Startseite > Smarter World > IE-Wirkungsgradklassen: Die Anforderungen steigen

Energieeffizienz elektrischer Antriebe: Gesetze, Normen und die Zukunft

IE-Wirkungsgradklassen: Die Anforderungen steigen

30. April 2013, 9:58 Uhr | Andreas Knoll

Schon heute bieten Hersteller, etwa Danfoss mit dem »VLT DriveMotor FCM 106«, Lösungen an, die die Bedingungen für einen Einsatz über 2017 hinaus erfüllen: Eine Kombination aus PM- oder Asynchron-Motor und motormontiertem Frequenzumrichter. Weil die gezeigte Lösung auf Normmotorengehäusen beruht, lässt sie sich in vielen Fällen auch nachrüsten.

Aktuell sind noch schärfere Motor-Wirkungsgradklassen in Arbeit als die in der Norm IEC 60034-30 festgeschriebenen und in der EU-Motorenverordnung 640/2009 enthaltenen. Wie ist hier der Stand der Dinge, was ist für die Zukunft zu erwarten, und was folgt daraus für Hersteller und Anwender?

▶ Diesen Artikel anhören

Mit der Richtlinie »Energy-using Products« (EuP) von 2005 und ihrer Nachfolge-Richtlinie »Energy-related Products« (ErP) von 2009 (»Ökodesign-Richtlinie«) hat die Europäische Union (EU) ihre Energiesparziele in eine rechtliche Form gegossen. Die Richtlinie bildet die Grundlage, um Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energiebetriebener Produkte zu definieren. Deutschland setzt die Richtlinie durch das Energiebetriebene-Produkte-Gesetz (EBPG) in nationales Recht um. Ziel ist es, den Energiebedarf relevanter Produkte, etwa von Elektrogeräten, über den gesamten Lebenszyklus zu betrachten.

Elektromotoren und elektrische Antriebssysteme benötigen laut der Internationalen Energie-Agentur (IEA) bis zu 45 Prozent der gesamten weltweit erzeugten Elektrizität. Schon heute verfügbare Technologien könnten diesen Verbrauch um 20 bis 30 Prozent senken: Das Know-how ist vorhanden, bestehende Lösungen kommen aber nicht konsequent genug zum Einsatz.

Für Elektromotoren legte die EU deshalb im Rahmen der Ökodesign-Richtlinie mit der Motorenverordnung (EG) Nr. 640/2009 hohe Anforderungen fest: Die Verordnung schreibt seit 2011 für Drehstrom-Asynchronmotoren gesetzlich verpflichtende Mindestwirkungsgrade, auch Minimum Energy Performance Standards (MEPS) genannt, vor. Technisch orientiert sich die Verordnung am international gängigeren IE-Standard (IE = International Efficiency) nach der Norm IEC 60034-30. Dies zwingt Hersteller und Betreiber, effizientere Technik einzusetzen. Konkret gelten seit Juni 2011 die Grenzwerte der Wirkungsgradklasse IE2, die ab Anfang 2015 schrittweise auf die Werte der Klasse IE3 erhöht werden. Die Grenzwerte gelten für in der EU neu in Verkehr gebrachte Motoren. Für alte Motoren gilt ein Bestandsschutz. Auch sind die MEPS kein europäischer Alleingang; ähnliche und teils strengere Anforderungen gibt es bereits weltweit.

Normen bringen Bewegung in den Antriebsmarkt

Die Aufnahme von IE2 und IE3 in die Motorenverordnung hat Bewegung in den Antriebsmarkt gebracht. Aktuell schreiben die zuständigen Normgremien Grenzwerte für die Klasse IE4 fest und prüfen weitere Klassen wie IE5 oder IE6 auf ihre technische Machbarkeit. Wichtig ist festzuhalten, dass eine Festschreibung etwa der Klasse IE4 in einer Norm wie der IEC 60034-30 nicht bedeutet, dass die neue Klasse automatisch in die Motorenverordnung übertragen wird. Aber nicht zuletzt weil sich alle namhaften Hersteller bei den Normungsaktivitäten eingebracht und diese vorangetrieben haben, werden hocheffiziente Motoren weiterhin an Bedeutung gewinnen.

Die MEPS gelten seit 2011 für alle 2-, 4- und 6-poligen, eintourigen und dreiphasigen Asynchronmotoren im Leistungsbereich von 0,75 bis 375 kW, die mit einer Bemessungsspannung bis 1000 V und im Dauerbetrieb arbeiten. Leider bieten sie auch einige Schlupflöcher. Wird beispielsweise die zulässige Umgebungstemperatur außerhalb der vorgesehenen Grenze definiert, fallen die Motoren nicht unter die Verordnung. Über die Schließung dieser Schlupflöcher wird derzeit diskutiert, und eine zügige Umsetzung ist zu erwarten.