Hydraulik und Pneumatik, deren Energieverbrauch auf weniger als die Hälfte sinkt, aber auch Elektromotoren mit "Energiesparpass" - das alles bietet die HANNOVER MESSE (16. bis 20. April) im Rahmen ihrer alle zwei Jahre stattfindenden internationalen Leitmesse MDA - Motion, Drive & Automation. Angesichts weiter steigender Energiepreise sowie der aktuellen Diskussion um den Klimaschutz ist das Energiesparen beim Antreiben ein Gebot der Stunde. Dieses Thema duldet keinen Aufschub, da der Umstieg von Energiefressern auf energieeffiziente Antriebe nicht über Nacht erfolgen kann.
Es ist nicht mehr wie früher, betont Hartmut Rauen, Geschäftsführer des Fachverbandes Antriebstechnik im VDMA, dass nur der Kaufpreis eines Elektromotors zählt, während seine Energieeffizienzklasse kaum jemanden interessiert. Weshalb auch die Einteilung in die Klassen EFF1, EFF2, und EFF3 noch bei weitem nicht zum Allgemeinwissen rund um die elektrische Antriebstechnik zählt. Dass es sich jedoch lohnt, den Energieeffizienzklassen Aufmerksamkeit zu schenken, hat der Technische Dienstleister Uhlenbrock erkannt. Zunehmend rät er seinen Kunden, Drehstrom-Asynchron-Motoren der Klasse EFF1 einzusetzen, und rechnet ihnen vor, nach welcher Zeit sich der Mehraufwand amortisiert hat. Wobei viele Anwender überrascht sind, wie schnell der Kapitalrückfluss erfolgt. Beste Erfahrungen macht das VW-Werk in Braunschweig mit EFF1-Motoren, dessen Abteilung Anlagenservice vor vier Jahren damit begann, die Antriebe im Werk nach und nach auf die "Sparklasse" EFF1 umzustellen.
Bis zu 50 Prozent der Energiekosten lassen sich bei vielen Antrieben auch durch den Einsatz von Frequenzumrichtern sparen, namentlich bei elektrischen Antrieben mit quadratischem Momentenverlauf, wie dies bei Lüftern, Pumpen und Kompressoren der Fall ist. Erst vor kurzem wurde errechnet, dass der Anteil der Energiekosten an den Betriebskosten einer Pumpe bei über 45 Prozent liegt. Bei manchen Elektromotoren beträgt der Energieanteil an den Lebenszykluskosten sogar mehr als 95 Prozent. Das sind klare Indizien dafür, dass sich Konstrukteure und Anlagenbetreiber dem Thema stellen müssen. Technologisch macht in diesem Zusammenhang der Einsatz von Kupferläufern von sich reden. Auf diesem Gebiet haben Siemens-Forscher in jüngerer Zeit große Fortschritte erzielt, indem sie eine Gehäusestruktur entwickelten, welche die Wärme erheblich besser abführt als bisher. Außerdem ermöglichen Kupferläufer kürzere Bauformen. Ein Nebeneffekt, der durchaus von Bedeutung sein kann.
Energiesparende Pneumatik
Dass Druckluft aufgrund der grundsätzlich mit Verlusten behafteten Energieumwandlung zu den Techniken gehört, die ihren Energieverbrauch über andere Systemvorteile kompensieren müssen, ist bekannt. Doch neben der alten Schwarzweiß-Pneumatik werden mit steigender Tendenz servopneumatische Systeme eingesetzt. Diese bieten zum Beispiel als Schweißzangenantriebe den Vorteil, nach dem Setzen eines Schweißpunktes die Zange nur so weit zu öffnen, dass ein Roboter diese berührungslos an einer Karosserienaht entlangführen kann. Ergo sinkt der Luftverbrauch pro Punkt je nach Topologie des Schweißguts um bis zu 75 Prozent. Diese Ersparnis ergibt sich daraus, dass die Zange nur beim Einfädeln in die Struktur über den vollen Hub öffnet, während beim Weitertakten von einem Punkt zum andern nur noch ein Bruchteil des Hubs ausgeführt wird, wodurch der Luftverbrauch erheblich sinkt.
Das weitaus größte Potenzial, Druckluftkosten zu senken, sehen Fachleute jedoch darin, drehzahlgeregelte Kompressoren einzusetzen und Druckluftmanagementsysteme zu installieren, die mehrere Kompressoren nach vorgegebenen Stromsparvorgaben regeln. Solche Systeme haben nahezu alle bedeutenden Kompressorenanbieter im Programm.
