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Newsletter zu Themen der Antriebstechnik im Maschinenbau

Nachhaltigkeit im Maschinenbau

Von der Antriebsauslegung bis zur Komponentenwahl

Dieser Artikel soll einige grundsätzliche Betrachtungsweisen hinsichtlich der Möglichkeiten für mehr Nachhaltigkeit im Maschinenbau aufzeigen. In weiteren Beiträgen wollen wir zu einem späteren Zeitpunkt vertieft auf die einzelnen Themenpunkte eingehen.

Endkundenvorgaben oder Lieferantenlisten können auf den ersten Blick kommerziell oder technisch sinnvoll sein. Jedoch beschränkt dies gleichzeitig auch immer den Blick auf bereits bekanntes. Alternative Lösungen, welche unter Umständen nachhaltiger oder effizienter wären, werden dadurch nicht berücksichtig. Als Ergebnis resultieren Kompromisse in Baugrösse, Effizienz, Nachhaltigkeit und Kosten.

Ein Vorteil von PM-Synchronmotoren neben dem höheren Wirkungsgrad ist das geringe Trägheitsmoment, welches sich positiv auf den Energieverbrauch, speziell bei taktenden Antrieben, auswirkt. Da in diesen Motoren meistens Dauermagnete aus seltenen Erden zu Anwendung kommen, ist der Anteil an grauer Energie bei diesen Motoren nicht unerheblich und sollte in Nachhaltigkeits-betrachtungen mitberücksichtig werden.

Ein DC-Zwischenkreisverbund von Antriebsreglern ermöglicht den wechselseitigen Energieaustausch zwischen Achsen welche generatorisch wirken und Achsen, welche Energie beziehen. Dies reduziert den Energiebezug und kann dazu beitragen, dass Kosten für Komponenten wie Netztrennschalter, Filter, etc. geringer ausfallen.

Kondensator-Speichermodule oder Super-Caps werden an den DC-Zwischenkreis von Umrichtern angeschlossen und nehmen kinetische Energie auf, die ein Motor im generatorischen Betrieb erzeugt. Solche Speichermodule speisen die gespeicherte Energie wieder in den Zwischenkreis zurück, sobald Energie durch den Antriebsstrang benötigt wird.

Mit Ein- und Rückspeisesystemen sind energetisch optimierte Lösungen verfügbar, die für den Energieausgleich innerhalb eines Systems oder die direkte Rückspeisung überschüssiger Leistung ins Versorgungsnetz möglich machen. Bei grösseren Antrieben kann dies, anstelle von Speichermodulen, eine kosten- und energieeffiziente Lösung darstellen.