Energieeffizienz: Wie die Antriebstechnik dabei hilft, Energiekosten zu senken
Bis zu 70 Prozent des gesamten Energieverbrauchs der Industrie macht, Studien zufolge, der Verbrauch elektrischer Antriebe aus. Das ist nicht nur ein erheblicher Kostenfaktor – dahinter steht gleichzeitig ein großes Optimierungs- und Einsparpotenzial. NORD DRIVESYSTEMS unterstützt seine Kunden dabei, dieses Potenzial zu nutzen.
NORD liefert beispielsweise bis zu 10.000 Antriebssysteme pro Projekt für verschiedene Intralogistik- und Gepäckförderanlagen. Getriebemotoren für den unteren Leistungsbereich bis etwa 5,5 kW haben für sich genommen keinen besonders hohen Energieverbrauch, auch die anfallenden Anschaffungskosten sind moderat. Betrachtet man jedoch die Menge und die Betriebsstunden der Antriebe sowie die anfallenden Lebenszykluskosten, so offenbaren sich energetisch und betriebswirtschaftlich hohe Einsparpotenziale. Ein solcher Antrieb läuft in Intralogistikanlagen für gewöhnlich im ein- bis dreischichtigen Betrieb. Legt man eine durchschnittliche verbaute Leistung von ca. 0,75 kW zugrunde, so repräsentiert bereits ein einziges Antriebssystem in etwa den Elektroenergiebedarf eines Einfamilienhaushaltes. Der Stromverbrauch für die Fördertechnik einer kompletten Intralogistik- oder Gepäckförderanlage erreicht so schnell die Größenordnung einer ganzen Gemeinde. Wenn man bedenkt, dass wir händeringend Lösungen suchen, um die CO<sub>2</sub>-Emissionen zu verringern, wird klar: Wir sollten handeln. Es ist klimapolitisch und betriebswirtschaftlich sinnvoll, diese Einsparpotenziale zu nutzen.
Kostentreiber kennen und handeln
Die sichtbaren Kosten, also die Investitionskosten für ein Antriebssystem, machen nur ganze 15 Prozent der Lebenszykluskosten aus. 85 Prozent der Kosten ergeben sich aus dem späteren Betrieb: Energiekosten, administrative Kosten, Service- und Wartungskosten, Schulungen und Dokumentation, Personalkosten, Ersatzteilbevorratung sowie Ausfälle und Stillstände. Ein wichtiger Aspekt in der Außendarstellung ist in Zeiten des Klimawandels die Nachhaltigkeit des Gesamtprojektes. Nachhaltiges Handeln wird bei steigenden Rohstoff- und Energiepreisen immer auch positive Auswirkungen auf die Lebenszykluskosten haben. Was kann der Betreiber einer Intralogistikanlage tun? Bei Neuanlagen sollte er Aspekte wie Nachhaltigkeit und Lebenszykluskosten in den Ausschreibungsvorgaben entsprechend berücksichtigen. Bei Bestandsanlagen ist ein Energieaudit empfehlenswert, das Ansatzpunkte für gezielte Optimierungen aufzeigt. Nur eine intensive Auseinandersetzung mit dem Projekt und seinen Anforderungen sowie eine sorgfältige Abwägung aller Wirtschaftlichkeitsaspekte führt bei der Antriebsauslegung zum besten Ergebnis für den Betreiber. Die Applikationsingenieure von NORD unterstützen ihre Kunden daher bereits bei der Planung mit umfassenden Analyse- und Beratungsleistungen.
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Last [%] |
IE3 Asychronmotor [W] |
IE5+ Synchonmotor [W] |
DuoDrive (SK EVO 80) [W] |
| 100 (Volllast) | 536 | 458 | 442 |
| 75 | 527 | 446 | 428 |
| 50 | 507 | 410 | 391 |
| 0 (Leerlauf) | 462 | 336 | 318 |
Effizienz und Kosten in perfekter Balance
Die neue IE5+ Motorengeneration von NORD DRIVESYSTEMS wurde mit Schwerpunkt auf den Einsatz in der Intralogistikbranche konzipiert. Die besonders kompakten und energieeffizienten Synchronmotoren bieten einen konstant hohen Wirkungsgrad über einen breiten Drehmomentbereich und damit auch in Teillast- und Teildrehzahlbereichen eine optimale Energieverbrauchsperformance. Der Vergleich eines herkömmlichen IE3-Asynchronmotors (0,75 kW, 83 % Motorwirkungsgrad, Kegelradgetriebe) mit einem entsprechenden IE5+ Synchronmotor (0,75 kW, 93 % Motorwirkungsgrad, Kegelradgetriebe) ergibt bei 16 Betriebsstunden pro Tag (4000 p.a.) und einem CO<sub>2</sub>-Emissionsfaktor von 366 g/kWh eine Energieersparnis von ca. 11 %. Das entspricht etwa 400 kWh und 0,15 t CO<sub>2</sub> p.a.
