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Neue Ökodesign-Verordnung – Energieeinsparung: effiziente Elektromotoren leisten wichtigen Beitrag

Antriebstechnik: Neue Ökodesign-Verordnung
Energieeinsparung: effiziente Elektromotoren leisten wichtigen Beitrag

Die Reduzierung und Optimierung des Energie- und Ressourcenverbrauchs ist wirtschaftlich und ökologisch eine Notwendigkeit für Industrieunternehmen weltweit. In industriellen Anwendungen beträgt der Verbrauch elektrischer Antriebe etwa 70% der erzeugten elektrischen Energie. NORD DRIVESYSTEMS unterstützt seine Kunden dabei, diese Einsparpotenziale zu erschließen.

Eine Wirkungsgradoptimierung des gesamten Antriebssystems einschließlich der ausgeführten Anwendung stellt einen wesentlichen Ersparnisfaktor dar. Das Potenzial liegt hier typischerweise bei rund 30 bis 60 %. NORD DRIVESYSTEMS hat sich dieser Aufgabe seit dem Aufkommen der Energiedebatte vor mehreren Jahrzehnten verschrieben und versucht bei jeder Neu- und Weiterentwicklung seiner Antriebssysteme, Zukunftsfähigkeit, verbesserte Wirtschaftlichkeit, höhere Energieeffizienz sowie optimierte Funktionalität und Performance unter einen Hut zu bringen.

Auf Basis offizieller OECD-Zahlen wird der Industrie mit 51 % im Zeitraum von 2000 bis 2017 der größte Anteil an der erreichten Einsparung des Energieeinsatzes durch bessere Energieeffizienz zugeschrieben. Dabei haben die Prozesswärmeerzeugung und die Nutzung elektrischen Stroms in Antrieben die größten Anteile.

Einschneidende Maßnahmen in beiden Sektoren tragen also sowohl zur Ressourcenschonung, als auch zur Erreichung der Klimaziele erheblich bei. Elektromotoren sind hinsichtlich der Ökodesignrichtlinie die relevanteste Produktgruppe, insbesondere auch für den industriellen Energieverbrauch, denn mit Elektromotoren betriebene Systeme verbrauchen etwa 70 % der industriellen Energie. Das ist in etwa die Hälfte der insgesamt in der Europäischen Union genutzten elektrischen Energie. So wurden laut Schätzungen im Jahr 2015 ca. 1.400 Terrawattstunden elektrische Energie von Elektromotoren in mechanische Energie und Wärme umgesetzt.

Umsetzung der aktuellen Effizienzvorschriften in der Praxis

Seit dem 1. Juli 2021 gelten mit der neuen Ökodesign-Verordnung (EU) 2019/1781 neue Energieeffizienzregeln für Dreiphasen-Elektromotoren, die Auswirkungen auf explosionsgeschützte Elektromotoren sowie die bewährten Standard-Elektromotoren haben. Mit der Änderung gelten unter anderem folgende neuen Regeln: Die Energieeffizienzklasse IE3 gilt für 3-Phasen-Asynchronmotoren für Nennleistungen von ≥0,75 kW bis ≤1.000 kW und neuerdings auch für 8-polige Motoren, die vorher ausgenommen waren. Bisher lag die Leistungsobergrenze, ab der IE3 vorgeschrieben war bei ≤375 kW.

Ganz neu hinzugekommen sind Vorgaben für die kleineren 3-Phasen-Asynchronmotoren mit Nennleistungen von ≥0,12 kW bis <0,75 kW. Sie müssen jetzt die Energieeffizienzklasse IE2 einhalten. Das gilt für 2-, 4-, 6- und 8-polige Motoren.

Sowohl bei der IE3 als auch bei der IE2 sind nun auch explosionsgeschützte Elektromotoren der Zündschutzarten Ex tb, Ex tc, Ex ec und Ex d eingeschlossen. Bisherige Ausnahmen für Bremsmotoren, umrichterbetriebene Motoren und ex-geschützte Motoren wurden gestrichen.

Änderungen zum Juli 2023 im Blick behalten

Am 1. Juli 2023 erfolgt eine weitere Verschärfung der Effizienzregeln. Dann gilt die Energieeffizienzklasse IE2 für explosionsgeschützte (Zündschutzart Ex eb) 3-Phasen-Asynchronmotoren mit Nennleistungen von ≥0,12 kW bis ≤1.000 kW sowie für 1-Phasen-Asynchronmotoren ≥0,12 kW. Die Energieeffizienzklasse IE4 wird für 3-Phasen-Asynchronmotoren von ≥75 kW bis ≤200 kW verpflichtend und das für 2-, 4- oder 6-polige Motoren. Ausnahmen sind hier Bremsmotoren und explosionsgeschützte Elektromotoren.

