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Energy efficiency first!

Einmal mehr spielt Brüssel die Lokomotive, verschärft die Energieeffizienzvorgaben, um beim Klimaschutz voranzukommen. Bis 2030 soll die Energieeffizienz um 32,5 % steigen und der Verbrauch insgesamt deutlich gedrückt werden. Darauf einigten sich Unterhändler des EU-Parlaments, der EU-Staaten und der EU-Kommission am 19. Juni 2018. Diese Ziele sind (wie häufig bei Vorgaben aus Brüssel) durchaus ambitioniert. Deshalb lohnt ein Blick darauf, wo die großen Energieverbraucher denn zu suchen sind.

In der Industrie ist das ganz klar die Produktgruppe ‚Rotating Equipment‘, also Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren und Lüfter: Nach einer Untersuchung des Fraunhofer-Instituts ISI nutzen die in der Industrie arbeitenden Pumpen 30 % des Stroms, Kompressoren und Ventilatoren schlagen mit 24 bzw. 14 % zu Buche. In Summe ‚verbraucht‘ das Rotating Equipment also zwei Drittel des industriell genutzten Stroms!

Klar ist: Weitere Wirkungsgradgewinne durch Optimierung der Hydraulik sind sehr aufwändig geworden. Wesentlich an Bedeutung gewonnen haben hingegen die Antriebseinheit, die MSR-Technik und spezifische Software- bzw. Cloud-Lösungen.

Wie sind die Verbesserungen der ‚old technology‘, der Antriebstechnik, in den vergangenen Jahren zu erklären? Es sind drei Entwicklungen zu nennen: Der Einsatz von mehr Material bei der Kupfer-Stator-Wicklung von Asynchronmotoren bzw. von Kupfer auch beim Rotor (das hat natürliche Grenzen hinsichtlich der Kosten und des Gewichts), die Reduktion von Verlusten im Motor (elektrische Widerstände in den Wicklungen, Wirbelströme, mechanische Reibungsverluste im Lager) und nicht zuletzt die Nutzung anderer Motor-Designs (Synchronmotortechnik).

Permanentmagnet-Synchronmotoren benötigen für die Magnetisierung des Rotors keine zusätzliche Energie – temperaturstabile Hochleistungsmagnete sorgen für die permanente Magnetisierung. Durch die hohe Energiedichte des Rotors kann der Kupfer-Stator wesentlich kleiner ausgeführt werden, was die Ressourcen schont. PM-Motoren verbrauchen aufgrund dieser Besonderheiten bis zu 30 % weniger Antriebsenergie als ein herkömmlicher Asynchronmotor. Eine weitere Besonderheit: PM-Motoren büßen gerade im meist beanspruchten Teillastbereich kaum an Wirkungsgrad ein – anders als ältere Asynchronmotoren, die hier quasi einbrechen.

Synchronreluktanzmotoren kommen ohne Magnetwerkstoffe aus, sind einfach im Aufbau und arbeiten sehr geräuscharm. Sie erreichen wie Permanentmagnet-Synchronmotoren die IE5-Klassifizierung und arbeiten auch im Teillastbereich sehr effizient.

Tipp: Für neue Antriebssysteme ist über die Ökodesign- bzw. Motoren-Richtlinie der Einsatz effizienter Technik klar geregelt; nicht aber für den Bestand. Die Praxis zeigt, dass in Bestandsanlagen installierte Antriebssysteme erhebliche Einsparpotentiale bieten. Oft rechnet sich deshalb auch der Austausch einer an sich noch funktionstüchtigen Technik.

Natürlich ist die Umstellung auf energieeffiziente Technik mit Investitionskosten verbunden. Weil jedoch die Amortisationszeit in aller Regel kurz ist, profitiert der Betreiber angesichts der hohen Lebensdauer von Pumpen in den Folgejahren von beträchtlichen Einsparungen.

 

 

Nach einer Untersuchung des Fraunhofer-Instituts ISI nutzen die in der Industrie arbeitenden Pumpen 30 % des Stroms, Kompressoren und Ventilatoren schlagen mit 24 bzw. 14 % zu Buche. In Summe ‚verbraucht‘ das Rotating Equipment also zwei Drittel des industriell genutzten Stroms (Grafik: ISI).

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