Durch effizienten Materialeinsatz sowie kompakten Bauraum erzielt der IE5+ Synchronmotor einen Gewichtsvorteil von über 50 % im Vergleich zu IE3-Asynchronmotoren im gleichen Leistungsbereich. Die IE5+ Synchronmotoren mit Motorwirkungsgraden bis zu 95 % liefert NORD DRIVESYSTEMS für den Leistungsbereich von 0,35 bis 4,0 kW und in TENV- sowie TEFC-Ausführungen.
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Leistung [kW] |
IE5+ | IE3 |
Bauraum IE5 < IE3 |
Gewicht IE5 < IE3 |
| 0,5 | 71 F1/8 | 80 SP/4 | -31,7 % | -27,8 % |
| 1,0 | 71 F2/8 | 90 SP/4 | -54,1 % | -50,3 % |
| 1,5 | 71 F3/8 | 90 LP/4 | -54,1 % | -52,4 % |
| 2,2 | 71 F4/8 | 100 LP/4 | -58,8 % | -61,2 % |
| 3,0 | 90 F3/8 | 100 AP/4 | -32,1 % | -49,6 % |
| 3,7 | 90 F4/8 | 112 MP/4 | -53,1 % | -56,1 % |
Zusätzliche Nachhaltigkeitseffekte
Weniger Volumen und weniger Gewicht führt zusätzlich zu geringeren Transportkosten und schont somit die Umwelt. Der erwähnte 0,75 kW-Motor wiegt als IE3-Version rund 10 kg, der vergleichbare IE5+ Motor nur rund 6 kg. Wird statt eines IE3-Motors ein IE5+ Motor per LKW von Hamburg nach Stuttgart geliefert, reduziert sich die ausgestoßene CO<sub>2</sub>-Menge um etwa 120 g je Motor. Bedenkt man die skizzierten Anlagengrößen mit bis zu 10.000 Antrieben und, dass NORD DRIVESYSTEMS Antriebssysteme rund um den Globus ausliefert, zeigt sich, dass die Motoren aus dem Hocheffizienz-Portfolio nicht nur einen direkten Nachhaltigkeitsbeitrag durch Reduktion des Stromverbrauchs, sondern auch einen indirekten durch ihr kleineres Volumen und Gewicht leisten.
Der nächste Schritt: Aus zwei wird eins
Je weniger Schnittstellen, desto höher der Systemwirkungsgrad. Mit dem DuoDrive hat NORD DRIVESYSTEMS deshalb jetzt einen revolutionären Getriebemotor im hygienischen Washdown-Design vorgestellt, bei dem der IE5+ Synchronmotor in einem Gehäuse zusammen mit einem einstufigen Stirnradgetriebe untergebracht ist. Das besonders kompakte DuoDrive-Konzept erzielt als System eine nochmals deutlich höhere Energieeffizienz als die bereits beschriebenen Antriebssysteme mit IE5+ Synchronmotor und Kegelradgetriebe. DuoDrive bietet mit bis zu 92 % Systemwirkungsgrad einen der höchsten Wirkungsgrade in dieser Leistungsklasse am Markt und erreicht auch im Teillastbetrieb eine sehr hohe Systemeffizienz.
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Drehzahl (Arbeitspunkt) |
Last (Arbeitspunkt) |
IE2 GM Asynchron | IE3 GM Asynchron | DuoDrive |
IE2 vs. DuoDrive (Ersparnis) |
IE3 vs. DuoDrive (Ersparnis) |
| 75 % | 25 % | 64,4 % | 68,6 % | 87,5 % | -23,1 % | -18,9 % |
| 50 % | 25 % | 64,2 % | 68,2 % | 88,2 % | -24,0 % | - 20,0 % |
| 50 % | 50 % | 73,6 % | 76,4 % | 91,5 % | -17,9 % | -15,1 % |
