Fördertechnik

Effizient fördern

Die Fördertechnik bietet viele Chancen für effiziente Maßnahmen zur Energie- und Kosteneinsparung. Besonders bei den elektromotorischen Antrieben lässt sich der Stromverbrauch mit entsprechenden Energieeffizienzmaßnahmen deutlich verringern.

Beinahe alle fördertechnischen Systeme benötigen elektrischen Strom für den Betrieb. Besonders bei den elektromotorischen Antrieben lässt sich der Stromverbrauch mit entsprechenden Energieeffizienzmaßnahmen deutlich verringern.

Der Ratgeber "Fördertechnik für Industrie und Gewerbe" gibt Hilfestellungen zur Steigerung der Energieeffizienz von fördertechnischen Anlagen.

Anwendungsbereiche

Fördertechnische Anlagen werden in allen Bereichen von Produktion, Montage- und Handhabungstechnik,Sortier- und Verteilsystemen, Verpackungstechnik, Transport-, Lager- und Umschlagprozessen sowie sonstigen Bereichen der Logistik als wesentlicher Teil industrieller Produktionsabläufe sowie in Lager-, Kommissionier- und Materialflusssystemen eingesetzt.

Entsprechend der Beschaffenheit des Fördergutes und Anforderungen an das Fortbewegen der Güter kommt eine Vielzahl unterschiedlicher Fördersysteme zum Einsatz.

Antriebssteuerung, Automatisierung, Elektroinstallation

Bei Förderaufgaben im Betrieb müssen meist Stoffmengen von Schüttgütern oder Stückgütern variiert werden. Werden dabei konventionelle Stellmethoden realisiert, kann das zu hohen Energieverlusten führen. Bei geregelten Antrieben kann die Drehzahl entsprechend der Antriebsaufgabe variiert werden. Ein Betrieb mit variabler Drehzahl erfordert einen gesteuerten Antrieb mit Hilfe eines Stellgliedes, z. B. einem drehzahlvariablen Getriebe oder Umrichter zur Einstellung der Motorfrequenz und Steuerung.

Das Antriebssystem erfordert neben dem Elektromotor meist ein Getriebe, weitere mechanische und elektrische Komponenten sowie den Steuer- und Leistungsteil. Zu den elektrischen und elektromechanischen Komponenten zählen Steuer-, Regelungs- und Schutzfunktionen, Kommunikationsschnittstellen, Drehgeber und Sensoren.

Elektromotoren und Antriebe

Der elektrische Wirkungsgrad eines Antriebs wird durch Energieverluste an verschiedenen Stellen bestimmt. So führt zum Beispiel der Widerstand in den Kupferdrähten zu einer Erwärmung der Motorwicklung. Darüber hinaus entscheiden Art, Nennleistung und Belastung der Motoren über die Verluste von Elektromotoren im Dauerbetrieb.

Mit steigender Nennleistung nehmen die relativen Verluste ab: Große Motoren haben wesentlich bessere Wirkungsgrade als kleine. Die Streuung der Wirkungsgrade von verschiedenen Motoren einer Leistungsklasse nimmt ebenfalls mit wachsender Leistung ab. Da die meisten Motoren aber viele Stunden am Stück laufen, ist jeder Prozentpunkt Wirkungsgrad bares Geld wert.

Der Ratgeber Elektrische Motoren in Industrie und Gewerbe: Motorenarten gibt eine Übersicht über die wichtigsten Motorenarten und deren Antriebe.

Planung, Auswahl und Bau

Die Auswahl des Motoren-, Antriebs- und Stromrichtertyps muss auf der Grundlage einer genauen Untersuchung der Anforderungen seitens des zu fördernden Materials getroffen werden.

Drehzahlregelungen können bei bestimmten fördertechnischen Anwendungen im Vergleich zu Antrieben mit konstanter Drehzahl bis zu 50 Prozent Energie sparen.

Darüber hinaus ergeben sich weitere Vorteile in Form von indirekten Einsparungen, die teilweise die bereits genannten direkten Einsparungen übertreffen.

In integrierten produktions- und fördertechnischen Prozessen kann der Gesamtenergieverbrauch der Anlage durch Beschleunigung oder Optimierung
der technischen Prozesse erheblich gesenkt werden.

Optimierung und Modernisierung von fördertechnischen Anlagen

Die Modernisierung von fördertechnischen Komponenten verlängert die Lebensdauer der Förderanlagen. Ein Austausch von Komponenten ist wirtschaftlich sinnvoll, da die durchschnittliche Lebensdauer zwischen den Funktionseinheiten Steuerung, Antrieb und mechanischen Baugruppen stark differieren kann.

Die Betriebsoptimierung mit Maßnahmen zur Effizienzverbesserung und Energieeinsparung erfordert eine langfristige strategische Planung sowie ein übergreifendes Management. Für die laufenden Instandhaltungsmaßnahmen und anstehenden Reparaturen sowie Erneuerungen sollten energierelevante Aspekte berpücksichtigt werden.

Lebenszykluskosten

Bei der Beschaffung von Elektromotoren und kompletten elektrischen Antrieben mit Getriebe, Umrichtern und Automatisierungskomponenten wird meist nur an den Einkaufspreis der einzelnen Teile gedacht. Tatsächlich ist dieser Preis aber nur ein kleiner Teil – fast vernachlässigbar gegenüber den gesamten Kosten, die Förderanlagen über ihre Lebensdauer verursachen.

Die Lebenserwartung elektrischer Maschinen beträgt in der Praxis zwischen 12 (bei kleineren Leistungen) und 20 Jahren (bei größeren Leistungen). Die entscheidenden Weichen dafür, welche Folgekosten später noch hinzukommen, werden aber bereits beim Einkauf gestellt. Dieser Umstand trifft zwar im Prinzip auf alle Maschinen und Anlagen zu - in der Fördertechnik sind jedoch die Folgekosten im Vergleich zum Einkaufspreis überdurchschnittlich hoch.

Zuverlässigkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit im Betrieb

Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Förder- und Produktionsanlagen werden bei steigendem Wettbewerbsdruck und knappen Lieferterminen zu einem wirtschaftlichen Schlüsselfaktor. Bei Funktionsstörungen oder Ausfall von Komponenten in Förderanlagen entstehen Kosten für die Instandsetzung und mögliche Folgeschäden z. B. durch Produktionsausfälle. Technische Störungen können zu Unfällen mit Personenschäden führen.

In der Fördertechnik ist kaum Redundanz hinsichtlich der elektrischen Antriebe vorzufinden. Mit besonderen Methoden der Überwachung, Instandhaltung und Maßnahmen zur Schwachstellenbeseitigung kann jedoch der Betrieb und die Verfügbarkeit von Förderanlagen gesichert werden.

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