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Energieeffizienz Durchflussmengen energieeffizienter regeln

| Autor/ Redakteur: Marco Bison / Stefanie Michel

Viele auf Hydraulik basierende Anwendungen arbeiten mit konstanter Drehzahl von Motor und Pumpe. Das ist in der Anschaffung günstig, benötigt aber viel Energie. Ein Servoantrieb wäre deutlich effizienter – und teurer. Mit einem drehzahlgeregelten Antrieb und einem „Power-on-Demand“-Konzept lässt sich der Energieverbrauch bei geringeren Kosten um die Hälfte reduzieren.

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Ein effizientes Hydrauliksystem benötigt nicht nur einen drehzahlgeregelten Antrieb, sondern auch ein entsprechendes Managementsystem, sodass sich der Endkunde unabhängig vom Standort einen aktuellen und detaillierten Überblick über alle Daten verschaffen kann.
Ein effizientes Hydrauliksystem benötigt nicht nur einen drehzahlgeregelten Antrieb, sondern auch ein entsprechendes Managementsystem, sodass sich der Endkunde unabhängig vom Standort einen aktuellen und detaillierten Überblick über alle Daten verschaffen kann.
(Bild: Eaton)

Energie effizient zu nutzen spart Unternehmen nicht nur Geld, sondern schont auch Ressourcen und wirkt dem Klimawandel entgegen. Ein wichtiger Ansatzpunkt bei der Steigerung der Energieeffizienz sind Pumpen – sie gehören zu den größten industriellen Stromverbrauchern. Bezogen auf den Lebenszyklus einer Pumpe betragen die Energiekosten durchschnittlich rund 45 % der Gesamtkosten.

Hier ruht also noch ein großes Energieeinsparungspotenzial, gerade für Pumpenanwendung sowie Kraftmaschinen basierend auf Hydrauliktechnologie. Allerdings arbeitet die überwiegende Mehrheit der heute im Einsatz befindlichen Applikationen mit einer konstanten Drehzahl von Motor und Pumpe. So erfordern zum Beispiel Hydraulikaggregate, die typischerweise aus kostengünstigen Asynchronmotoren, Motorstartern und Konstantpumpen aufgebaut sind, zwar nur geringe Investitionen. Doch dem steht ein relativ hoher Energieverbrauch gegenüber: Denn das gesamte Hydraulikaggregat wird auf den maximal benötigten Druck und Volumenstrom ausgelegt – und liefert diese Leistung auch, wenn sie gerade nicht benötigt wird. Zudem ist der Wärmeeintrag in die Hydraulikflüssigkeit durch die ständig laufende Pumpe hoch, sodass zusätzliche Kühlleistung erforderlich ist.

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Geringe Investitionen können höhere Gesamtkosten verursachen

Um die Energieeffizienz eines solchen Systems zu erhöhen, besteht der elementare Ansatz darin, die Hauptpumpe der Anlage nicht konstant zu betreiben, sondern mit variabler Drehzahl: So wird nur die Leistung zur Verfügung gestellt, die das System benötigt. Als High-End-Lösung kann dies mit einem Vier-Quadranten-Direktantrieb realisiert werden. Dabei regelt ein Servoantrieb die Drehzahl der Pumpe und damit den Druck beziehungsweise den Volumenstrom. Eine aktive Ölkühlung ist hier nur in geringem Maße erforderlich. In der Summe verbraucht ein derartiges Aggregat damit deutlich weniger Energie als ein System mit Konstantdruck.

Allerdings kann ein Direktantrieb immer nur einen Prozess versorgen. Soll Hydraulikleistung für mehrere verschiedene Prozesse zur Verfügung gestellt werden, erfordert dies eine entsprechende Anzahl von Aggregaten. So ist der Vier-Quadranten-Direktantrieb mit Servomotoren eine Lösung, die vom Investitionsbedarf her am oberen Ende der Skala anzusiedeln ist.

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