5 minAntriebstechnik

Energie sparen in der Industrie: Praktische Tools und Maßnahmen

Gefällt mir
Bookmark
Intro

Der Druck zur Reduzierung des Energieverbrauchs steigt sowohl aufgrund der Forderung nach niedrigeren CO2 -Emissionen als auch aufgrund hoher Strompreise. ABB bietet verschiedene Online-Tools, um Unternehmen in der Industrie dabei zu unterstützen, ihren Energieverbrauch durch effizientere Antriebstechnik und den Einsatz von Frequenzumrichtern zu reduzieren. 

Rund 47 Prozent des gesamten Stromverbrauchs entfallen auf die Industrie, wobei gut 70 Prozent davon von elektrischen Antrieben verbraucht werden. Die höheren Anschaffungskosten für einen hocheffizienten Motor und Frequenzumrichter machen nur einen geringen Prozentsatz im Vergleich zu den Energiekosten über die gesamte Lebensdauer der Anlage aus. Die Investition in ein modernes Antriebssystem amortisiert sich in der Regel innerhalb von ein bis drei Jahren durch die erzielten Energieeinsparungen. In einigen Fällen rentieren sich Frequenzumrichter sogar schon innerhalb weniger Monate. 

EU-Verordnung zur Energieeffizienz und CO2-Emissionen

Sowohl Unternehmen als auch der Gesetzgeber haben das Ziel, den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen zu reduzieren. Aus diesem Grund legt die sogenannte Ökodesign-Verordnung (Verordnung (EU) 2019/1781 der EU-Kommission) verbindliche Mindestwerte für die Energieeffizienz von Antrieben und Frequenzumrichtern fest. 

Die Verordnung (EU) 2019/1781 der EU-Kommission

Die Verordnung (EU) 2019/1781 trat am 1. Juli 2021 in Kraft und legt spezifische Mindestwerte für die Energieeffizienz von 2-, 4-, 6- und 8-poligen Drehstrom-Asynchronmotoren und Frequenzumrichtern fest. Weitere Infos finden sie hier.

Energieeinsparung durch drehzahlgeregelte Antriebe

Drehzahlgeregelte Antriebe spielen eine entscheidende Rolle bei der Optimierung von Produktionsprozessen durch eine geeignete Motorregelung. Unternehmen, die in diese Technologie investieren möchten, müssen verschiedene Faktoren berücksichtigen und können dabei von zahlreichen Vorteilen profitieren.  
 
Die Schlüsselfrage bei der Entscheidungsfindung lautet jedoch: Wie viel Energie wird durch den Einsatz eines Frequenzumrichters gespart? Um eine fundierte Entscheidung über die kürzeste Amortisationsdauer und beste Wirtschaftlichkeit zu treffen, müssen sowohl die kurzfristigen Kosten als auch die langfristigen Gesamtbetriebskosten berücksichtigt werden. Doch wie kann der Wertbeitrag der Energieeinsparung durch Antriebe genau bestimmt werden? ABB stellt hierfür verschiedene Tools zur Verfügung. 

8 minAntriebstechnik

Nachhaltige Industrie: Elektrischen Energieverbrauch senken

Inhalt

Umweltbelastungen reduzieren und gleichzeitig wachsen muss kein Gegensatz sein. Wir zeigen, wie sich der Energieverbrauch reduzieren und das Energiemanagement optimieren lässt.

Bookmark

2 minAntriebstechnik

10 Tipps, wie die Industrie Energieverbrauch & Emissionen senken kann

Inhalt

Wie Unternehmen sofort ihre Energieeffizienz steigern & Energiekosten als auch Emissionen reduzieren können – jetzt im neuen Ratgeber der von ABB ins Leben gerufenen Energieeffizienz-Initiative.

Bookmark

EcoDesign-Tool zur Bewertung von Energieeffizienz und Verlusten bei Antriebskomponenten

ABB stellt das EcoDesign-Tool zur Verfügung, um die Energieeffizienz gemäß IEC61800-9-2 (für Frequenzumrichter und Systemeffizienz) und der Ökodesign-Verordnung (EU) 2019/1781 (für Motoren) zu berechnen. Mit diesem Tool können der Wirkungsgrad und die Verlustleistung an verschiedenen Betriebspunkten für Frequenzumrichter, Motoren und Motor-Frequenzumrichter-Kombinationen ermittelt werden. Sollten die Produktinformationen für die Dateneingabe nicht zur Hand sein, bietet der digitale Service “ABB Access” die Möglichkeit, den QR-Code der Geräte zu scannen und so Zugang zu den EcoDesign-Daten zu erhalten. Das EcoDesign-Tool eignet sich besonders gut für den Vergleich von Antriebskomponenten.

