Image
Einsparpotenzial Antriebslösung – Energieverbrauch optimieren und Varianten reduzieren – Konstruktion & Entwicklung sprach dazu mit Jörg Niermann, Marketingleiter bei Nord Drivesystems und präsentiert einen vielversprechenden Lösungsansatz.
Foto: Nord Drivesystems
Einsparpotenzial Antriebslösung – Energieverbrauch optimieren und Varianten reduzieren – KONSTRUKTION & ENTWICKLUNG sprach dazu mit Jörg Niermann, Marketingleiter bei Nord Drivesystems und präsentiert einen vielversprechenden Lösungsansatz.

Interviews

Energieverbrauch optimieren und Varianten reduzieren

Die Intralogistik boomt und bietet Einsparpotenzial –  betrachtet man neben den sichtbaren Kostenaspekten auch ökologische Fragen,  kommt man ziemlich schnell zu zwei Zielen, die es zu erreichen gilt: Energieverbrauch optimieren und Varianten reduzieren. 

Logistische Material- und Warenflüsse innerhalb eines Betriebsgeländes sind längst auf Grund Ihres Einsparpotenzials nicht nur für Online-Großhändler interessant – KONSTRUKTION & ENTWICKLUNG sprach dazu mit Jörg Niermann, Marketingleiter bei Nord Drivesystems und präsentiert einen vielversprechenden Lösungsansatz.

Herr Niermann, Getriebemotoren, als Herzstück der Antriebssysteme für Intralogistikanlagen, haben für sich genommen keinen besonders hohen Energieverbrauch und die sichtbaren Kosten, also die Investitionskosten für ein Antriebssystem, machen nur ganze 15 Prozent der Lebenszykluskosten aus – das klingt zunächst überschaubar. 85 Prozent der Kosten ergeben sich allerdings aus dem späteren Betrieb. Eigentlich logisch, dass Nord Drivesystems hier ansetzt, oder?

Jörg Niermann: Absolut richtig. Der überwiegende Teil der Kosten eines Antriebssystems steckt in den sogenannten unsichtbaren Kosten. Dazu gehören beispielsweise Energiekosten, administrative Kosten, Service- und Wartungskosten, Schulungen und Dokumentation, Personalkosten, Ersatzteilbevorratung sowie Ausfälle und Stillstände, aber auch Kosten für Recycling und Entsorgung. Da diese 85 Prozent der Gesamtlebenskosten von Getriebemotoren ausmachen, lohnt es sich, bei der Anschaffung nicht allein auf die Investitionskosten zu schauen, sondern auch die Folgekosten im Blick zu haben und Aspekte wie Energieeffizienz, Betriebssicherheit, Wartungsaufwand und Variantenreduzierung zu berücksichtigen. Langfristig zahlt sich das aus

Die neue IE5+ Motorengeneration wurde mit besonderem Schwerpunkt auf den Einsatz in der Intralogistikbranche konzipiert und bringt, im Vergleich zu einem IE3-Asynchromotor, eine Energieersparnis pro Jahr von rund 400 Kilowattstunden und 0,15 Tonnen CO2. Wodurch punktet der IE5+ noch?

