Energie-Effizienz im Blick von Sizer Software: Automatisierte Berechnung von Antriebsalternativen mit günstigster Energiebilanz

Energiemanagement gewinnt in der Industrie zunehmend an Bedeutung wegen steigender Energiekosten, strengerer Umweltauflagen oder einer angestrebten Zertifizierung nach der internationalen Norm zur Energieeffizienz EN16001. Vor allem trägt Energieeffizienz in der Produktion entscheidend zur Kostenreduktion von Anlagen bei und verbessert so die Wettbewerbsfähigkeit. Der typische Stromverbrauch von gängigen Produktions- oder Werkzeugmaschinen beträgt pro Jahr rund 50.000 kWh. Das entspricht Kosten von rund 5.000 Euro pro Jahr und pro Maschine. Mehr als 50 Prozent der Grundlast einer Maschine werden durch Aggregate wie Kühl- und Schmiermittelpumpen, Zufuhr- und Fördereinheiten sowie Druck- oder Sperrluft verbraucht. Es lohnt sich also, eine energetische Betrachtung der beteiligten Antriebe und einen Vergleich durchzuführen, ob mit einer veränderten Antriebskonstellation nicht signifikante Einsparungen im Energieverbrauch zu erzielen sind.

Die neue Version 3.4 der Projektierungssoftware Sizer von Siemens bietet neben einer lastabhängigen Energieverbrauchsberechnung eine Antriebskonvertierung für die automatische Generierung von energetisch günstigen Antriebsvarianten.
Die Energiebetrachtung berücksichtigt die Komponenten Motor, Leistungsteile wie Umrichter und Netzdrossel, Eingangsdrossel, Ausgangsdrossel sowie aktive Schnittstellen-Module. Für den Energiebedarf der Mechanik wird die benötigte Leistung am Getriebe herangezogen.

Reibung und Wirkungsgrade der Mechanik sind hierin einbezogen. Bei den Motoren werden lastabhängige Anteile wie Kupfer- und Eisenverluste, Verluste durch Reibung sowie Oberschwingungsverluste berücksichtigt. Bei den Leistungskomponenten werden stromabhängige Verlustanteile wie Leit- und Schaltverluste betrachtet. Aber auch ein leistungsabhängiger Verlust ausgehend von der Ausgangswirkleistung kommt zum Tragen und belastungsunabhängige Konstantverluste werden einkalkuliert. Die Gesamtbilanz in einem beliebigen Betriebspunkt ergibt sich aus der Summe der Einzelverlustleistungen in dem betreffenden Betriebspunkt.
Mit der Sizer-Funktion Antriebskonvertierung können aus einem bisher projektierten Antriebssystem alternative Antriebssysteme mit einer günstigeren Energiebilanz erzeugt werden. Auf dieser Basis kann dann die Entscheidung zum wirtschaftlichsten System getroffen werden. Neben Sinamics können mit Sizer auch Antriebsanwendungen von Micromaster, Dynavert T und Motorstartern sowie von den Steuerungen Sinumerik, Simotion projektiert werden.

Quelle: Siemens AG Österreich