergleich zu Asynchronmotoren. Speziell bei einem Flaschen-transport in der Getränkeindustrie, welcher beim Anfahren aufgrund von Verklebungen ein erhöhtes Losbrechmoment benötigt, ermöglicht die höhere Überlastfähigkeit der Synchronmotoren eine kleinere, bedarfsgerechte Dimensionierung des Antriebs und führt somit zu deutlichen Einspareffekten im Dauerbetrieb.
Ein weiterer wichtiger Ansatzpunkt ist der Einsatz von wirkungsgradoptimierten Getrieben wie beispielsweise Kegelradgetriebe oder Stirnradgetriebe.
Optimierung des Leistungsbedarfs
Neben dem Einsatz von Gegengewichten (beispielsweise bei Hubwerken) kann durch den Einsatz von wirkungsgradoptimierten Übertragungsgliedern das Lastmoment reduziert und somit der Leistungsbedarf optimiert werden. So sollte beispielsweise der Einsatz von Keilriemen aufgrund des niedrigeren Wirkungsgrades (ca. 92-94%) im Vergleich zum Flachriemen oder Zahnriemen (Wirkungsgrad ca. 96-98%) vermieden werden.
Aber auch durch den Einsatz eines Frequenzumrichters kann der Leistungsbedarf optimiert werden. Neben Funktionalitäten, wie beispielsweise der Energiesparmodi (automatisches Abschalten) kann durch die stufenlose Regelung von Drehzahl und Drehmoment der Prozess an den tatsächlichen Bedarf angepasst und somit energieeffizient gestaltet werden.
Nutzung der freiwerdenden Energie
- Roman Mackert ist Product Management / MESP, Sales Global Marketing and Engineering bei SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG in Bruchsal
Ein weiterer Ansatz ist die Nutzung der im System freiwerdenden Energie, beispielsweise wenn eine Last bei einem Aufzug oder in einem Regalbediengerät nach unten fährt und somit der Motor generatorisch betrieben wird.
Eine elegante Lösung ist es die Energie, die ein Antrieb im generatorischen Betrieb bereitstellt, sofort über eine Zwischenkreiskopplung einem anderen Antrieb als motorische Energie direkt zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Möglichkeit generatorische Energie eines Antriebs für andere Verbraucher zu nutzen und somit den Gesamtenergieverbrauch zu reduzieren, ist der Einsatz einer Netzrückspeisung.
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Weitere Informationen finden Sie auf der Energiesparseite von SEW.