Green in Motion: Acht Beispiele für eine nachhaltigere und energieeffiziente Antriebstechnik

Die Recyclingindustrie macht aus Abfall neue Produkte und erhält somit den nachhaltigen Kreislauf der globalen Warenwirtschaft. Schlagwort dafür ist „Circular Economy“. Wiederverwertbare Materialien werden häufig in kleinste Einzelteile zerlegt. Dies übernimmt ein Schredder, dessen Antriebswelle mit konventioneller Technik sehr energieintensiv betrieben werden muss. Bei der mechanischen Antriebskraft dieser Welle ist eine hohe Antriebsleistung nötig. Um daher die Energiebilanz dieser Maschinen signifikant zu verbessern, „hat Baumüller High-Torque-Motoren entwickelt, die einen hohen elektrischen und mechanischen Wirkungsgrad besitzen”, wie Andreas Orth, technischer Vertriebsmitarbeiter bei Baumüller, ausführt.

Bei Schreddern ersetzen diese High-Torque-Motoren von Baumüller hydraulische Antriebssysteme. „Mit elektromechanischer Antriebskraft erzielen wir einen höheren Gesamtwirkungsgrad, was das Energiemanagement der Maschine positiv beeinflusst”, so Andreas Orth weiter. Es verpufft weniger Wärmeenergie, sodass der Maschinenbetrieb nachhaltiger wird.

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Mehr nutzwertige Informationen zu den Innovationen in der Umwelt- und Recyclingtechnik bei Baumüller erhalten Sie hier:

www.baumueller.com/de/referenzen/umwelt-recyclingtechnik

Innovative Kühlkonzepte für Servomotoren ermöglichen, dass weniger Bauraum in der Maschine gebraucht wird. Der Motor wird kleiner und somit in der Regel auch leichter. Dies spart wertvolle Rohstoffe wie Kupfer für die Spulen, Magnetmaterial für die Rotoren sowie Eisen für das Motorgehäuse ein.

Servomotoren haben einen hohen Wirkungsgrad von über 90 Prozent. Ein hoher Teil der zugeführten elektrischen Energie wird in mechanische Leistung umgesetzt. Die übrigen etwa 10 Prozent der elektrischen Leistung fallen als Verlust in Form von Wärme an. Um eine Überhitzung des Motors zu vermeiden muss diese Wärme abgeführt werden. Dafür bietet Baumüller seinen Kunden Servomotoren mit einem ausgefeilten Kühlungssystem an. Flüssigkeitsgekühlte Motoren können im Prozess entweder mit Wasser- oder Ölkühlung betrieben werden. In vielen hydraulischen Maschinen beispielsweise kann das Hydrauliköl gleich für die Kühlung mitverwendet werden. „So benötigt der Betreiber der Maschine nicht nur einen kleineren Motor, er erhöht auch die Leistungsdichte des Antriebs”, wie Matthias Beetz, Akademieleiter der Baumüller-Gruppe, betont. Das warme Abwasser kann folglich zur Beheizung von Wohnobjekten, Industriegebäuden, Gewächshäusern sowie Schwimmbädern, Wellnesseinrichtungen und vielen weiteren Objekten eingesetzt werden. „Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit und schont Ressourcen”, so Matthias Beetz weiter.

Weitere Informationen zu Servomotoren von Baumüller erhalten Sie hier:
www.baumueller.com/de/insights/antriebstechnik/wassergekuehlte-elektromotoren

Servohydraulische Antriebe werden in der Kunststoff- oder Metallverarbeitung eingesetzt, um beispielsweise Fahrzeugteile zu pressen. Die Servohydraulik besteht aus einer servo-hydraulischen Konstantpumpe, die von einem Drehzahl-geregelten Motor, zum Beispiel einem Servomotor, angetrieben wird. Bei einfachen Applikationen sorgt eine ungeregelte Konstant-Pumpe mit konstanter Drehzahl für die nötige Antriebsleistung. So entstehen permanente Volumenströme, die aber nicht in dieser Konstanz benötigt werden. „Dies ist hinsichtlich der Energieeffizienz-Kriterien äußerst ungünstig und in vielen Fällen nicht wirtschaftlich”, betont Matthias Beetz.