Jörg Niermann: Hauptmerkmal unserer IE5+ Motorengeneration ist natürlich die außergewöhnlich hohe Energieeffizienz. Der Permanentmagnet-Synchronmotor erreicht seinen hohen Wirkungsgrad, der teilweise deutlich oberhalb der Effizienzklasse IE5 liegt, über einen breiten Drehmomentbereich und ist damit optimal für den wirtschaftlichen Betrieb im Teillastbereich geeignet. Das enorme Einsparpotenzial zeigt sich deutlich im direkten Vergleich zwischen einem herkömmlichen IE3-Asynchronmotor (0,75 Kilowatt, 83 Prozent Motorwirkungsgrad, Kegelstirnradgetriebe) und einem entsprechenden IE5+ Synchronmotor (0,75 Kilowatt, 93 Prozent Motorwirkungsgrad, Kegelstirnradgetriebe). Bei 16 Betriebsstunden pro Tag (4.000 pro Jahr) und einem CO2-Emissionsfaktor von 366 g/kWh ergibt sich eine Energieersparnis von zirka 11 Prozent. Das entspricht etwa 400 Kilowattstunden und 0,15 Tonnen CO2 pro Jahr. Durch die optimierte Leistungsdichte lässt sich mit dem kompakten IE5+ Motor gegenüber herkömmlichen Asynchronmotoren zudem eine Platzersparnis von bis zu 40 Prozent erzielen. Auf gleichem Bauraum kann also ein leistungsstärkerer Motor mit höherer Energieeffizienz eingebaut werden. So ist ein IE5+ Synchronmotor, der ein Drehmoment von bis zu 4,8 Newtonmeter liefert, beispielsweise genauso groß wie ein bisheriger IE1-Motor mit 1,24 Newtonmeter. Durch effizienten Materialeinsatz sowie kompakten Bauraum erzielt die neue Motorengeneration außerdem einen Gewichtsvorteil von über 50 Prozent im Vergleich zu IE3-Asynchronmotoren im gleichen Leistungsbereich. Die Plug-and-Play-Technik ermöglicht darüber hinaus eine schnelle Inbetriebnahme und in der unbelüfteten Version mit glatten Oberflächen gewährleistet das hygienefreundliche Design eine hohe Korrosionsbeständigkeit und leichte Reinigung.

Einsparpotenzial: Energieverbrauch optimieren und Varianten reduzieren

Seine Kostentreiber kennen und entsprechend handeln bedeutet, erst richtig dimensionieren und dann installieren. Wie unterscheidet man bei Nord Drivesystems zwischen Neu- und Bestandsanlagen und welche Möglichkeiten für Ihre Kunden gibt es?

Jörg Niermann: Durch den Einsatz von hocheffizienten Getriebemotoren (Kegelrad, Stirnrad und Duo Drive) in Kombination mit unseren IE5+ Motoren können wir den Kostentreiber des Energieverbrauchs stark beeinflussen. Wir bei Nord Drivesystems unterscheiden nicht zwischen Neu- und Bestandsanlagen. Unabhängig von der Ausgangssituation unterstützen wir den Kunden mit umfassenden Analyse- und Beratungsleistungen und zeigen ihm durch eine gezielte Auslegung und Betrachtung der Gesamtanlage seine Einsparpotenziale auf. Nur eine intensive Auseinandersetzung mit dem Projekt und seinen Anforderungen sowie eine sorgfältige Abwägung aller Wirtschaftlichkeitsaspekte führt bei der Antriebsauslegung zum besten Ergebnis für den Betreiber. Energieeffizienz und Variantenreduzierung lassen sich so perfekt miteinander verbinden. Gerade beim Thema Variantenvielfalt bieten wir durch die universelle Einbauform des Duo Drive beste Möglichkeiten, die Lagerhaltung zu reduzieren.

Kommen wir einmal zum Systemwirkungsgrad, Herr Niermann. Allgemein gilt ja, je weniger Schnittstellen, desto höher wird der Systemwirkungsgrad – mit dem Duo Drive macht Nord Drivesystems jetzt aus zwei eins. Können Sie uns das Duo Drive-Konzept einmal kurz erläutern…

Jörg Niermann: Bei der Entwicklung des Duo Drive, das inzwischen patentiert ist, sind wir einen komplett neuen Weg gegangen und haben unseren hocheffizienten IE5+ Synchronmotor in ein einstufiges Stirnradgetriebe integriert. Die Integration beider Technologien in ein Gehäuse bietet im Vergleich zur Kombination einzelner Antriebskomponenten zahlreiche Vorteile, vor allem in puncto Leistungsdichte, Effizienz, Variantenreduktion, Bauraum und Servicefreundlichkeit. Mit bis zu 92 Prozent Systemwirkungsgrad bietet das Duo Drive einen der höchsten Wirkungsgrade in dieser Leistungsklasse am Markt und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Optimierung der Ökobilanz sowie den effizienten Einsatz von Ressourcen. Der große Verstellbereich und die globale Zertifizierung des Antriebssystems zusammen mit einer universellen Einbaulage machen das Duo Drive außerdem zur idealen Lösung zur Optimierung der Antriebsvarianz. Durch die Integration fallen zudem viele Verschleißteile weg. Das senkt den Wartungsaufwand auf ein Minimum. Hinzu kommt, dass die Konstruktion sehr kompakt ist. Dadurch sparen wir Bauraum und bieten der Intralogistikbranche ein schmales Gassenmaß.

