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Ökodesign Was tun bei der ErP?

| Redakteur: Robert Weber

Die Ökodesign-Richtlinie der Europäischen Union hat weitreichende Auswirkungen auf die Industrie. Nicht nur der Motor selbst ist betroffen, sondern auch die Schaltgerätetechnik. elektrotechnik hat bei Andreas Miessen von Eaton nachgefragt.

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Die ErP-Richtlinie stellt auch die Industrie vor Herausforderungen. In zwei Jahren sind die Motoren mit 0,75 kw Leistung an der Reihe.
Die ErP-Richtlinie stellt auch die Industrie vor Herausforderungen. In zwei Jahren sind die Motoren mit 0,75 kw Leistung an der Reihe.
(Bild: Ssolbergj unter CC BY-SA 2.0, wikipedia.de)

Was muss der Anwender bei der neuen Richtlinie beachten?

Andreas Miessen: Die Richtlinie 2009/125/EG bzw. ErP(Energy-related Products)- oder Ökodesign-Richtlinie hat weitreichende Auswirkungen auf die Industrie. Um den Vorschriften zu entsprechen, müssen zum einen Produkte verändert werden, damit diese den entsprechenden Energieeffizienzklassen gerecht werden. Das heißt, seit dem 1. Januar 2015 müssen erstmalig in den Verkehr gebrachte Motoren mit einer Nennausgangsleistung von 7,5 bis 375 kW entweder mindestens der Wirkungsgradklasse IE3 entsprechen oder der Wirkungsgradklasse IE2, dürfen dann aber nur mit einer elektronischen Drehzahlregelung betrieben werden. Nach zwei Jahren gilt diese Regelung auch für kleinere Antriebe mit Leistungen ab 0,75 kW. Zum anderen sind Maschinen- und Anlagenbauer aufgefordert, ihre Verfahren anzupassen, um die minimal festgeschriebenen Wirkungsgrade zu erzielen. Mit den bisherigen Prinzipien, wie Durchflussverstellungen mit Hilfe von Ventilen und Drosselklappen, lassen sich diese nicht oder nur schwer einhalten. In diesen Fällen ist eine Drehzahlregelung erforderlich, um die Verluste zu reduzieren.

Wozu rät Eaton seinen Kunden?

Andreas Miesen: Das Thema ist komplex. Denn die Vorschriften sind nicht einfach erfüllt und die Energieeffizienz optimiert, indem man einen IE2- durch einen IE3-Motor oder ein Drosselventil durch einen Frequenzumrichter ersetzt. Da bei der Beachtung der ErP-Richtlinie viele Aspekte zu berücksichtigen sind, raten wir unseren Kunden, immer das System bzw. den Prozess zu betrachten sowie die möglichen Alternativen für den Betrieb von energieverbrauchsrelevanten Produkten abzuwägen.

Zudem wird häufig ein wichtiger Punkt unterschätzt bzw. übersehen: Die ErP-Richtlinie hat auch Auswirkungen auf die Schaltgerätetechnik. Denn die Energieeffizienzklasse IE3 erfordert konstruktive Veränderungen am Motor, welche seine elektrischen Eigenschaften beeinflussen, sodass die Einschaltströme steigen. Die Gefahr besteht darin, dass ein nicht geeignetes Schutzelement unter Umständen auslöst, obwohl kein Fehler oder Kurzschluss vorliegt. Darüber hinaus neigen Schützkontakte bei sehr hohen Einschaltströmen zum Prellen, was zu erhöhtem Kontaktabbrand und im Extremfall zum Verschweißen führt. Um hocheffiziente Motoren auch in Zukunft sicher und zuverlässig betreiben zu können, müssen Schaltgeräte wie Schütze und Motorschutzschalter auf die Tauglichkeit für die erhöhten Einschaltströme überprüft und im Bedarfsfall entsprechend angepasst werden.

Andreas Miessen von Eaton: „Seit dem 1. Januar 2015 müssen erstmalig in den Verkehr gebrachte Motoren mit einer Nennausgangsleistung von 7,5 bis 375 kW entweder mindestens der Wirkungsgradklasse IE3 entsprechen oder der Wirkungsgradklasse IE2, dürfen dann aber nur mit einer elektronischen Drehzahlregelung betrieben werden. Nach zwei Jahren gilt diese Regelung auch für kleinere Antriebe mit Leistungen ab 0,75 kW.“
Andreas Miessen von Eaton: „Seit dem 1. Januar 2015 müssen erstmalig in den Verkehr gebrachte Motoren mit einer Nennausgangsleistung von 7,5 bis 375 kW entweder mindestens der Wirkungsgradklasse IE3 entsprechen oder der Wirkungsgradklasse IE2, dürfen dann aber nur mit einer elektronischen Drehzahlregelung betrieben werden. Nach zwei Jahren gilt diese Regelung auch für kleinere Antriebe mit Leistungen ab 0,75 kW.“
(Bild: Eaton)

Warum kam diese Richtlinie?

Andreas Miessen: Getrieben wird die Richtlinie von der Europäischen Union, die sich zum Ziel gesetzt hat, den Treibhausgas-Ausstoß und den Energieverbrauch bis zum Jahr 2020 deutlich zu senken. Elektrische Antriebe machen etwa zwei Drittel der in der industriellen Fertigung verbrauchten elektrischen Energie aus. Nach Einschätzungen des Umweltbundesamtes könnten allein in Deutschland durch effizientere Antriebstechnologien bis zum Jahr 2020 rund 27 Mrd. kWh Strom eingespart werden. Das entspricht etwa 16 Mio. t CO2-Emissionen. Diese Erkenntnisse haben dazu geführt, dass die EU Initiativen für eine umweltgerechte Gestaltung fördert. Zu diesen gehört die ErP-Richtlinie.

Sie legt die Kriterien fest, die betroffene Produkte erfüllen müssen, damit sie in Europa in Betrieb genommen werden dürfen. Die Anforderungen an die einzelnen Produktgruppen werden in Ausführungsrichtlinien definiert. Zu den energieverbrauchsrelevanten Produkten, die von der Richtlinie betroffen und für Maschinen- und Anlagenbauer relevant sind, gehören elektrische Motorsysteme, Pumpen und Lüfter. Für elektrische Motoren ist die Verordnung EC 640/2009 entscheidend, die Minimaleffizienzklassen (International Efficiency/IE-Klassen) für viele Leistungsklassen von dreiphasigen Niederspannungs-Drehstrom-Asynchronmotoren vorschreibt. Diese Motorenart verursachte 2005 nahezu 90 % des Stromverbrauchs der Elektromotoren innerhalb der EU-Mitgliedstaaten.

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