Energieeffizienz Fraunhofer IWU untersucht Energie-Einsparpotenziale an Werkzeugmaschinen

Ein Forschungszweig des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU ermittelt die Energie-Einsparpotenziale einzelner Anwendungen. Außerdem unterstützen die Chemnitzer Forscher Maschinenbauer und Endanwender bei der energietechnischen Optimierung ihrer Anlagen.

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Werkzeugmaschinen sind echte „Stromfresser“, denn durchschnittlich sind in/an einer solchen Maschine 12 bis 15 Elektromotoren installiert, die abhängig vom Betriebszustand und von der Größe der Maschine einen Energieverbrauch von 5 bis 40 KWh haben können. Daraus errechnet sich ein Jahresdurchschnitt von 40000 bis 75000 KWh.

Da wollen die Forscher des Fraunhofer IWU ändern. Bei einer Vor-Ort-Analyse werden ineffiziente elektrische Antriebe unter technischen sowie ökonomischen Gesichtspunkten identifiziert und Möglichkeiten der Energie- und Kostenersparnis bewertet. Anschließend erarbeiten die Chemnitzer Wissenschaftler ein konkretes Optimierungskonzept.

Anteil der Grundlast beträgt zwischen 40 und 80% des Gesamt-Energieverbrauches

Messungen an Bohr-, Fräs- und Dreh-Bearbeitungszentren haben ergeben, dass der Anteil der Grundlast zwischen 40 und 80% des Gesamtverbrauches beträgt. Die Grundlast ist die Leistung, die unabhängig von der Bearbeitung immer verbraucht wird. Hauptverbraucher sind die Hydraulik, die Maschinenkühlung und das Kühlmittelschmierstoffsystem. Beleuchtung, Hilfsspannungen und die Servoantriebe verbrauchen nur einen vergleichsweise geringen Anteil.

Untersuchungen zeigten, dass die meisten Elektromotoren zu groß dimensioniert seien und daher nur mit Teillast betrieben würden. Je geringer die Auslastung, umso geringer ist sind aber auch Wirkungsgrad und der Leistungsfaktor. Zu groß ausgelegte Motoren arbeiten folglich in einem Bereich mit schlechtem Wirkungsgrad und niedrigem Leistungsfaktor. Betrachtet man die relative Leistungsaufnahme von Produktionsmaschinen im Leerlauf, so zeigt sich, dass dafür im Schnitt 25% der installierten Leistung verbraucht werden. Effizient wären 5%.

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