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Für eine optimale Energieeffizienz muss der gesamte Prozess analysiert werden

Alles hängt mit allem zusammen

15. Dezember 2009, 8:13 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Michael Burghardt über Aspekte der System-Gesamtbetrachtung

»Wer die Energieeffizienz eines Systems steigern will, muss zunächst dessen Ist-Zustand analysieren. Die wichtigsten Ansatzpunkte hierfür sind:

Wirkungsgrad: Die einfachste Möglichkeit zum Energiesparen besteht darin, Komponenten mit einem höheren Wirkungsgrad einzusetzen.

Regelung von Prozessgrößen: Prozesse lassen sich effektiv durch die Regelung von Größen wie Druck, Durchfluss oder Geschwindigkeit optimieren. Erfolgt bisher nur eine Zweipunktregelung, sollte deren energetische Effektivität mit der einer Drehzahlregelung verglichen werden.

Systemaufbau: Die Planung vieler Systeme erfolgt nicht zwangsläufig unter dem Gesichtspunkt einer energetisch günstigen oder gar optimalen Auslegung. So bieten Rohrleitungen aller Art die Chance zur Optimierung.

Druckluft: Druckluft ist eine einfache, aber auch teure Art, Kraft zu übertragen. Oft ist es energetisch sinnvoller, statt dessen beispielsweise einen direkten motorischen Stellantrieb einzusetzen. Generell sollte der Betreiber den Luftdruck so niedrig wie möglich halten. Die Senkung des Drucks um nur 1 bar spart etwa 7-8 Prozent Energie. Und auch Leckagen sind teuer: Ein Loch von nur 1 mm Durchmesser bedeutet, abhängig vom Systemdruck, einen Mehrverbrauch von 1500 bis 5000 kWh – pro Jahr!

Ermittlung des aktuellen Energieverbrauchs: Der Erfassungszeitraum für den aktuellen Energieverbrauch hängt von der Anwendung ab. Bei definierten technischen Prozessen liegen verlässliche Verbrauchsdaten meist nach einigen kompletten Prozessabläufen vor. Langwieriger ist die Auswertung des Verbrauchsprofils von Anwendungen, die von klimatischen Bedingungen abhängen. So steht beispielsweise die benötigte Fördermenge einer Abwasserpumpe im direkten Zusammenhang zur aktuellen Niederschlagsmenge.

Prüfung von Anwendungen mit quadratischem Lastmoment: Bei den Anwendungen mit quadratischem Lastmoment, zu denen beispielsweise Pumpen und Lüfter gehören, muss der Anwender die Applikationen bestimmen, die für eine Regelung in Frage kommen. Außerdem sollte er das Wirkungsgradoptimum der Strömungsmaschinen ermitteln und daraus resultierend den optimalen Regelbereich festlegen. Zum Schluss hat er die Auswirkungen auf das System zu kontrollieren.

Betrachtung des Antriebsstrangs: Die maximale Einsparung im Antriebsstrang erzielen Anwender nur durch eine Gesamtbetrachtung des kompletten Strangs. Sie müssen daher prüfen, ob effiziente Motoren und gute Getriebe zum Einsatz kommen und ob die Kabellängen optimiert sind. Darüber hinaus gilt es, zu klären, ob alle nötigen EMV-Maßnahmen getroffen sind und die Lösung die Netzversorgung nicht überlastet. Wichtig ist es auch, die Verluste zu bestimmen und die dafür erforderliche Klimatisierung von Schaltschrank oder elektrischem Betriebsraum festzulegen.«