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Ökodesign-Richtlinie für Motoren

„Für die technische Entwicklung gibt es keine Grenzen“

| Autor/ Redakteur: Das Interview führte Hans-Jürgen Bittermann* / Wolfgang Ernhofer

Im Zusammenhang mit der Ökodesign-Richtlinie für Motoren gibt es Fragen, die von den Herstellern eher zurückhaltend beantwortet werden–Verbände wie der VDMA sind dann der bessere Ansprechpartner, sind sie doch unabhängig von einzelnen Herstellerinteressen. Gesagt, getan: Eva Robens, Fachreferentin und Ansprechpartnerin für elektrische Antriebstechnik im VDMA Fachverband Antriebstechnik, im Exklusivinterview über adipöse Motoren und Grenzen der Wirtschaftlichkeit.

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Eva Robens ist Fachreferentin und Ansprechpartnerin für elektrische Antriebstechnik im VDMA Fachverband Antriebstechnik.
Eva Robens ist Fachreferentin und Ansprechpartnerin für elektrische Antriebstechnik im VDMA Fachverband Antriebstechnik.
( Bild: VDMA )

? Frau Robens, seit dem 1. Januar 2015 sind in der EU laut Ökodesign-Richtlinie im Leistungsbereich zwischen 7,5 und 375 kW nur mehr IE2-Motoren mit einem Frequenzumformer oder IE3-Motoren zulässig. Wann ist welche Lösung zu empfehlen?

Robens: Die Verordnung (EG) 640/2009 legt die Zeitschiene der umzusetzenden Mindestwirkungsgrade für Elektromotoren fest und bietet bei drehzahlgeregelten Antrieben die Alternative, weiterhin Motoren der IE2-Wirkungsgradklasse einzusetzen. Mit dieser Alternative wird nicht versucht, den Einsatz von Elektromotoren der Wirkungsgradklasse IE3 zu umgehen. Der Grundgedanke der Ökodesign-Richtlinie ist die Energieeinsparung und damit verbunden die Reduktion der CO2-Emissionen. Sowohl IE2- als auch IE3-Motoren sind für den Dauerbetrieb und für den 100 %-Lastpunkt und den 100 %-Drehzahlpunkt bemessen. Vielmehr weist die Verordnung darauf hin, dass auch mit einem Elektromotor der Wirkungsgradklasse IE2 beim Betrieb mit einem Frequenzumrichter bei Drehzahl- und Lastenänderung eine zur IE3-Wirkungsgradstufe vergleichbare Energieeinsparung erzielt werden kann. Über den Einsatz von IE2- bzw. IE3-Motoren bei Anwendungen mit Drehzahländerung wird zum einen über die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und zum anderen über die Bauraumanforderung entschieden. Ein Motor der Wirkungsgradklasse IE3 mit erhöhtem Materialeinsatz als ein IE2-Motor kann zu größeren Abmessungen und zu höheren Investitionskosten führen. Mit einem drehzahlgeregelten IE3-Motor kann man je nach Anwendung eine höhere Energieeinsparung als mit einem IE2-Motor erzielen und auf diese Weise in relativ kurzer Zeit die höheren Investitionskosten über die Betriebsdauer amortisieren. Natürlich gibt es auch zahlreiche Anwendungen, die aufgrund von Prozessanforderungen einen drehzahlveränderbaren Antrieb benötigen.

? Sie erwähnen bereits, dass ein höherer Wirkungsgrad mehr Material erfordert, was unter Umständen die Dimensionen des Motors verändert. Eine Journalist schrieb dazu die schöne Headline ‚Energieeffizienz macht dick‘. Wie gehen die Motorhersteller bzw. deren Kunden damit um?

Robens: Im weitesten Sinn stimmt diese Aussage, denn weniger Verluste bedeuten auch mehr Materialeinsatz. Anlagenbauer müssen unter Umständen die Konstruktion ihrer Maschinen umgestalten, um die energieeffizienteren und manchmal größeren Motoren einbauen zu können. Allerdings gibt es auch Entwicklungen bei den Elektromotorherstellern, durch den Einsatz von höherwertigeren Elektroblechen, durch den Eingriff in den magnetischen Kreis und durch die Optimierung des Belüftungssystems bei gleichbleibender Motorbaugröße höhere Wirkungsgradstufen zu erreichen. Von der Induktionsmaschine abweichende Motortechnologien führen sogar zur Verkleinerung der Motorbaugrößen. Es gibt Anbieter, die auf diesem Gebiet spezialisiert sind, so dass Anlagenbauer ohne große Änderungen ihrer Maschinen hocheffiziente Motoren einsetzen können.

? Die Effizienzklasse IE4 ist bereits real verfügbar, über weitere Effizienzklassen IE5 und IE6 wird bereits spekuliert. Wo sehen Sie Grenzen?

Robens: Für die technische Entwicklung gibt es keine Grenzen. Bei der Einführung der neuen IE-Klassen wurde die IE4-Wirkungsgradstufe – wie auch jetzt die IE5 – mit einem 20 % geringeren Verlust als die niedrigere IE3-Stufe beschrieben. Die ersten IE4-Motoren wurden bereits 2010 vorgestellt. Es ist technisch machbar, IE5-Motoren zu produzieren – jedoch mit den heute bekannten Technologien ohne wirtschaftliche Einsatzmöglichkeit. Dies führt zu einem stärkeren Interesse für alternative Motorentechnologien, um die Kosten für die heutigen Wirkungsgradanforderungen zu reduzieren.

? Komplexere Technik neigt dazu, empfindlicher auf Abweichungen von Idealbedingungen zu reagieren. Gibt es Hinweise aus dem praktischen Einsatz, dass Hocheffizienzmotoren einer intensiveren Wartung bedürfen?

Robens: Nein, wir sehen nicht mehr als die üblichen Verschleißerscheinungen. Die Technik ist nicht komplexer geworden, da sich der Grundaufbau eines Motors nicht geändert hat. Erfahrungswerte z.B. mit Permanentmagnet-Synchronmotoren der Klasse IE4 zeigen, dass diese Antriebe äußerst robust sind.

Frau Robens, vielen Dank für das Gespräch.

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