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Frequenzumrichter

Gesteuerte Drehzahlverstellung ermöglicht Energieeinsparung von 50 bis 70%

| Autor/ Redakteur: Matthias Ams / Reinhold Schäfer

Die elektrische Antriebstechnik ist für etwa 70% des industriellen Stromverbrauchs verantwortlich. Alleine durch Einsatz einer gesteuerten Drehzahlverstellung mittels eines Frequenzumrichters ergeben sich, je nach Anwendung, häufig schon Energieeinsparungen zwischen 50 und 70%.

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Bild 1: Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern lässt sich der Energieverbrauch bei elektrischen Antrieben deutlich senken.
Bild 1: Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern lässt sich der Energieverbrauch bei elektrischen Antrieben deutlich senken.
( Archiv: Vogel Business Media )

Der Einsatz energieeffizienter Antriebe hat nicht nur für Umwelt und Klima einen Nutzen, auch die Industrie profitiert indirekt durch die Reduktion des Stromverbrauchs. Der Anteil der Energiekosten an den Lebenszykluskosten eines elektrischen AntriebsSystems beträgt meist über 90%. Somit nimmt die Steigerung der Energieeffizienz direkten Einfluss auf die Lebenszykluskosten des Antriebs. Der ZVEI sieht für die elektrische Antriebstechnik die Verteilung von Energiesparpotenzialen wie folgt:

  • 10% durch Einsatz von Energiesparmotoren,
  • 30% durch elektrische Drehzahlregelung und
  • 60% durch mechanische Systemoptimierung.

Der Einsatz von energieeffizienten Verbrauchern und somit auch den energiesparenden Motoren wird in vielen Regionen vermehrt vorgeschrieben oder zumindest steuerlich gefördert. Vorreiter sind dort allen voran Australien/Neuseeland, die USA und Brasilien, denn in diesen Ländern sind Energieeffizienzwerte vorgeschrieben und es dürfen nur Antriebe eingesetzt werden, die diesen Vorschriften genügen. Andere Nationen wie Großbritannien setzen auf steuerliche Anreize, um den Einsatz energieeffizienter Antriebe voranzutreiben. Im Rahmen der EuP-Richtlinie ist zu erwarten, dass es auch europaweit Bestimmungen geben wird, die nur noch energieeffiziente Antriebe zulassen.

In der Antriebstechnik lassen sich jedoch an anderer Stelle noch weit höhere Energieeinsparpotenziale finden, die schon mit der heutigen Technik nutzbar sind. Alleine durch den Einsatz einer gesteuerten Drehzahlverstellung mittels eines Frequenzumrichters ergeben sich, je nach Anwendung, häufig schon Energieeinsparungen zwischen 50 und 70% (Bild 1). Pumpen und Volumenstromanwendungen, die die Fördermenge über Klappen und Ventile regulieren, sind klassische Beispiele für Anwendungen, deren Energiebedarf durch den Einsatz einer Drehzahlsteuerung erheblich verringert werden kann. Im Bereich der Förder- und Handhabungsanwendungen trägt die Projektierung eines geeigneten Verfahrprofils ebenfalls zu einer Verbesserung des Energiebedarfs bei.

In der mechanischen Systemoptimierung sieht der ZVEI das größte Energiesparpotenzial. Generell gilt es, Maßnahmen zu ergreifen, die der Verminderung von Reibung und der mit ihr verbundenen Verluste dienen. Weil jede Komponente, die an der Kraft- und Drehmomentenübertragung mitwirkt, auch Verluste verursacht, sollten nur Komponenten mit geringen Reibungsverlusten eingesetzt werden. Des Weiteren ist die Anzahl dieser Komponenten so gering wie möglich zu halten. Mit den Zielen des Klimaschutzes und der Reduzierung der Lebenszykluskosten vor Augen leisten die Hersteller von elektrischen Antrieben durch die Optimierung der Energieeffizienz ihrer Produkte einen entscheidenden Beitrag.