Das Belastungsprofil der Antriebe entscheidet

Der tatsächliche Nutzen moderner Energiesparmotoren hängt in erster Linie von der jeweiligen Anwendung ab. Dies macht die folgende Einschätzung von Gerhard Berge besonders interessant, der als Vertreter des Pumpenspezialisten KSB das Thema sowohl mit dem Auge des Antriebsexperten als auch aus Sicht der Applikation „Pumpe" betrachtet.

elektro Automation: Wann macht der Einsatz von Energiesparmotoren aus techni-scher Sicht wirklich Sinn und mit welcher Amortisationszeit ist hier zu rechnen?

Berge: Der Einsatz von Energiesparmotoren macht Sinn bei Vollastbetrieb der angetriebenen Arbeitsmaschine entsprechend 100 % Nennlast des Motors. Nur dann ist die größtmögliche Energieeinsparung zu erzielen. Die Amortisationszeit ist abhängig von den Betriebsstunden. Deswegen kann hierzu keine generelle Aussage gemacht werden. Um im Vorfeld einer Bestellung die zu erwartende Amortisationszeit berechnen zu können, gibt es hierzu von den Anbietern entsprechende Software-Werkzeuge. Grundlage für die Berechnung ist dann die Betriebszeit der anzutreibenden Antriebsmaschine.

elektro Automation: Man kennt es von der EMV- und auch der Maschinenrichtlinie: Trotz langer Übergangsfristen ist oft die Deadline nur schwer einzuhalten. Sollte man bereits jetzt auf IE2-Motoren umstellen, oder sogar auf IE3/IE4-Motoren, die es heute auch schon für Standardanwendungen wie Pumpen gibt?

Berge: Die Erfahrung mit der Umstellung von Produktionsprozessen zeigt, dass eine rechtzeitige Umstellung angeraten ist. Andernfalls geht man das Risiko ein, die Logistikkette für den Produktionsprozess durcheinander zu bringen. Die Realität zeigt allerdings, dass viele Anwender von Elektromotoren sich noch gar nicht bewusst sind über die entsprechenden gesetzlichen Anforderungen und die sich daraus ergebenden Konsequenzen. Daher ist für eine frühzeitige Umstellung zu plädieren, auch um dem Endanwender die sich ergebenden Vorteile zur Verfügung zu stellen. Nur so kann ein Hineinlaufen in eine „Falle" vermieden werden.

elektro Automation: Ab 2015 bzw. 2017 werden die Vorschriften weiter verschärft. Was ist hier genau zu erwarten und sollte man bereits heute darauf reagieren?

Berge: Prinzipiell gilt das Gleiche wie für den ersten Schritt des Inkrafttretens der Verordnung. Zusätzlich ergibt sich bei diesem Schritt die Möglichkeit, statt IE3-Motoren auch weiterhin IE2-Motoren plus Drehzahlregelung zu verwenden. Hieraus ergibt sich ein ganz neues Energie-Einsparpotenzial. In allen Fällen, in denen ein stark schwankender Lastbedarf von der angetriebenen Arbeitsmaschine gefordert ist, ergeben sich durch die Drehzahlregelung um mindestens Faktor 10 und mehr größere Einsparpotenziale im Vergleich zur Verbesserung des Motorwirkungsrads von IE2 zu IE3. Um für diesen Fall die Sinnhaftigkeit der Drehzahlregelung zu bewerten, werden ebenfalls entsprechende Software-Werkzeuge angeboten. Hierbei ist das Lastprofil eine wichtige Grundlage. Die entsprechenden Anwendungen sind gekennzeichnet durch über die Zeit veränderlichen Bedarf. Die Verteilung der Betriebsstunden über den Betriebsbereich wird in einem Lastprofil dargestellt. Als Beispiel hierfür ist hier ein gebräuchliches Lastprofil für Heizungs-Umwälzpumpen dargestellt. Es handelt sich um das Lastprofil des „Blauen Engel", das in vier unterschied- liche Lastpunkte unterteilt ist. Das Diagramm zeigt, bezogen auf die Gesamtbetriebsdauer, über welchen Zeitraum die Pumpen in einem der vier Lastpunkte betrieben werden. Vergleicht man dieses realistische Lastprofil mit der Tatsache, dass Kreiselpumpen im 100 %-Punkt am effizientesten arbeiten und in diesem Arbeitspunkt, verbunden mit der längsten zu erwartenden Lebensdauer zu rechnen ist, dieser Betriebspunkt aber lediglich 6 % der Gesamtbetriebszeit ausmacht, dann steht man vor der Frage, wie dieser „Konflikt" gelöst werden kann. Die Drehzahlregelung ist die energieeffizienteste Lösung, abhängig vom konkreten Lastprofil. Das Lastprofil ist die wesentliche Anwendungsrandbedingung, die auch über den Umfang des erzielbaren Energieeinsparpotenzials entscheidet. Das ist auch der Grund, weshalb die heutigen Heizungs-Umwälzpumpen drehzahlgeregelt sind und dies in einer entsprechenden EU-Eco-Design-Verordnung gefordert wird. Die gleichen Zusammenhänge für das erzielbare Energieeinsparpotenzial gelten für alle anderen Anwendungen mit stark schwankendem Bedarf. In den allermeisten Fällen liegen allerdings den Anbietern drehzahlveränderlicher elektrischer Antriebe keine detaillierten Informationen über das Belastungsprofil der jeweils auszurüstenden Arbeitsma-schine vor. zg