Das EcoDesign-Tool gibt Auskunft über den Wirkungsgrad und die Verluste an verschiedenen Betriebspunkten. (Quelle: ABB)

Der Optimizer: Effizienzsteigerung und Kostenbestimmung von Motoren

Der Optimizer ist ein nützliches Online-Tool zur Berechnung der Energieeinsparung von Motoren im direkten Netzbetrieb (DOL). Es ermöglicht einen direkten Vergleich von zwei Motoren, beispielsweise im Falle eines Austauschs. Dabei können Betriebskosten, Amortisationszeiten, Einsparungen über den gesamten Lebenszyklus und die Reduzierung von Treibhausgasemissionen verglichen werden.  

Das benutzerfreundliche Tool schlägt automatisch einen Motor mit höherem Wirkungsgrad vor, sofern verfügbar, und zeigt die zusätzlichen Einsparungen auf, die durch ein Upgrade erreicht werden können. Zudem können Zulassungen, Zeichnungen, Datenblätter und andere Dokumente für die ausgewählten Motoren schnell und einfach abgerufen werden.

Der Optimizer kombiniert die Berechnung der Betriebskosten und Einsparungen verschiedener Motoren mit einem schnellen Zugriff auf Zeichnungen, Zulassungen und Datenblätter. (Quelle: ABB)

Frequenzumrichter: Enormes Potenzial zur Energieeinsparung

Durch effiziente Motoren lassen sich die Energiekosten reduzieren, da sie weniger Energie verbrauchen. Unternehmen erkennen zunehmend das Einsparpotenzial hoch effizienter Motoren. Allerdings kann mit einer Drehzahlregelung durch Frequenzumrichter noch weit mehr Energie eingespart werden. 

In der Industrie treibt jeder zweite Motor Pumpen, Kompressoren oder Lüfter an. Doch weltweit sind lediglich etwa 23 Prozent der Industriemotoren mit Frequenzumrichtern ausgestattet. Ein Großteil davon wird noch mechanisch geregelt, wodurch die Motoren bei voller Drehzahl laufen. Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern zur Drehzahlregelung können jedoch erhebliche Energiemengen eingespart werden, da der Motor nicht mehr gegen ein geschlossenes oder teilweise geschlossenes Ventil bei voller Drehzahl arbeiten muss. Frequenzumrichter ermöglichen die präzise Regelung der Drehzahl von Pumpen- und Lüftermotoren. So können in vielen Anwendungen 30 bis 50 Prozent und in Extremfällen sogar bis zu 90 Prozent an Energie gespart werden.  

Die Kombination aus einem IE5-Synchronreluktanzmotor und einem ACS580-Frequenzumrichter bietet ein Energieeinsparpotenzial von 70%. (Quelle: ABB) 

Einsparungen durch drehzahlgeregelte Antriebe mit EnergySave berechnen

Mit dem EnergySave-Tool bietet ABB einen Energiesparrechner für Pumpen-, Lüfter- und Kompressorenanwendungen. Es ermöglicht die Berechnung potenzieller Einsparungen beim Energieverbrauch und den Energiekosten durch den Einsatz von Motor-Frequenzumrichter-Kombinationen. EnergySave vergleicht dabei die Frequenzumrichterregelung mit herkömmlichen Durchflussregelungsverfahren wie beispielsweise einem Drosselventil oder einer hydraulischen Regelung bei Pumpenanwendungen bzw. der Ausgangsklappe, Eintrittslamellen oder Rutschkupplung bei Lüfteranwendungen. 

kWh pro Jahr
Einsparung bei der Model Group
Einfamilienhäuser
könnten damit versorgt werden

Flexible Betriebsmodi und präzise Berechnungen

EnergySave bietet zwei Betriebsarten: den “Standard”-Modus, der eine schnelle Einschätzung des Einsparpotenzials ermöglicht, ohne umfangreiche technische Angaben zu benötigen, sowie den “Erweitert”-Modus, der dem Anwender erlaubt, die individuellen Belastungspunkte für präzisere Berechnungen selbst zu definieren, sofern die Daten der Pumpen oder Lüfter bekannt sind. 

Durch die erzielte Energieeinsparung amortisiert sich die Investition in drehzahlgeregelte Antriebe oft schon innerhalb kurzer Zeit. Beispiele für den erfolgreichen Einsatz von Frequenzumrichtern und hocheffizienten IE4- und IE5-Motoren sind die Karton- und Zellstofffabrik von Metsä Board in Husum, der schweizerische Verpackungsherstellers Model Group und das Zentralklärwerk Mussum der Stadt Bocholt. Sie alle zeigen, dass erhebliche Energieeinsparungen mit Hilfe moderner Antriebstechnik erzielt werden können. Model Group beispielsweise konnte den Energieverbrauch seiner Papiermaschine mit Frequenzumrichtern und IE4-Elektromotoren jährlich um 900.000 Kilowattstunden senken, was dem Verbrauch von 200 Einfamilienhäusern entspricht.