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Energieeffizienz Energie sparen mit System

| Redakteur: Ute Drescher

Am 1. Januar 2015 tritt die Energieeffizienznorm En 50598 in Kraft. Damit verlagert sich der Fokus von der einzelnen Komponenten auf das Antriebssystem.

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Ein sparsames Beispiel für Integrated Drive Systems: Mit der Kombination aus dem Simotics-FD-Motor und dem Sinamics-G120P-Umrichter bietet Siemens ein für den Pumpen-Lüfter-Markt optimiertes Antriebssystem mit hoher Energieeffizienz. Das System arbeitet mit über 35 % geringeren Verlusten als das Referenzsystem der Norm EN 50598 und erfüllt damit die Anforderungen der Systemeffizienzklasse IES 2.
Ein sparsames Beispiel für Integrated Drive Systems: Mit der Kombination aus dem Simotics-FD-Motor und dem Sinamics-G120P-Umrichter bietet Siemens ein für den Pumpen-Lüfter-Markt optimiertes Antriebssystem mit hoher Energieeffizienz. Das System arbeitet mit über 35 % geringeren Verlusten als das Referenzsystem der Norm EN 50598 und erfüllt damit die Anforderungen der Systemeffizienzklasse IES 2.
(Bild: Siemens)

Die beste Energie ist die, die gar nicht verbraucht wird“ – diese Erkenntnis ist mittlerweile Allgemeingut, ebenso wie die folgerichtige Konsequenz daraus: Es gilt Energie zu sparen.

In der Industrie zählt die Antriebstechnik zu den größten Energiefressern. Von Elektromotoren angetriebene Maschinen verbrauchen etwa zwei Drittel der industriellen Energie, hat der ZVEI errechnet. Um hier Einsparpotentiale zu heben, hatten sich die Normengremien auf die Elektromotoren gestürzt und Effizienzklassen festgelegt (Motorenverordnung). Jetzt rückt das Antriebssystem in einer elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine in den Fokus (EN 50598). Alle Produkte, die in nennenswertem Umfang elektrische Energie umsetzen, müssen nun bezüglich ihres Wirkungsgrades sowie ihrer Verluste bewertet werden.

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War bisher immer die Rede von Wirkungsgraden, kommt nun erstmals die Verlustbetrachtung ins Spiel. Obwohl damit auch die Verlustleistung nach Norm bestimmt werden muss, ist diese Betrachtung für netzbetriebene Motoren ein gute Möglichkeit die Energieeffizienz der Motoren unterschiedlicher Hersteller miteinander zu vergleichen, erklärt der ZVEI den Vorteil. Um den Aufwand dafür in Grenzen zu halten, werden insgesamt acht Arbeitspunkte festgelegt, in denen die Verluste zu bestimmen sowie vom Hersteller zu dokumentieren sind. Darüber hinaus ist eine Einstufung in Effizienzklassen vorgesehen. Danach lassen sich die Komponenten und Systeme hinsichtlich ihrer Energieeffizienz miteinander vergleichen.

Die betriebsrelevanten Daten

„Wir begrüßen diese Entwicklung ganz klar“, kommentiert Dr. Peter Zwanziger, Leiter der Abteilung Verbandspolitik bei der Siemens AG, die EN 50598. "Um zielführend zu mehr Energieeffizienz zu gelangen, muss sowohl das Zusammenspiel der Komponenten als auch das Anwendungs-Know-how berücksichtigt werden" fordert Zwanziger. Auch bei ABB steht man hinter der Norm. Als Anbieter kompletter Antriebsmodule (complete drive modules, CDM) und Motorenhersteller unterstütze man den Systemansatz in der EN 50598-2 (Entwurf), um die Effizienz des Antriebssytems zu bestimmen und zu verifizieren, lässt der Konzern verlauten.

Dass nun erweiterte Spezifikationen für Motor- und Antriebssysteme ermittelt werden müssen, ist natürlich zunächst eine Herausforderung, gibt Peter Zwanziger zu. Außerdem fehle noch die Erfahrung. „Der erweiterte Produktansatz sieht vor, betriebsrelevante Daten für die Bestimmung der Energieeffizienz zu berücksichtigen. Nur wenn diese Erfahrungen vorhanden sind, dann der Ansatz gewinnbringend umgesetzt werden.“

Die ersten Anwendungen

Zu den ersten Anwendungen, für die der erweiterte Produktansatz besonders relevant ist, zählt Peter zwanziger Pumpen, Lüfter und Kompressoren. „Vor allem in der prozessnahen Industrie lässt sich relativ leicht überblicken, wie lange ein Antrieb mit welcher Belastung läuft", erklärt Zwanziger. Anwenderbezogene Parameter ließen sich hier in einfacher Form von Lastprofilen darstellen und somit die wirtschaftlichste Betriebsweise der Arbeitsmaschine anstreben. Anders die Situation bei Produktions- und Werkzeugmaschinen. Hier herrschen überwiegend Servoapplikationen, bei denen es auf höchste Dynamik und mikrometergenaues Positionieren in Bruchteilen von Sekunden ankommt. Zwanziger: „Die Ermittlung der Lastprofile gestaltet sich sehr viel komplexer.“

Macht es bei dem Systemansatz überhaupt noch Sinn, einzelne Komponenten zu klassifizieren? Der ZVEI beantwortet diese Frage eindeutig mit ja. Es sei weiterhin möglich und sinnvoll, ein Gesamtsystem aus Komponenten unterschiedlicher Hersteller zusammenzustellen, heißt es. Um das Gesamtsystem zu klassifizieren (IES-Klasse) sei die Kenntnis der Daten der Einzelkomponenten sehr wohl notwendig.

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