Strom Für 32.600.000 Jahre

Im Jahr 2019 lag der Stromverbrauch des deutschen Industriesektors bei 218,4 Terawattstunden (TWh). Laut dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi), werden rund zwei Drittel davon für die Umwandlung in „mechanische Energie zum Betrieb von Motoren oder Maschinen“ benötigt, was in etwa 28 % des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland entspricht! Anders gesagt: ein Einfamilienhaus mit vier Personen könnte man damit 32.600.000 Jahre versorgen. Gemeinsam mit seinen Kunden kann Dunkermotoren, eine Marke von AMETEK, dazu beitragen, diesen immensen Verbrauch zu reduzieren und damit Kosten und CO2 einzusparen.

Wie genau? Nachfolgend werden einige Möglichkeiten erläutert:

Einsatz energieeffizienter elektrischer Motoren:

Um den Stromverbrauch für den Betrieb von Motoren zu reduzieren, wurde innerhalb der IEC 61800-9-2 Norm eine Klassifizierung für die Energieeffizienz von Antriebssystemen definiert. Diese Norm bezieht sich jedoch ausschließlich auf netzgespeiste Motoren unter Dauerbetrieb, die ununterbrochen an oder nahe der Bemessungslast betrieben werden. Servomotoren wie die von Dunkermotoren werden bei dieser Norm nicht berücksichtigt. Sie werden nicht direkt vom Netz gespeist oder weisen eine Bemessungsleistung unterhalb der festgeschriebenen 120 W auf. Dabei sind es eben solche Lösungen, die in vielen Industrieanwendungen zum Einsatz kommen und einen nicht unbeachtlichen Teil des Stromverbrauchs verursachen. Die Energieeffizienz von Servomotoren sollte daher nicht unberücksichtigt bleiben. Servoantriebe von Dunkermotoren können hier auch ohne IE-Klassifizierung punkten: vergleicht man deren Wirkungsgrade mit alternativen, nach IEC klassifizierten Motorkonzepten, weisen die smarten BG-Motoren von Dunkermotoren einen höheren Wirkungsgrad bei gleicher Leistung auf. Der hohe Wirkungsgrad führt dazu, dass weniger Energie in Abwärme umgewandelt und somit mehr Energie für die mechanische Bewegung genutzt wird. Anders gesagt: Bei unveränderten Bewegungsmustern ist weniger Energie notwendig, womit der Stromverbrauch reduziert wird.

Antriebsauslegung:

Die meisten Anwendungen, in denen Servomotoren eingesetzt werden, weisen sehr individuelle Bewegungsmuster auf. Bei einem fahrerlosen Transportsystem beispielsweise, das mehrere Male am Tag große Lasten erst beschleunigen und anschließend wieder abbremsen muss, wird die meiste Energie für genau diese Anlauf- und Bremsbewegung benötigt. Diese kurzen Leistungsspitzen erschweren eine optimale Antriebslösung. Die Experten aus dem Application-Engineering-Team von Dunkermotoren unterstützen die individuelle Antriebsauslegung von Anfang an. So kann es zum Beispiel sinnvoll sein, einen für die benötigten Beschleunigungs- und Bremsmomentspitzen rechnerisch zu kleinen Motor zu wählen. Durch die langen Pausen zwischen den Bewegungszyklen und die hohe Überlastfähigkeit der BLDC-Motoren ist ein kleinerer Motor oft ausreichend. Dieser weist einen geringeren Materialbedarf bei der Produktion und einen niedrigeren Stromverbrauch auf und schont so die Umwelt und den Geldbeutel.

Vector Control

Im Gegensatz zu vielen anderen Anbietern am Markt bietet Dunkermotoren eine Ansteuerung seiner Motoren via Vector Control. Die Vektorsteuerung ermöglicht einen optimierten Motorbetrieb in Bezug auf den Stromverbrauch. Genauer gesagt sorgt sie dafür, dass immer nur so viel Strom in die Motorwicklung strömt, wie diese auch für den Aufbau eines Drehmoments umsetzen kann. So wird der Wirkungsgrad des Antriebs deutlich erhöht und es kann mehr Energie für die tatsächliche Bewegung genutzt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen, blockkommutierten Motoren kann so für die Ausführung derselben Bewegung bis zu 15 % Energie eingespart werden.

Integrierte Antriebslösungen:

Die Integration verschiedener Funktionalitäten in den Motor kann die Nachhaltigkeit von Motoren signifikant verbessern, da diese in der Produktion deutlich ressourcenschonender sind. Durch die Integration der Elektronik direkt in das Motorgehäuse entfällt z. B. nicht nur das bisher notwendige Elektronikgehäuse. Auch die für den Anschluss benötigten Kabel und Stecker, sowie Teile des Schaltschranks sind damit hinfällig. So werden mit integrierten Antriebslösungen im Vergleich zu Motoren ohne integrierte Funktionen wertvolle Ressourcen eingespart.

Motion Control über die Cloud:

Auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit beim Einsatz seiner Produkte ist der digitale Zwilling ein wichtiges Werkzeug. Er ermöglicht es Anwendern, über eine zentrale Struktur jederzeit auf alle relevanten Informationen zugreifen zu können. Dokumente, aber auch Informationen wie der gesamte bei der Produktion einzelner Komponenten verursachte CO2-Ausstoß, oder die Herkunft der verbauten Materialien sind so stets verfügbar. Das technische Design von Dunkermotoren´s digitalen Zwillingen basiert auf der standardisierten und herstellerunabhängigen Verwaltungsschale der Open Industry 4.0 Alliance. Dadurch verändert sich der Zugriffsort auch für Daten unterschiedlicher Komponenten und Hersteller über die gesamte Lieferkette nicht. Verwendete Ressourcen sind so lückenlos dokumentiert und können unkompliziert eingesehen werden. Um über die Herstellung hinaus zu einem ressourcenschonenden Einsatz der Motoren beizutragen, können die Software-Services der IIoT-Eigenmarke nexofox durch die Auswertung von Daten Empfehlungen zu einem optimierten Motorsetting bereitstellen. Diese optimierten Settings können manuell oder auch automatisch auf dem Motor eingesetzt werden.

Fazit:

Durch verschiedene Stellschrauben tragen Dunkermotoren und dessen IIoT-Marke nexofox dazu bei, den immensen Stromverbrauch für den Betrieb von Motoren und Maschinen zu reduzieren. So können vielfältige Anwendungen energieeffizienter betrieben und deren negativen Einfluss auf die Umwelt tagtäglich reduziert werden.

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Strom Für 32.600.000 Jahre (PDF)