ENERGIE – Sicherheitsdenken führt zu Überdimensionierung

Ing. Dietmar Schwaiger, der Leiter von Applikation Österreich & Südosteuropa bei Lenze Antriebstechnik in Asten, sprach mit CR Hans-Joachim Schlobach über Energie, Energieeffizienz und wie überdimensionierte Anlagen ohne Wissen der Anlagenbetreiber unkontrolliert Energie verbrauchen.

Ing. D. Schwaiger
Ing. D. Schwaiger, Lenze Antriebstechnik (Foto: RS Media World)

BLOGISTIC.NET: Bevor wir zum Thema „Energieeffizienz“ kommen, wollen wir die Frage klären, für welche Automationsanwendungen die Motoren sind, welche hier in Asten produziert werden?
Schwaiger: Am Standort Asten beschäftigen wir uns mit der Antriebs- und Automatisierungstechnik. Wir stellen also elektrische Antriebe sowie Servo-Techniken auf Wechselstrombasis für beispielsweise Logistik-Automationsanlagen her. Sie finden unsere Antriebe daher etwa in Regalbediengeräten, Förderbändern, Hubwerken bis hin zu Shuttlesystemen usw. Elektrostapler sind mit ihren Batterien gewissermaßen von der statischen Energieversorgung entkoppelt. Das ist das Betätigungsfeld unserer Kollegen in der Schweiz.

BLOGISTIC.NET: Wie wird das Thema Energieeffizienz bei Ihren Kunden behandelt?
Schwaiger: Viele unserer Kunden sind davon betroffen. Das Thema ist also dort angekommen.

BLOGISTIC.NET: Wo steigen Sie in die Diskussion ein, wenn es um Energieeinsparungen geht?
Schwaiger: Ganz klar bei den Dimensionierungen der Antriebe. Zumeist sind die Anforderungen ja bekannt, wenn es darum geht eine Last in einer bestimmten Zeit von A nach B zu bewegen. Da geht es dann um Themen wie die Beschleunigung und das Abbremsen, Reibverhältnisse usw. Alle diese mechanischen Daten führen zur antriebstechnischen Auslegung einer Lösung, die bestimmt, wie viele Kilowatt in der Anlage für diese Aufgaben installiert werden. Das hat Auswirkungen nicht nur auf den Motor selbst, sondern auch auf das Getriebe, die Antriebsregler usw. Wenn man das gut macht und optimal auslegt, dann erhält man damit zwangsläufig ein energieeffizientes System.

BLOGISTIC.NET: Oft werden solche Anlagen jedoch überdimensioniert, um etwa die „Hochverfügbarkeit“ einer Anlage und deren Ausfallsicherheit zu gewährleisten. Wie gehen Sie damit um?
Schwaiger: Das Hauptproblem bei diesem Sicherheitsdenken ist, dass es zu einem Dominoeffekt führt. So gibt zum Beispiel ein Kunde Reserven an, welche eine Anlage mitbringen sollte. Darum wird die Anlage per se schon größer konzeptioniert. In weiterer Folge werden dann auch die Antriebe und Getriebe im Zweifelsfall größer dimensioniert etc. und einfach auf die jeweils nächststärkeren Motoren, Getriebe usw. geswitcht. Am Ende erhält man allerdings eine mehrfach überdimensionierte Anlage. Man hat damit einerseits die Sicherheit, dass das Gewerk immer funktioniert, andererseits aber führt diese Überdimensionierung dazu, dass das System laufend mehr Energie verbraucht, als es eigentlich müsste. Alle Elemente einer solchen Anlage liefern somit erhöhte Verlustleistungen, weil die gelieferte Leistung gar nicht benötigt wird. Das Weiteren steigen natürlich nicht nur der Energiebedarf und die Verluste, sondern auch die Anschaffungskosten des Gesamtsystems.

Die TCO sind zu Beginn der Planung bekannt und werden nicht mehr hinterfragt, wenn eine solche Anlage einmal steht. Es wird daher auch nicht nach Alternativen etwa beim Antriebsstrang inklusive Getriebe gesucht. Ing. Dietmar Schweiger, Lenze Antriebstechnik

BLOGISTIC.NET: Fallen diese Verlustleistungen in den Kosten bzw. in den sogenannten Total Cost of Ownership auf?
Schwaiger: Die TCO sind zu Beginn der Planung bekannt und werden nicht mehr hinterfragt, wenn eine solche Anlage einmal steht. Es wird daher auch nicht nach Alternativen etwa beim Antriebsstrang inklusive Getriebe gesucht, welche ja mit ausschlaggebend für die TCO über die Lebensdauer der Anlage sind, Stichwort „Wartung“. Wenn ein solches System also einmal läuft, entschwinden die Kosten vom Radar wenn es etwa darum geht, Energieeffizienz zu ermitteln. Die Energieeffizienz und die damit einhergehenden TCO werden bei einer funktionierenden Anlage dann einfach nicht mehr überprüft. Sie werden als gegeben und unverrückbar angenommen. Die Themen „Hochverfügbarkeit“ und „Sicherheit“ werden in der Praxis daher mit einer geringeren Energieeffizienz und damit höheren Kosten bezahlt, weil diese Anforderungen in diesen Dimensionen gar nicht bestehen.

