Energieeffizienzklassen: Aktuelle Vorschriften und anstehende Änderungen
In diesem Beitrag wollen wir Ihnen Hinweise zu Energieeffizienzvorschriften in der Antriebstechnik geben. Die Materie ist wie zu erwarten in ihrer Gesamtheit sehr kompliziert und es gibt immer viele Details und Spezialfälle zu berücksichtigen, so dass wir hier nur auf einige allgemeingültige Punkte eingehen können. Die aktuell geltenden Energieeffizienzvorschriften für alle Länder weltweit finden Sie immer nach neustem Stand auf unserer Themenseite zu Effizienzvorschriften. Natürlich geben Ihnen auch die NORD-Ansprechpartner immer gerne Auskunft zu den für Ihr Projekt geltenden Vorschriften.
Was gilt in der Europäischen Union?
Für Anwendungen, in denen nur kurzzeitig ein Antrieb benötigt wird, können Sie die Standard-Asynchronmotoren der Effizienzklasse IE1 verwenden. Sie sind auf beste Materialausnutzung und geringste Investitionskosten ausgelegt. Auch nach der neuen Ecodesign-Richtlinie seit Juli 2021 ist das für S3 < 80 % oder Kurzzeitbetrieb möglich. Die Regionen, in denen diese Motoren im S1-Betrieb zugelassen sind, werden aber immer weniger. Wenn die Getriebemotoren mitbewegt werden müssen, kann die Wahl von IE1-Antrieben ebenfalls von Vorteil sein, da sie leichter sind und daher weniger Masse bewegt werden muss.
Den ersten deutlichen Schritt in Richtung Effizienzsteigerung mussten die Hersteller von Asynchronmotoren in Vorbereitung auf das Jahr 2011 machen, als im Juni durch die bis heute gültige Richtlinie 640/2009 die Verwendung von IE2-Motoren für den Dauerbetrieb verbindlich vorgeschrieben wurde. Innerhalb eines Jahres verdoppelte sich dadurch die Zahl der eingesetzten IE2-Motoren, während der Einsatz von IE1-Motoren drastisch abnahm. Erstmals wurde eine nennenswerte Zahl an IE3-Motoren verkauft, aber auch deren Absatz stieg erst mit der verpflichtenden Einführung über 7,5kW in 2015 und für alle Leistungen seit 2017.
Seit dem 1. Juli 2021 gelten mit der erwähnten neuen Ökodesign-Verordnung (EU) 2019/1781 weitere neue Energieeffizienzregeln für Dreiphasen-Elektromotoren, die Auswirkungen auf explosionsgeschützte Elektromotoren sowie die bewährten Standard-Elektromotoren haben. Mit der Änderung gelten unter anderem folgende neuen Regeln: Die Energieeffizienzklasse IE3 gilt für 3-Phasen-Asynchronmotoren für Nennleistungen von ≥0,75 kW bis ≤1.000 kW und neuerdings auch für 8-polige Motoren, die vorher ausgenommen waren. Bisher lag die Leistungsobergrenze, ab der IE3 vorgeschrieben war bei ≤375 kW. Ganz neu hinzugekommen sind Vorgaben für die kleineren 3-Phasen-Asynchronmotoren mit Nennleistungen von ≥0,12 kW bis <0,75 kW. Sie müssen jetzt die Energieeffizienzklasse IE2 einhalten. Das gilt für 2-, 4-, 6- und 8-polige Motoren. Sowohl bei der IE3 als auch bei der IE2 sind nun auch explosionsgeschützte Elektromotoren der Zündschutzarten Ex tb, Ex tc, Ex ec und Ex d eingeschlossen. Bisherige Ausnahmen für Bremsmotoren, umrichterbetriebene Motoren und ex-geschützte Motoren wurden gestrichen.
Änderungen zum Juli 2023 im Blick behalten
Am 1. Juli 2023 erfolgt eine weitere Verschärfung der Effizienzregeln. Dann gilt die Energieeffizienzklasse IE2 für explosionsgeschützte (Zündschutzart Ex eb) 3-Phasen-Asynchronmotoren mit Nennleistungen von ≥0,12 kW bis ≤1.000 kW sowie für 1-Phasen-Asynchronmotoren ≥0,12 kW. Die Energieeffizienzklasse IE4 wird für 3-Phasen-Asynchronmotoren von ≥75 kW bis ≤200 kW verpflichtend und das für 2-, 4- oder 6-polige Motoren. Ausnahmen sind hier Bremsmotoren und explosionsgeschützte Elektromotoren.