…und auf die Nord-Variantenreduzierung eingehen.

Jörg Niermann: Durch eine gezielte Variantenreduzierung lassen sich administrative Aufwände minimieren und Logistik-, Lager- sowie Serviceprozesse schlanker gestalten. Eine Variantenreduzierung hat das Ziel, die erforderlichen Drehmomente und Drehzahlen in einer Anlage mit so wenig verschiedenen Antriebsvarianten wie wirtschaftlich sinnvoll abzudecken. Varianten können reduziert werden, indem für einen bestimmten Last- und Drehzahlbereich nur noch eine Getriebemotor- und Frequenzumrichter-Baugröße eingesetzt wird. Für kleinere Leistungsanforderungen oder andere Drehzahlbereiche kann diese Antriebseinheit dann, gesteuert durch den Frequenzumrichter, alle erforderlichen Betriebspunkte abdecken. Die große Kunst besteht dabei darin, Energieeffizienz und Variantenreduzierung in Einklang zu bringen, denn zwischen beiden Ansätzen besteht ein Zielkonflikt. Dank seiner hohen Systemeffizienz auch im Teillastbetrieb, seiner weltweiten Einsatzbarkeit sowie seiner flexiblen Einbaumöglichkeiten ermöglicht das Duo Drive eine konsequente Variantenreduzierung bei gleichzeitig effizientem Betrieb und kompakter Bauweise.

Die erste verfügbare DuoDrive-Baugröße deckt Getriebeübersetzungen von i=3,24 bis i=16,2 ab und ist für den Drehmomentbereich bis 80 Newtonmeter und Drehzahlen bis 1.000 min-1 ausgelegt. Befindet sich diese bereits im Einsatz…

Jörg Niermann: Ja, das Duo Drive ist bereits seit einiger Zeit freigegeben und wird insbesondere in Intralogistikanwendungen nachgefragt.

…und welche Baugrößen und mögliche Einsatzorte sind geplant?

Jörg Niermann: Bei einer Baugröße bleibt es natürlich nicht, sondern wir bauen das Duo Drive sukzessive zu einer kompletten Baureihe aus. Die nächste Baugröße ist für Sommer 2022 geplant und wird einen Drehmomentbereich bis 250 Newtonmeter abdecken. Zielbranchen sind nach wie vor die Intralogistik sowie die Lebensmittel- und Pharmaindustrie.

Abschließende Frage, Herr Niermann – sind mit dem IE5+ und dem Duo Drive dann alle Einsparpotenziale erschöpft oder plant man bei Nord Drivesystems schon das Nächste?

Jörg Niermann: Stillstand kann es bei einem Antriebshersteller naturgemäß nicht geben. Zusammen mit unseren Kunden arbeiten wir kontinuierlich an stetiger Verbesserung. Bei der Bewältigung der anstehenden Herausforderungen wie Automatisierung, Digitalisierung, Nachhaltigkeit und Klimaschutz kommt den Antriebssystemen eine entscheidende Bedeutung zu, denn sie sind die Grundelemente der Fabrik- und Anlagenvernetzung und bilden damit die Basis für zukunftsfähige Konzepte. Die Entwicklung langlebiger und nachhaltiger Produkte mit maximalem Kundennutzen steht daher auch weiterhin im Fokus. Lassen Sie sich überraschen!

Ein elektromechanischer Antrieb zum Heben und Senken

Ganz spezielle Anforderungen erfüllt: Wie Nord Drivesystems eine Klappbrücke mit einem elektromechanischen Antrieb zum Heben und Senken ausgestattet hat.
Artikel lesen