Ing. D. Schwaiger, Lenze Antriebstechnik
Ing. D. Schwaiger, Lenze Antriebstechnik (Foto: RS Media World)

BLOGISTIC.NET: Wie können Investoren solcher Verschwendung an Energie begegnen?
Schwaiger: Indem sie uns rechtzeitig bei der Planung mit einbeziehen und uns möglichst exakte Daten darüber liefern, welche Leistung eine Anlage erbringen muss. Dann können wir diese ohne verschwenderischen Sicherheitspuffer dimensionieren, Komponenten mit hohem Wirkungsgrad zum Einsatz bringen und die benötigte Energie durch koordinierte und intelligente Bewegungsführung optimal nutzen. Das bedeutet beispielsweise generatorische Energie eines bremsenden Antriebs einem beschleunigenden Antrieb zuzuführen. Weitere überschüssige Energie kann dann ins Netz zurückgespeist werden. Das erfordert aber, dass mit dem Investor offen und ehrlich über dieses Thema diskutiert wird. Dabei geht es um die zentrale Frage, das Thema TCO sowohl bei der Anschaffung als auch im laufenden Betrieb zu betrachten. Und nach einer solchen Diskussion entscheiden sich die Investoren sehr häufig dafür, die Energie intelligent zu nutzen und von ihren Reserve-Ansprüchen abzurücken.

BLOGISTIC.NET: „Hochverfügbarkeit“ und „Sicherheit“ sind doch aber nicht die einzigen Gründe für die Überdimensionierung einer Anlage. Oder doch?
Schwaiger: Sie haben recht, die Themen „Hochverfügbarkeit“ und „Sicherheit“ sind nicht die einzigen Gründe für Überdimensionierungen. Das hat auch historische Gründe, wie man eben bereits bestehende Automatisationslösungen mit neuer Technologie technisch umsetzt. Wenn Systeme und Antriebslösungen funktionierten, hatten auch Anlagenbauer wenig Interesse daran, diese auf ihre Energieeffizienz hin zu hinterfragen. Wir sehen aber auch hier einen Wandel. Wie auch immer: Wir konnten jedenfalls in der Vergangenheit durch den Einsatz geeigneter Messmittel, Nachbau und Simulation nachweisen, dass man beispielsweise mit dem veränderten Setzen von Betriebspunkten oder der Einbeziehung einer Feldschwächung bei der Nutzung von Asynchronmotoren, angepassten Getriebeübersetzungen usw. erhebliche Effizienzsteigerungen erzielen kann.

BLOGISTIC.NET: Für Nichttechniker: Wie wirkt sich eine solche Effizienzsteigerung in einer Anlage aus?
Schwaiger: Ich kann zum Beispiel eine höhere Transportgeschwindigkeit erzielen, obwohl die installierte Gesamtleistung beziehungsweise das erreichbare Drehmoment gesenkt wurde. Wenn ich also bei einer schnellen Drehzahl wenig Kraft oder bei einer langsamen Drehzahl viel Kraft benötige, dann kann ich das in der Charakteristik eines ganz normalen Asynchronmotors abbilden und so entsprechende Einsparungen erzielen.

BLOGISTIC.NET: Das setzt jedoch enormes Prozesswissen und ein Verständnis für die Bedürfnisse des Investors voraus…
Schwaiger: Richtig, Herr Schlobach. Erst durch ein umfassendes Prozesswissen der Anlagen und das Verständnis für den gesamten Antriebsstrang von der Steuerung bis hin zum Getriebe können alle Einsparungspotenziale voll ausgeschöpft werden. Energieeffiziente Antriebstechnik ist mehr als nur die Diskussion über Wirkungsgrade von Antrieben und deren Dimensionierung. Wichtig bei der Diskussion ist der gesamtheitliche Blick sowie eine offene und enge Zusammenarbeit mit dem Maschinenbauer und Investor.

BLOGISTIC.NET: Vielen Dank für das aufschlussreiche Gespräch!

lenze.com

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