Effizienz und Kosten in perfekter Balance

Der Vergleich eines herkömmlichen IE3-Asynchronmotors (0,75 kW, 83 % Motorwirkungsgrad, Kegelstirnradgetriebe) mit einem entsprechenden IE5+-Synchronmotor (0,75 kW, 93 % Motorwirkungsgrad, Kegelstirnradgetriebe) ergibt bei 16 Betriebsstunden pro Tag (4.000/a) und einem CO2-Emissionsfaktor von 366 g/kWh eine Energieersparnis von ca. 11 %. Das entspricht etwa 400 kWh und 0,15 t CO2/a. Das hat sich auch bei den in Bargteheide durchgeführten Messungen wieder gezeigt (Tabelle in Bild 5).

Leistungsaufnahme bei unterschiedlicher Belastung

Vergleicht man unter den skizzierten Versuchsbedingungen die durchschnittliche elektrische Leistung des IE3-Motors von 0,536 kW mit der des neuen integrierten Getriebemotors Duodrive (SK EVO 80 – 3AZ) von 0,442 kW, so ergibt sich eine Einsparung von 234 kWh Elektroenergie im Jahr. Das entspricht 17,5 % Ersparnis oder 117 kg CO2/a für nur eine Antriebseinheit. Legt man ein durchschnittliches Paketverteilzentrum mit rund 2 000 Antrieben zugrunde, ergibt sich daraus eine Reduzierung um 234 t CO2/a für eine Anlage, allein durch die Optimierung der Antriebstechnik.

Noch weitaus größere Optimierungspotenziale lassen sich durch ein abgestimmtes Gesamtsystem heben. So brachte die kombinierte Umrüstung von IE3-Motoren mit Standard-Förderbändern und Bandauflagen auf den IE5+-Motor von Nord Drivesystems im Zusammenspiel mit Blackmaxx-Bandauflagen und Ammdurance-Förderbändern von Ammega eine Gesamtersparnis von 36 %. Es lohnt sich also immer, alle Zulieferpartner in ein Optimierungs- und Neubauprojekt einzubinden.

Weitere Vorteile der IE5+-Motortechnologie

Neben Variantenreduzierung und höherer Energieeffizienz kommt beim Einsatz der IE5+-Technologie auch zum Tragen, dass diese Motoren klein, kompakt, steckbar und per Plug-and-play konfigurierbar sind. Die Leistungsstufen bis einschließlich 2,2 kW finden einheitlich im gleichen Motorgehäuse der IEC-Baugröße 71 Platz. Der IE5+-Motor von Nord Drivesystems ist dank der kompatiblen Getriebeschnittstellen immer kleiner als die vergleichbare IE3-Version. Systemintegratoren können daher standardmäßig mit IE3-Motoren planen und bei Bedarf IE5+-Motoren ohne jede Umplanung als Update in der gleichen Installation einsetzen.

Betrachtet man die sechs Leistungsstufen von 0,5 kW bis 3,7 kW (Abstufung: 0,5/1,0/1,5/2,2/3,0/3,7), so können diese beim IE50722388+ Motor nur mit den Baugrößen 71 und 90 realisiert werden, während bei IE3-Motoren mit den Baugrößen 80 bis 112 gearbeitet werden muss. Die Einsparungen bei Volumen und Gewicht liegen je nach Variante in Größenordnungen zwischen 30 % und 60 % (Tabelle in Bild 6).

Der nächste Schritt: Aus zwei wird eins

Je weniger Schnittstellen, desto höher der Systemwirkungsgrad. Mit dem Duodrive hat Nord Drivesystems deshalb jetzt einen revolutionären Getriebemotor im hygienischen Washdown-Design vorgestellt, bei dem der IE5+-Synchronmotor in einem Gehäuse zusammen mit einem einstufigen Stirnradgetriebe untergebracht ist. Das besonders kompakte Duodrive-Konzept erzielt als System deshalb eine nochmals deutlich höhere Energieeffizienz als die bereits beschriebenen Antriebssysteme mit IE5+-Synchronmotor und Kegelradgetriebe.

Fazit

Das Erreichen des gesetzten Ziels, durch den Einsatz eines neuen IE5+ Synchronmotors anstelle eines IE3-Asynchronmotors eine deutlich höhere Energieeinsparung zu erreichen, wird durch die Messergebnisse unterstrichen. Der neue IE5+-Synchronmotor zeichnet sich durch einen sehr hohen Wirkungsgrad aus. Es ist zu erkennen, dass der IE5+-Synchronmotor im Vergleich zum IE3-Asynchronmotor durchweg höhere Energieeinsparungen erzielt. Mit der Wahl des patentierten Duodrive-Getriebemotors von Nord Drivesystems können durch den höheren Systemwirkungsgrad weitere Effizienzgewinne und Synergieeffekte realisiert werden. Zusätzlich kann die Einsparung durch Optimierung weiterer Antriebskomponenten, beispielsweise der Förderbänder und der Bandauflagen, weiter signifikant erhöht werden.

Literatur

1. Getriebebau Nord GmbH & Co. KG, Bargteheide: www.nord.com
2. Ammega/Ammeral Beltech, Geesthacht: www.ammega.com