Eine weitere Möglichkeit des Energiesparens bei der Druckluftversorgung betrifft das Aufspüren von Leckagen - was heute auch im Sinne des Condition Monitoring von Druckluftnetzen erfolgen kann, zum Beispiel mit Sensoren der Baureihe Effector Metris von der ifm electronic. Im Übrigen kann es sich lohnen, den Druck im Netz abzusenken, sprich auf unnötige Reserven zu verzichten oder ein zweites Hochdrucknetz planerisch in Frage zu stellen. Zumal in die Berechnung der Druckluftkosten pro Normkubikmeter die Höhe des Drucks im Sinne eines Multiplikators eingeht.
Hydraulik stellt sich dem Energiesparen
Laut Professor Alfred Feuser von Bosch Rexroth schneidet die Hydraulik auch beim Vergleich der Energiekosten gut ab. Vor allem, wenn statt der früher weit verbreiteten Konstantpumpen Regelpumpen zum Einsatz kommen und die Möglichkeiten der Energierückführung konsequent ausgenutzt werden. Wird wenig Druck abgenommen, regeln diese Pumpen ab und stellen jeweils nur den Druck und den Volumenstrom zur Verfügung, der soeben gebraucht wird. Das spart natürlich viel Strom: Je niedriger die durchschnittliche Abnahmemenge ist (gemessen am Volllast-Maximum) desto höher sind die Effekte.
Elektrische Linearantriebe
Ein Streifzug durch die Kataloge führender Anbieter fluidtechnischer Antriebe zeigt, dass diese Hersteller neben ihren angestammten Produkten auch Elektrozylinder entwickelt haben und verkaufen. Diese sind zwar erheblich teurer als ein vergleichsweise einfacher Pneumatikzylinder, doch sparen sie namentlich dann Energie, wenn die einzelnen Hübe in relativ großen Zeitabständen erfolgen. Dies hängt damit zusammen, dass jedes fluidtechnische System den Druck permanent vorhalten muss, während der Elektromotor des E-Zylinders nur während des Arbeitstaktes Strom verbraucht.
Entscheidend für die Wahl des einen oder anderen Antriebssystems - namentlich unter Energiespargesichtspunkten - sind die Details der jeweiligen Anwendung. Die HANNOVER MESSE bietet die einmalige Gelegenheit, unterschiedliche Antriebskonzepte hinsichtlich ihrer Energie- und Leistungsbilanz vergleichend unter die Lupe zu nehmen.
Es ist nicht mehr wie früher, betont Hartmut Rauen, Geschäftsführer des Fachverbandes Antriebstechnik im VDMA, dass nur der Kaufpreis eines Elektromotors zählt, während seine Energieeffizienzklasse kaum jemanden interessiert. Weshalb auch die Einteilung in die Klassen EFF1, EFF2, und EFF3 noch bei weitem nicht zum Allgemeinwissen rund um die elektrische Antriebstechnik zählt. Dass es sich jedoch lohnt, den Energieeffizienzklassen Aufmerksamkeit zu schenken, hat der Technische Dienstleister Uhlenbrock erkannt. Zunehmend rät er seinen Kunden, Drehstrom-Asynchron-Motoren der Klasse EFF1 einzusetzen, und rechnet ihnen vor, nach welcher Zeit sich der Mehraufwand amortisiert hat. Wobei viele Anwender überrascht sind, wie schnell der Kapitalrückfluss erfolgt. Beste Erfahrungen macht das VW-Werk in Braunschweig mit EFF1-Motoren, dessen Abteilung Anlagenservice vor vier Jahren damit begann, die Antriebe im Werk nach und nach auf die "Sparklasse" EFF1 umzustellen.
Bis zu 50 Prozent der Energiekosten lassen sich bei vielen Antrieben auch durch den Einsatz von Frequenzumrichtern sparen, namentlich bei elektrischen Antrieben mit quadratischem Momentenverlauf, wie dies bei Lüftern, Pumpen und Kompressoren der Fall ist. Erst vor kurzem wurde errechnet, dass der Anteil der Energiekosten an den Betriebskosten einer Pumpe bei über 45 Prozent liegt. Bei manchen Elektromotoren beträgt der Energieanteil an den Lebenszykluskosten sogar mehr als 95 Prozent. Das sind klare Indizien dafür, dass sich Konstrukteure und Anlagenbetreiber dem Thema stellen müssen. Technologisch macht in diesem Zusammenhang der Einsatz von Kupferläufern von sich reden. Auf diesem Gebiet haben Siemens-Forscher in jüngerer Zeit große Fortschritte erzielt, indem sie eine Gehäusestruktur entwickelten, welche die Wärme erheblich besser abführt als bisher. Außerdem ermöglichen Kupferläufer kürzere Bauformen. Ein Nebeneffekt, der durchaus von Bedeutung sein kann.