Für Anwendungen, in denen nur kurzzeitig ein Antrieb benötigt wird, können Standard-Asynchronmotoren der Effizienzklasse IE1 verwendet werden. Sie sind auf beste Materialausnutzung und geringste Investitionskosten ausgelegt. Auch nach der neuen Ökodesign-Verordnung ab Juli 2021 ist das für S3 < 80 % oder Kurzzeitbetrieb möglich. Die Regionen, in denen diese Motoren im S1-Betrieb zugelassen sind, werden aber immer weniger. Wenn die Getriebemotoren mitbewegt werden müssen, kann die Wahl von IE1-Antrieben ebenfalls von Vorteil sein, da sie leichter sind und daher weniger Masse bewegt werden muss.
Energieeffizienzvergleich IE3 und IE5+
UNIVERSAL Motor erfüllt neue Ökodesign-Verordnung
Durch die seit dem 1. Juli 2021 gelten Verschärfungen hinsichtlich der Energieeffizienz von Elektromotoren und Drehzahlregelungen wird der Einsatz von IE3-Motoren in zusätzlichen Leistungsbereichen nicht nur wirtschaftlich attraktiver, sondern auch zwingend erforderlich. Mit dem energieeffizienten NORD UNIVERSAL Motor für Leistungsbereiche von 0,12 bis 45 kW bietet NORD DRIVESYSTEMS einen wirtschaftlichen IE3-Motor, der international alle Vorschriften erfüllt. Wo bisher noch IE2-Motoren in Kombination mit Frequenzumrichtern eingesetzt werden konnten, werden jetzt höhere Maßstäbe an die Energieeffizienz angelegt. Während in der EU noch von der Verordnung der Effizienzklasse IE3 für Antriebe unter 0,75 kW abgesehen wurde, ist die IE3-Klasse in China bereits seit Juni 2021 für alle 3-Phasen-Induktionsmotoren ab 120 W Pflicht. Der UNIVERSAL Motor deckt diesen Leistungsbereich ab. Er ist nach allen gängigen Standards zertifiziert und deshalb weltweit einsetzbar. Dadurch ermöglicht er die gezielte Variantenreduzierung und bietet entscheidende Kostenvorteile, gerade bei internationalen Projekten. Er kann ohne jede Anpassung für die wichtigen Weltmärkte Europa, USA, Kanada, China, Indien, Russland und Ukraine eingesetzt werden. Möglich ist diese deutliche Variantenreduzierung durch die Zertifizierung des UNIVERSAL Motors gemäß CE, UL, CSA, CCC, EAC, ISI und andere. Speziell für global vertriebene Maschinen und Anlagen sowie internationale Projekte bewirkt die Reduzierung der Ländervarianten klare Kosteneinsparungen für Systemintegratoren und Betreiber. Es müssen weniger Varianten und Teilenummern bearbeitet und verwaltet werden, die Antriebsauswahl wird einfacher und der Beschaffungsaufwand sinkt.
EU-Effizienzvorschriften für Frequenzumrichter
Um Handelshemmnisse aus ökologischen Gründen zu vermeiden und die Umweltauswirkungen energieverbrauchsrelevanter Produkte zu verringern, hat die EU-Kommission die Ökodesignrichtlinie 2009/125/EU erlassen. Diese wird durch das Energieverbrauchsrelevante-Produkte-Gesetz (EVG) in nationales Recht umgesetzt und durch die Durchführungsverordnung (EU)2019/1781 für Elektromotoren und Drehzahlregelungen realisiert. Die Norm DIN EN 68100-9-2 beschreibt Indikatoren für die Energieeffizienz von Drehzahlregelungen. Seit 1. Juli 2021 gelten auch hier Verschärfungen durch die neue Ökodesign-Verordnung (EU) 2019/1781: Alle Frequenzumrichter (FU), die seitdem in der Europäischen Union verkauft werden, müssen die neue Energieeffizienzklasse IE2 erfüllen. Dies betrifft alle Frequenzumrichter für 3-phasige Netzversorgung im Leistungsbereich 0,12 kW bis 1000 kW. Die Norm IEC 61800-9-2 definiert die IE-Klassen für Frequenzumrichter sowie die IES-Klassen für Antriebssysteme (Power Drive System = Motor und FU kombiniert).