Für Anwendungen, in denen nur kurzzeitig ein Antrieb benötigt wird, können Standard-Asynchronmotoren der Effizienzklasse IE1 verwendet werden. Sie sind auf beste Materialausnutzung und geringste Investitionskosten ausgelegt. Auch nach der neuen Ökodesign-Verordnung ab Juli 2021 ist das für S3 < 80 % oder Kurzzeitbetrieb möglich. Die Regionen, in denen diese Motoren im S1-Betrieb zugelassen sind, werden aber immer weniger. Wenn die Getriebemotoren mitbewegt werden müssen, kann die Wahl von IE1-Antrieben ebenfalls von Vorteil sein, da sie leichter sind und daher weniger Masse bewegt werden muss.

UNIVERSAL Motor erfüllt neue Ökodesign-Verordnung

Durch die seit dem 1. Juli 2021 gelten Verschärfungen hinsichtlich der Energieeffizienz von Elektromotoren und Drehzahlregelungen wird der Einsatz von IE3-Motoren in zusätzlichen Leistungsbereichen nicht nur wirtschaftlich attraktiver, sondern auch zwingend erforderlich. Mit dem energieeffizienten NORD UNIVERSAL Motor für Leistungsbereiche von 0,12 bis 45 kW bietet NORD DRIVESYSTEMS einen wirtschaftlichen IE3-Motor, der international alle Vorschriften erfüllt.

Wo bisher noch IE2-Motoren in Kombination mit Frequenzumrichtern eingesetzt werden konnten, werden jetzt höhere Maßstäbe an die Energieeffizienz angelegt. Während in der EU noch von der Verordnung der Effizienzklasse IE3 für Antriebe unter 0,75 kW abgesehen wurde, ist die IE3-Klasse in China bereits seit Juni 2021 für alle 3-Phasen-Induktionsmotoren ab 120 W Pflicht.

Der UNIVERSAL Motor deckt diesen Leistungsbereich ab. Er ist nach allen gängigen Standards zertifiziert und deshalb weltweit einsetzbar. Dadurch ermöglicht er die gezielte Variantenreduzierung und bietet entscheidende Kostenvorteile, gerade bei internationalen Projekten. Er kann ohne jede Anpassung für die wichtigen Weltmärkte Europa, USA, Kanada, China, Indien, Russland und Ukraine eingesetzt werden.

Möglich ist diese deutliche Variantenreduzierung durch die Zertifizierung des UNIVERSAL Motors gemäß CE, UL, CSA, CCC, EAC, ISI und andere. Speziell für global vertriebene Maschinen und Anlagen sowie internationale Projekte bewirkt die Reduzierung der Ländervarianten klare Kosteneinsparungen für Systemintegratoren und Betreiber. Es müssen weniger Varianten und Teilenummern bearbeitet und verwaltet werden, die Antriebsauswahl wird einfacher und der Beschaffungsaufwand sinkt.

Unternehmenshintergrund

Seit 1965 entwickelt, produziert und vertreibt NORD DRIVESYSTEMS mit heute mehr als 4.100 Mitarbeitern Antriebstechnik und ist einer der international führenden Komplettanbieter der Branche. Neben Standardantrieben liefert NORD anwendungsspezifische Konzepte und Lösungen auch für besondere Anforderungen, zum Beispiel mit Energiesparantrieben oder explosionsgeschützten Systemen.

Der Jahresumsatz im Geschäftsjahr 2020 betrug 735 Mio. Euro. NORD hat 48 eigene Tochtergesellschaften in 36 Ländern und weitere Vertriebspartner in mehr als 50 Ländern. Diese bieten technische Beratung, Vor-Ort-Bevorratung, Montagezentren und Kundendienst.

NORD entwickelt und produziert ein vielfältiges Sortiment an Antriebslösungen für über 100 Branchen, ein Getriebesortiment für Drehmomente von 10 Nm bis über 282 kNm, liefert Elektromotoren im Leistungsbereich von 0,12 bis 1.000 kW und fertigt mit Frequenzumrichtern auch die erforderliche Leistungselektronik bis 160 kW. Umrichterlösungen sind sowohl für die klassische Installation im Schaltschrank als auch für dezentrale und vollintegrierte Antriebseinheiten erhältlich.

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