Auswahl der geeigneten Technologie
Prinzipiell können viele Applikationen in der Antriebs- und Handhabungstechnik sowohl pneumatisch als auch elektrisch realisiert werden. Eine zunehmende Standardisierung einzelner Komponenten macht dabei den Austausch der Technologien möglich. Ob nun elektrische oder pneumatische Antriebe den günstigeren Energieverbrauch haben, lässt sich allgemeingültig nicht sagen und muss im Einzelfall mit geeigneten Berechnungen überprüft werden. Die Energieaufnahme des elektrischen Antriebs hängt im Wesentlichen quadratisch von der gewünschten Kraft ab und steigt linear mit der Haltedauer an. Die Hublänge des Antriebs spielt hierbei keine Rolle. Beim pneumatischen Antrieb hingegen hängt die Energieaufnahme nicht von der Haltedauer ab. Dies spiegelt die Funktionalität des leistungslosen Haltens wieder. Die Aufnahme hängt auch nur linear von der gewünschten Kraft ab.
Die Forscher haben folgende Faustformeln für automatisierte Maschinenbewegungen formuliert: Je kleiner die Hublänge, je größer die Endlagenkraft und je länger die Haltedauer, desto effizienter ist pneumatische Antriebstechnologie. Je größer die Hublänge, je geringer die Endlagenkraft und je kürzer die Haltedauer, desto effizienter ist elektrische Antriebstechnologie. In den Abbildungen sind die vielversprechendsten Maßnahmen aus dem Projekt EnEffAH zusammengefasst. Mit jeder einzelnen Maßnahme können Effizienzpotenziale erschlossen werden. Die Maßnahmen beeinflussen sich allerdings gegenseitig, so dass eine Umsetzung immer im Gesamtzusammenhang geprüft werden muss. Einzelne Maßnahmen schließen sich sogar gegenseitig aus (Beispiel: generelle Druckabsenkung und effiziente Auslegung von Antrieben). Wegen der gegenseitigen Beeinflussung ist keine Aussage einer Steigerung der Gesamteffizienz einer Anlage auf Basis der hier vorgestellten Werte möglich. Die prozentualen Effizienzsteigerungen lassen sich nicht einfach addieren, um eine gesamte Energieeinsparung zu ermitteln! Ferner können die prozentualen Einsparungen der vorgestellten Maßnahmen in der pneumatischen und elektrischen Antriebs- und Handhabungstechnik nicht miteinander verglichen werden, da sie jeweils andere Bezugsgrößen verwenden.
Die zentrale Wärmerückgewinnung nimmt unter den Maßnahmen eine Sonderstellung an. Die hier gezeigten Einsparungen werden nicht in der Antriebs-technik wirksam. Die durch Wärmerückgewinnung gewonnene Energie stellt einen Zusatznutzen dar, der in anderen Unternehmensbereichen realisiert werden kann (Prozesswärme zum Heizen oder Klimatisieren).
Der Weg zum Effizienzführer
Die Forscher empfehlen den Praktikern in der Industrie drei Schritte zur energieeffizienten Antriebs- und Handhabungstechnik.
Der erste Schritt kostet in Form von „Erster Hilfe“ geringen Aufwand bei hohem Nutzen. Bei Druckluftanlagen ist die bedeutendste und erfreulicherweise an nahezu allen Anlagen umsetzbare Maßnahme die Suche und Beseitigung von Leckagen. Diese kann entweder von den eigenen Mitarbeitern oder – wenn keine freien Kapazitäten oder das benötigte Know-How bzw. die Gerätschaften nicht vorhanden sind – als Dienstleistung eingekauft werden. Ferner führt die regelmäßige Wartung der Komponenten der Druckluftaufbereitung bei gerechtfertigtem Aufwand sofort zu Energieeinsparungen. Bei elektrischen Motoren lassen sich ohne großen Eingriff in das bestehende System Energieeffizienzpotentiale erschließen, indem die Bewegungsprofile der Antriebe energieoptimiert werden und Schwingungen der Regelung reduziert werden.
In einem zweiten Schritt sollte ein Bewusstsein für das Thema Energieeffizienz bei allen Mitarbeitern gesteigert werden. Hemmnisse müssen abgebaut werden. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass umgesetzte Maßnahmen auch einen dauerhaften Erfolg aufweisen können. Das gewonnene Bewusstsein sollte dann auch auf Lieferanten (z. B. in Lastenheften) und Kunden (z. B. über das Marketing) übertragen werden.
Der dritte Schritt kann den Betrieb zum Marktführer in Energieeffizienz machen, wenn er alle Maßnahmen mit einem sinnvollen Verhältnis von Nutzen und Aufwand umsetzt. In einem durchschnittlichen Unternehmen sind alle erforschten Maßnahmen wirtschaftlich. Jedoch muss in jedem Unternehmen einzeln geprüft werden, welche Maßnahmen das beste Nutzen/Aufwand- Verhältnis versprechen und vorrangig angegangen werden sollten.
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