Ökodesign-Richtlinie Neue Effizienzregeln für Elektromotoren

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Höhere Ansprüche an Elektromotoren und Frequenzumrichter: Ab Juli treten in der EU mit der 2019/1781 neue Effizienzvorschriften in Kraft. Florian Breker, Produktmanager Mechatronics bei Lenze, erklärt, worauf es dabei ankommt.

Die Ökodesign-Verordnung gibt es ja schon, was ändert sich jetzt neu für Drehstrommotoren im Juli?

Florian Breker: Genau, die Ökodesign-Richtlinie ist für die Industrie nicht grundsätzlich neu. Allerdings verschärft die neue Verordnung 2019/1781 die Anforderungen zum 1. Juli 2021. Das betrifft fast alle Maschinenbauer, die Drehstrommotoren in ihren Maschinen einsetzen. Erstmalig müssen auch Drehstrommotoren mit einer Nennleistung ab 0,12 kW und unter 0,75 kW einen Mindestwirkungsgrad – und zwar IE2 – erfüllen. Ab 0,75 kW bleibt es dann bei der bereits bekannten Anforderung nach dem Wirkungsgrad IE3.

Welche Ausnahmen sind erlaubt?

Florian Breker: Erst einmal fallen einige wesentliche Ausnahmen weg: Ab Juli sind z.B. auch Bremsmotoren oder IE2-Drehstrommotoren am Frequenzumrichter betroffen. Das bedeutet, Maschinenbauer müssen einen größeren Teil der eingesetzten Drehstrommotoren an den Mindestwirkungsgraden ausrichten.

Neu ist, dass Drehstrommotoren von der Verordnung ausgenommen sind, die als Ersatzteil einen alten Drehstrommotor eins zu eins ersetzen. Ausgenommen sind ebenfalls Drehstrommotoren, die für den Antrieb von Elektroautos oder für spezifische Umgebungsbedingungen in großen Höhen oder für niedrigere Temperaturen entwickelt wurden.

Was muss der Anwender wissen?

Florian Breker: Der Endanwender, also der Maschinenbetreiber, muss nichts weiter tun. Anders sieht es beim Maschinenbauer aus. Er muss sicherstellen, ab Stichtag nur noch Maschinen mit konformen Drehstrommotoren auszuliefern. Dies setzt zuerst die Identifikation des Handlungsbedarfes voraus: Verbaue ich aktuell betroffene Drehstrommotoren in meinen Maschinen? Muss ich neben der neuen EU-Verordnung auch Anforderungen aus anderen Regionen, zum Beispiel Amerika oder Asien, berücksichtigen? Anschließend gilt es, gemeinsam mit dem Antriebshersteller die Umstellung auf effiziente Drehstrommotoren zu planen und umzusetzen. Hierbei müssen beispielsweise veränderte elektrische und mechanische Daten der effizienten Drehstrommotoren berücksichtigt werden.

Ökodesign-Richtlinie

„Eine unglaubliche Erleichterung“

Wie hat sich Lenze darauf vorbereitet?

Florian Breker: Wir nutzen unsere langjährige Erfahrung in der Umsetzung von Ökodesign-Anforderungen dafür, den Umstellungs- und Planungsaufwand beim Maschinenbauer ganzheitlich zu reduzieren. Dafür haben wir vier Handlungsfelder identifiziert:

Im ersten Schritt kombinieren wir eine persönliche Beratung mit einem einfach und flexibel nutzbaren Online-Angebot. So lässt sich einfach der tatsächliche Handlungsbedarf identifizieren. Zum Angebot gehören, neben dem Beratungsgespräch mit einem Lenze-Experten, eine Step-by-Step-Checkliste sowie Ländersteckbriefe für die wichtigsten Absatzmärkte.

In nächsten Schritt unterstützen wir unsere Kunden bei der Umstellung mit einem Tool, mit dem sich automatisiert effiziente Nachfolgeprodukte für die eingesetzten Antriebe finden lassen. Außerdem stellt die Software alle wichtigen technischen Daten und Dokumente zentral bereit. Das erspart die manuelle Suche.

Auf die Größe kommt es an: Wir haben unsere neuen effizienten Drehstrommotoren so entwickelt, dass sie sich möglichst reibungslos integrieren lassen. Bauen effizientere Drehstrommotoren normalerweise größer und länger, bietet Lenze platzsparendes Design ohne Baugrößensprünge und mit optimierter Länge. Zusätzliches Einsparpotenzial erreichen wir beispielsweise durch die Nutzung eines integrierten Gebers ohne zusätzliche Baulänge. Unsere Drehstrommotoren sind zudem Teil eines Antriebssystems aus hocheffizienten Getrieben, Drehstrommotoren und Frequenzumrichtern, das alle heute bekannten Energieeffizienz-Anforderungen erfüllt – und weltweit eingesetzt werden kann.

Die Königsdisziplin wäre dann noch, die notwendige Umstellung gleich für die Optimierung der Maschine zu nutzen. Wir bieten dafür eine ganzheitliche Analyse des Maschinenkonzeptes und -bedarfs an. Häufig ist nämlich die Antriebsgröße „historisch gewachsen“, mit einer bedarfsorientierten Neuauslegung lassen sich Kosten und Energieverbrauch wesentlich senken.

Welche Alternativen gibt es zu den betroffenen Asynchronmotoren?

Florian Breker: Lenze bietet mit der neuen Motorenplattform M550 IE2- und IE3-Motoren, die alle weltweit bekannten Energieeffizienz-Anforderungen erfüllen. Die M550-Reihe ist dank des kompakten Designs einfach integrierbar und auf die Verwendung mit hocheffizienten Getrieben und Frequenzumrichtern abgestimmt. Mit der Baureihe MF bieten wir zudem einen für den Umrichterbetrieb optimierten Drehstrommotor, der weltweit von keiner Energieeffizienz-Anforderung betroffen ist.

Worin steckt noch Potenzial für Energieeffizienz?

Florian Breker: Der Drehstrommotor trägt nur ungefähr zehn Prozent zum tatsächlichen Energiesparpotenzial einer Maschine bei. Allen Maschinenbauern sowie Endkunden, denen das Thema Energie- und Kostenoptimierung über die Einhaltung der neuen Verordnung hinaus wichtig ist, empfehlen wir einen holistischen Ansatz: also, effiziente Komponenten einsetzen, ja – aber daneben vor allem Energie möglichst intelligent einsetzen. Das heißt eine bedarfsorientierte Antriebsdimensionierung, die Nutzung von Frequenzumrichtern, die Optimierung des Bewegungsprofils und der Einsatz regenerativer Energie – so lässt sich der Energiebedarf um bis zu 30 Prozent senken.