Energiesparende Pneumatik
Dass Druckluft aufgrund der grundsätzlich mit Verlusten behafteten Energieumwandlung zu den Techniken gehört, die ihren Energieverbrauch über andere Systemvorteile kompensieren müssen, ist bekannt. Doch neben der alten Schwarzweiß-Pneumatik werden mit steigender Tendenz servopneumatische Systeme eingesetzt. Diese bieten zum Beispiel als Schweißzangenantriebe den Vorteil, nach dem Setzen eines Schweißpunktes die Zange nur so weit zu öffnen, dass ein Roboter diese berührungslos an einer Karosserienaht entlangführen kann. Ergo sinkt der Luftverbrauch pro Punkt je nach Topologie des Schweißguts um bis zu 75 Prozent. Diese Ersparnis ergibt sich daraus, dass die Zange nur beim Einfädeln in die Struktur über den vollen Hub öffnet, während beim Weitertakten von einem Punkt zum andern nur noch ein Bruchteil des Hubs ausgeführt wird, wodurch der Luftverbrauch erheblich sinkt.
Das weitaus größte Potenzial, Druckluftkosten zu senken, sehen Fachleute jedoch darin, drehzahlgeregelte Kompressoren einzusetzen und Druckluftmanagementsysteme zu installieren, die mehrere Kompressoren nach vorgegebenen Stromsparvorgaben regeln. Solche Systeme haben nahezu alle bedeutenden Kompressorenanbieter im Programm.
Eine weitere Möglichkeit des Energiesparens bei der Druckluftversorgung betrifft das Aufspüren von Leckagen - was heute auch im Sinne des Condition Monitoring von Druckluftnetzen erfolgen kann, zum Beispiel mit Sensoren der Baureihe Effector Metris von der ifm electronic. Im Übrigen kann es sich lohnen, den Druck im Netz abzusenken, sprich auf unnötige Reserven zu verzichten oder ein zweites Hochdrucknetz planerisch in Frage zu stellen. Zumal in die Berechnung der Druckluftkosten pro Normkubikmeter die Höhe des Drucks im Sinne eines Multiplikators eingeht.
Hydraulik stellt sich dem Energiesparen
Laut Professor Alfred Feuser von Bosch Rexroth schneidet die Hydraulik auch beim Vergleich der Energiekosten gut ab. Vor allem, wenn statt der früher weit verbreiteten Konstantpumpen Regelpumpen zum Einsatz kommen und die Möglichkeiten der Energierückführung konsequent ausgenutzt werden. Wird wenig Druck abgenommen, regeln diese Pumpen ab und stellen jeweils nur den Druck und den Volumenstrom zur Verfügung, der soeben gebraucht wird. Das spart natürlich viel Strom: Je niedriger die durchschnittliche Abnahmemenge ist (gemessen am Volllast-Maximum) desto höher sind die Effekte.
Elektrische Linearantriebe
Ein Streifzug durch die Kataloge führender Anbieter fluidtechnischer Antriebe zeigt, dass diese Hersteller neben ihren angestammten Produkten auch Elektrozylinder entwickelt haben und verkaufen. Diese sind zwar erheblich teurer als ein vergleichsweise einfacher Pneumatikzylinder, doch sparen sie namentlich dann Energie, wenn die einzelnen Hübe in relativ großen Zeitabständen erfolgen. Dies hängt damit zusammen, dass jedes fluidtechnische System den Druck permanent vorhalten muss, während der Elektromotor des E-Zylinders nur während des Arbeitstaktes Strom verbraucht.
Entscheidend für die Wahl des einen oder anderen Antriebssystems - namentlich unter Energiespargesichtspunkten - sind die Details der jeweiligen Anwendung. Die HANNOVER MESSE bietet die einmalige Gelegenheit, unterschiedliche Antriebskonzepte hinsichtlich ihrer Energie- und Leistungsbilanz vergleichend unter die Lupe zu nehmen.