Überall dort, wo starre Komponenten mit hoher Kraft geformt, gebogen oder getrennt werden, setzen Anwender traditionell auf hydraulische Antriebskraft. Warum jedoch Servo-Exzenterpressen nicht nur energieeffizienter, sondern auch wirtschaftlicher sind, erklärt Stefan Hecht, Simulationsingenieur bei Baumüller. Servo-Exzenterpressen sind Spitzenleistungsanwendungen. Bei diesen Exzenterpressen wird im Umlaufprozess für einen kurzen Moment eine sehr hohe Leistung gebraucht. Problem: Die hohen Investitionskosten in vorgelagerten Peripheriekomponenten wie zum Beispiel Zuleitungen. „Ein großer Ressourcenverbrauch, der nicht sein muss”, so Stefan Hecht.

Die Lösung: Das Energiemanagement von Baumüller, das eine Komplettlösung für die Leistungsspitzen der energieintensiven Servo-Exzenterpresse passgenau darstellt. Der Clou: „Neben unseren drehmomentstarken Torque-Motoren mit Mehrfachwicklung verwenden wir externe Zwischenkreiskapazitäten, die Energie speichern können.” Diese Energiereserven geben erst dann die Leistung frei, wenn die Servopresse auf Spitzenlast fährt. So wird die Spitzenlast aus dem Stromnetz von 1.000 kWh auf 600 kWh reduziert. Mit dieser Technik können der Transformator sowie die Zuleitungen kleiner ausgelegt werden. „Unsere Simulation gepaart mit dem Baumüller Energiemanagement spart nachhaltig Ressourcen”, wie Stefan Hecht weiter betont.

Weitere Informationen zur Antriebstechnik von Servopressen erhalten Sie hier:
www.baumueller.com/de/branchen/metall/servopressen

Baumüller arbeitet darüber hinaus an unternehmensübergreifenden Projekten für die Energieversorgung und Produktion der Zukunft mit. So zeigt das bundesdeutsche Forschungsprojekt „DC-Industrie”, wie in der Fertigung konventionelle AC-Stromnetze durch DC-Netze ersetzt werden können. Bei der DC-Industrie ermöglicht ein DC-Netz den Energieaustausch zwischen den einzelnen Verbrauchern. Dadurch ist es möglich, erneuerbare Energien oder Speicher mit geringen Umwandlungsverlusten zu integrieren. Das Forschungsteam identifizierte beim Transformator ein Energieeinsparpotenzial von bis zu 80 Prozent.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Rückgewinnung der Bremsenergie einzelner Motoren. Sie verpufft im DC-Netz nicht mehr, weil sie für den Antrieb eines weiteren Motors sorgt. Bei einer Reduzierung der Einspeiseleistung, einem geringeren Energieverbrauch und der höheren Ressourceneffizienz ist ein nachhaltigerer Betrieb möglich.

Mehr Informationen zu DC-Industrie erhalten Sie hier: dc-industrie.zvei.org/

Ein etwas ungewöhnliches aber hochinteressantes Beispiel zum Abschluss sind Flugwindkraftanlagen zur elektrischen Energiegewinnung aus Höhenwind. Bei dieser neuartigen Form der Energiegewinnung hängt der Kite-Drache an einem speziellen HMPE-Faserseil. Kommt Wind auf, steigt der Lenkdrache in Achterreihen auf. Die Zugkraft treibt einen Generator an, wodurch Energie gewonnen wird. Ein hocheffizienter Antrieb speist diese Energie in das Stromnetz, in Batterien oder in den Direktverbrauch ein. Diese Technik passt in einen 30-Fuß-großen Container.

Diese Anlagen können in Zukunft z.B. an der Küste eingesetzt werden und bieten ein innovatives Konzept für die dezentrale Energieversorgung in windreichen Regionen oder auf Hochseeschiffen.