In meinem letzten Blog Bericht "Energieeffizienz Part II" bin ich auf die Auswirkungen der 20-20-20 Ziele der EU auf Ihr Unternehmen eingegangen. Im dritten Teil dieser Blog Reihe behandle ich nun die wirtschaftlichen Aspekte durch den Einsatz von effizienten Elektromotoren und die Regelung durch einen Frequenzumrichter.
Der Energieverbrauch durch elektrische Antriebe beträgt ca. 30% des Gesamtenergieverbrauchs. Von diesen 30% haben mehr als die Hälfte der eingesetzten Motoren ihre technische Lebensdauer um ca. das Doppelte überschritten. Lediglich ein Fünftel der Motoren wird mit einem Frequenzumrichter betrieben weshalb noch ca. 8% des Energieverbrauchs eingespart werden könnten.
Je nach Eingriffsmöglichkeit in das bestehende Antriebssystem ergibt sich ein unterschiedlich hohes Einsparungspotenzial. Stellt man die Anschaffungs-, Installations- und Wartungskosten den Energiekosten eines Elektromotors gegenüber so zeigt sich, dass es sich auf jeden Fall lohnt einen alten Motor durch einen Neuen, effizienteren zu ersetzen.
Auch die Lastcharakteristik spielt hier eine wesentliche Rolle. Gerade bei quadratischem Lastmoment (z.B. Lüfter, Pumpe etc.) ergibt sich auf Grund der Proportionalität zwischen Leistung und Drehzahl (P~n³) ein wesentlich höheres Einsparungspotenzial als bei Anwendungen mit konstantem Lastmoment (z.B. Förderbänder etc.).
Wir empfehlen daher das gesamte Antriebssystem (elektische und mechanische System) zu analysieren und anhand einer Kosten-Nutzen-Analyse zu bewerten, ob bzw. welche Änderungen sinnvoll sind.
Da die Einsparungskosten oftmals nicht bekannt sind möchte ich Ihnen anhand eines Beispiels eine Idee über die Höhe dafür geben.
Berechnungsbeispiel anhand einer Belüftungsanlage
Lüftermotor: 5,5kW / Betrieb: 365 Tage/24h / benötigte Luftmenge variiert (Jahreszeiten, Personenanzahl etc.)
Unter Annahme der folgenden Kosten ergeben sich nachfolgend aufgelistete Amortisierungszeiten bei einer effizienteren Gestalltung des Lüfterantriebs.
Kosten Motor: 250€ / Kosten FU: 940€ / Kosten FU Montage: 250€ / Kosten kWh: 0,10€
- Austausch IE2 Motor gegen IE3 Motor: ca. 28 Monate
- Austausch Drosselregelung gegen FU Regelung ohne Motortausch: ca. 10 Monate
- Austausch Drosselregelung gegen FU Regelung mit Motortausch auf IE3: ca. 9 Montate
Ist ein Frequenzumrichter nötig?
Aus technischer Sicht ist ein Frequenzumrichter nicht nötig wenn ....
- ... die Betriebsbedingungen bei der Auslegung vollständig bekannt sind, sich kaum ändern und die Motordrehzahl zum System passt.
- ... die Anwendung dauerhaft mit Nenndrehzahl betrieben wird (seltene Starts/Stopps).
- ... der Anlaufstrom am Netz oder Sanftanlasser nicht kritisch sind.
- ... Funktionen wie z.B. Drehmomentbegrenzung etc. nicht benötigt oder extern gelöst wird.
Was ist beim Betrieb mit einem Frequenzumrichter zu Beachten?
Bekannterweise sinken die Motor- und Umrichterwirkungsgrade im Teillastbereich, sind aber oftmals nur bei Nennfrequenz bekannt.
- Wichtig ist daher die korrekte Dimensionierung
Bedingt durch das Funktionsprinzip eines Frequenzumrichters (Pulsweitenmodulation mit bestimmter Taktfrequenz) wird einerseits die Motorisolation stärker belastet und andererseits werden EMV-Störungen erzeugt.
- Prüfen Sie, ob der Motor für einen FU Betrieb geeignet ist
- Ev. zusätzliche EMV-Maßnahmen (Drossel, Filter etc.) verwenden
Weitere Informationen erhalten Sie per E-Mail (sales.austria@routeco.com) oder rufen Sie uns an +43 7229-64266.
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