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Studie_Ressourceneffizienz_2015

Ressourceneffizienz in der Ernährungswirtschaft Kapitel 3 | Bewertung der Energieeffizienz Dimensionierung Die Dimensionierung und die damit verbundene Auslastung eines Elektromotors haben erheblichen Einfluss auf die Energieeffizienz der jeweiligen Anlage. Zu groß dimensionierte Motoren arbeiten in einem Bereich mit schlechtem Wirkungsgrad und niedrigem Leistungsfaktor. Daher ist bei der Anschaffung von Motoren stets auf eine Dimensionierung zu achten, die auf die tatsächlichen Bedürfnisse abgestimmt ist. Wenn absehbar ist, dass die Leistungsanforderungen auf Dauer geringer sind, sollten überdimensionierte Antrieb gegen Modelle einer kleineren Leistungsklasse ausgetauscht werden. Aufgrund der leistungsabhängigen Baugröße von Elektromotoren ist allerdings der Wechsel gegen Motoren geringerer Nennleistung in bestehenden Anlagen aufgrund geometrischer Anforderungen der jeweiligen Maschine schwierig. Durch den Einsatz von Standfuß- oder Flanschadaptern, welche problemlos in der Betriebsschlosserei gefertigt werden können, ist dennoch der Einbau kleinerer Motoren möglich. Wie in Abbildung 3-35 exemplarisch dargestellt beginnt der Wirkungsgrad bei einer Last von weniger als 50 % der Nennleistung spürbar abzunehmen, unter 25 % ist die Abnahme signifikant. Dementsprechend sollte ein Motor mit etwa 80 % seiner Nennleistung oder mehr betrieben werden. Durch eine Messung der Stromaufnahme (Leistungsmessung) kann der tatsächliche Auslastungsgrad abgeschätzt werden – dieses Vorgehen liefert zwar keine präzisen Ergebnisse, aber eine gute erste Einschätzung. In manchen Anwendungsfällen wird die volle Nennleistung des Motors nur kurzzeitig, z.B. während Anfahrvorgängen, und nicht im Normalbetrieb benötigt. Solche (seltenen) Spitzenlastfälle müssen selbstverständlich bei der Erarbeitung von Austauschempfehlungen untersucht und berücksichtigt werden. Liegt der Leistungsbedarf unter 1/3 der Nennleistung, kann der Wirkungsgrad des Antriebs in einigen Fällen durch einfaches Umklemmen der Motorwicklungen verbessert werden. Bei dieser Umschaltung von Dreieck- zu Sternschaltung gehen das Drehmoment und die Nennleistung des Motors auf 1/3 zurück, sodass der Antrieb wieder mit günstigem Wirkungsgrad arbeitet. Auch in diesem Fall ist zu prüfen, ob der Motor noch das geforderte Anlaufmoment erbringen kann. Anlagen mit periodischer Motorlast können über intelligente Steuerungen betrieben werden. Diese erkennen die zyklische Leistungsaufnahme des Antriebs und reduzieren den Strombezug im Teillastbereich. Üblicherweise kann davon ausgegangen werden, dass sich der Austausch eines IE1- Motors, der kontinuierlich mit maximal 25 % der Nennleistung für mindestens 5.000 h/a betrieben wird, durch einen entsprechend kleiner dimensionierten IE3- Motor in weniger als drei Jahren amortisiert. Ein Rechenbeispiel ist in Abbildung 3-35 dargestellt. Seite 96 von 230


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