Energiepass für Antriebslösung: Optimierte Energieeffizienz bei der Antriebsauslegung

Der Stellenwert der Energieeffizienz ist in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen. Zum einen ist mittlerweile das Anliegen unumstritten, CO2-Emissionen so weit zu reduzieren, dass die negativen globalen Auswirkungen auf das Klima auf einem beherrschbaren Niveau bleiben. Zum anderen zwingt die Erwartung langfristig steigender Energiekosten dazu, gleiche Produktionsleistungen mit niedrigerem Energieverbrauch zu erzielen, um damit die Betriebskosten zu begrenzen. Es sind deshalb auch betriebswirtschaftliche Erwägungen, aus denen heraus die Energieeffizienz von Maschinen und Anlagen zunehmend in den Fokus rückt: \“Es ist höchste Zeit, bei Investitionsentscheidungen die Total Costs of Ownership (TCO) stärker zu berücksichtigen\“, erklärt Volker Bocks­kopf, Umweltmanager bei Lenze. Da die reinen Anschaffungskosten dem VDMA zufolge lediglich einen untergeordneten Anteil der Total Cost of Ownership (TCO) ausmachen, geht es hier vor allem um die Betriebskosten und ihr Verhältnis zum Anschaffungspreis. \“Da Energie einer der größten Posten bei den Betriebskosten ist, sollten vor allem Antriebssysteme auf Effizienz und Energieverbrauch durchleuchtet werden\“, ist Bockskopf überzeugt. Energieeffizienz schon bei der Planung berücksichtigen Um die Energieeffizienz von Antriebssystemen zu erhöhen, verfolgt Lenze drei Ansätze: – Elektrische Energie intelligent einsetzen: so wenig wie nötig – Energie mit hohem Wirkungsgrad wandeln – Rückgespeiste Bremsenergie nutzen Mit dem Lenze-Auslegungswerkzeug Drive Solution Designer (DSD) können diese drei Punkte schon während der Planung einer Maschine und ihrer Antriebslösung berücksichtigt werden. Mit dem DSD lässt sich die Antriebsauslegung schnell und präzise durchführen. Eingegeben werden die mechanischen Größen (Massen, Reibung) und der individuelle Geschwindigkeitsverlauf. Die mechanische und elektrische Antriebsstruktur lässt sich individuell an die Erfordernisse der Maschine anpassen. Mithilfe einer im Hintergrund liegenden Produktdatenbank kann die physikalische Antriebsauslegung auch auf das Produktspektrum abgebildet werden, um dann geeignete, miteinander kombinierbare Produkte auszuwählen. Vor allem aber bezieht die Software Lenzes umfangreiches praktisches Erfahrungswissen über die Anwendungen und die elektromechanischen Antriebskomponenten mit ein. Dieses kann interaktiv im Dialog mit dem Anwender genutzt werden. Die auf dieser Grundlage erstellten Antriebslösungen erfüllen sowohl die physikalischen Anforderungen als auch die aus Fertigungs- und Vertriebssicht realisierbaren Möglichkeiten, also das im Warenwirtschaftssystem definierte Produktprogramm. Das Ergebnis lässt sich anhand eines aussagekräftigen technischen Protokolls und eines Übersichtsprotokolls leicht nachvollziehen. Um die optimale Lösung zu erreichen, beinhaltet die Antriebsauslegung oft mehrere Schleifen. Da es meistens mehrere Lösungsmöglichkeiten für eine Anwendung gibt, empfiehlt es sich, Alternativen zu bilden, die unterschiedliche Lösungskonzepte, Antriebstechnologien und Produkte beinhalten. Die Lösungen mit ihren technischen Vor- und Nachteilen können miteinander verglichen werden, um daraus die technisch wie wirtschaftlich optimale Lösung auszuwählen. Betriebskosten sparen durch Effizienzanalyse Eine Besonderheit des Drive Solution Designer ist der Energiepass für Antriebslösungen: Er liefert dem Anwender detaillierte Informationen zum Energiebedarf der Anwendung, den verschiedenen Antriebskomponenten und vor allem dem gesamten Antriebssystem. Die zu erwartenden Energiekosten werden transparent und übersichtlich dargestellt. Zusätzlich wird die rückspeisbare Energie berechnet, die über den DC-Bus ausgetauscht oder über ein Rückspeisemodul in das Versorgungsnetz zurückgeführt werden könnte. Die Berechnungen der Energieeffizienz stehen dem Anwender am Ende eines jeden Auslegungsgangs zur Verfügung: Verbesserungspotenziale lassen sich so schnell erkennen. Im Handumdrehen können daraufhin Optimierungen an Mechanik, Kinematik und Antriebskomponenten vorgenommen werden. Mit dem Drive-Solution-Designer-Projektvergleich können die verschiedenen möglichen Antriebslösungen hinsichtlich ihres Energiebedarfs verglichen werden. Den so errechneten Energiebedarf kann der Maschinenbauer an seinen Kunden weiterleiten. Wird dies für eine gesamte Produktionsanlage durchgeführt, kann der Endkunde den Energieanteil im Betrieb ermitteln und damit zugleich Potenziale für Kosteneinsparungen aufzeigen. Zudem lässt sich die CO2-Reduktion ermitteln, was z.B. für Endkunden der Automotive-Branche oder am internationalen Emissionshandel beteiligte Betriebe besonders wichtig ist. Mit dem Energiepass \’Antriebslösung\‘ von Lenze können Kosten- und Energieeinsparpotenziale bereits bei der Planung einer Maschine erkannt und ausgeschöpft werden. Zusätzlich kann ein nachhaltiger Beitrag zum Umweltmanagement und zur CO2-Reduktion aufgebaut werden.