Wirkungsgrad ist nicht alles

Energieeffizienz

Gleichstrommotoren – Antriebe verbrauchen nicht nur im Betrieb Energie, sondern auch bei der Herstellung und Entsorgung. Deshalb gilt es von Anbeginn an die Energiebilanz genau zu ermitteln.

15. Oktober 2010

Gewiss, sie machen am Gesamtenergieverbrauch nur einen marginalen Anteil aus. Gemeint sind kleine und kleinste Gleichstrommotoren. Doch profilieren sich elektronisch kommutierte Gleichstromantriebe mit bisweilen über 90 Prozent Wirkungsgrad ideale Einsatzbedingungen vorausgesetzt in puncto Effizienz geradezu als Musterschüler. Auch konventionell bürstenkommutierte Motoren können sich mit Wirkungsgraden von teilweise über 80 Prozent im Vergleich zu anderen Antriebstechnologien sehr gut sehen lassen.

Der Wirkungsgrad allein sagt indes noch lange nichts zur Gesamtumweltverträglichkeit eines Antriebs über den kompletten Lebenszyklus aus. So macht es einen Riesenunterschied, ob der Motor als Dauerläufer zum Einsatz kommt, etwa in Ventilatoren, oder mit einer geringen Einschaltdauer, zum Beispiel als Stellmotor zur Regelung von Abluftklappen in Gebäuden. Die Regel heißt: Je höher die ED, desto höher die Bedeutung des Wirkungsgrads im Verhältnis zu anderen Parametern.

Die optimale Auslegung zählt

Das kann dazu führen, dass je nach Einsatzzweck und Rahmenbedingungen ein klassisch bürstenkommutierter Motor in der Gesamtumweltbilanz besser wegkommt als ein EC-Motor. Wie häufig gilt: Erst die optimale Auslegung und Anpassung von Motor- und Getriebekonstruktion, von Aktuatorik und der Ansteuerung auf die spezifische Antriebsaufgabe hin führt zu dem Produkt, das unterm Strich die Umwelt am besten schont. Lösungen von der Stange vergeuden hier Optimierungspotenzial. Tatsache ist: In der Entwicklungsphase werden 80 bis 90 Prozent des Gesamtenergie- und Ressourcenverbrauchs festgeschrieben. Dieses Vorgehen macht deutlich, wie wichtig ein ganzheitlicher Ansatz ist. Die Firma Bühler Motoren hat dazu ein spezielles Umweltschutzprogramm realisiert. Das Umweltschutzprogramm wird ständig weiterentwickelt und garantiert, dass bei jeder Projektentwicklung vom ersten Schritt an stets die Gesamtumweltbilanz im Blick bleibt.

Umweltschutz als Gesamtbild

Antriebe verbrauchen Energie, sobald sie in Betrieb sind – und genauso bei der Herstellung sowie der Entsorgung. Demnach heißt es, bei jedem Entwicklungsschritt die Auswirkungen auf den Material-, Ressourcen- und Energieverbrauch genauestens zu analysieren und die daraus resultierenden Erkenntnisse folgerichtig umzusetzen. Ob es sich um Energie für die Beleuchtung in Produktion und Verwaltung oder den Stromverbrauch für die Klimatisierung und den Antrieb von Werkzeugen und Maschinen in den Werken handelt – kein Bereich darf unbeachtet bleiben, um die Gesamtumweltbilanz zu verbessern. Auch Wasser und Abwasser gehören zu einer wirklich nachhaltigen Gesamtbetrachtung. Das Streben nach Nachhaltigkeit passt zu den Werten des konzernunabhängigen Familienbetriebs. Das Traditionsunternehmen Bühler Motor dokumentiert seit über zehn Jahren in einer jährlich aktualisierten Ökobilanz die Fortschritte auf dem Weg zur umweltverträglichen, ressourcenschonenden Produktion. Ein zertifiziertes Umweltmanagementsystem nach ISO 14001 und ein eigens entwickeltes Schulungsprogramm, »Die energiebewusste Fertigung« genannt, helfen, bei den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern das Bewusstsein für umweltbewusstes Handeln zu steigern. Einen festen Platz hat nachhaltiges Denken zudem in der Verwaltung, in Forschung und Entwicklung sowie im Vertrieb. Bereits 2008 wurde in F & E die Kennzahl Efficiency-and-Power-to-Weight (EPWR) eingeführt, um kontinuierlich die Effizienz der Antriebe zu verfolgen. Der EPWR steigt mit höherem Wirkungsgrad und größerer Abgabeleistung je Kilogramm Masse. Der gezielte Einsatz von FE-Simulationen in allen Stufen der Entwicklung erlaubt nicht nur die Minimierung von Materialeinsatz und Gewicht. Auch material- und zeitzehrende Prototyp-Test-Durchläufe lassen sich einsparen.

Greentech-Antriebe

Nicht zuletzt trifft zu: Gutes Qualitätsmanagement hält die Qualität hoch und ebenso den Ausschuss niedrig. Hausintern nennt sich das die »Greentech-Drei-Säulen-Strategie«. Oder anders formuliert: Greentech-Produktion von Greentech-Produkten für Greentech-Einsatzzwecke. Dass man indes nicht nur früh auf die umweltverträgliche Produktion umweltoptimierter Produkte gesetzt hat, sondern schon lange einen Fokus auf Lösungen zum Antrieb von Anwendungen zur Energieeinsparung wirft, zeigt eine große Vielzahl von Applikationen. In der Automobilindustrie gewährleisten sie in Start-Stopp-Automatiken die Aufrechterhaltung des Getriebeöldrucks in der Stopp-Phase. Als elektrische Zusatzwasserpumpe unterstützen sie das Thermomanagement in Verbrennungsmotoren oder sorgen für Kühlung von Batteriepacks in Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Auch bei der Abgasnachbehandlung kommen speziell entwickelte Pumpen und Stellantriebe zum Einsatz. Folgerichtig sind diese Antriebe ebenso bei Technologieträgern wie dem Chevrolet Volt, dem Opel Ampera oder dem weltweit ersten reinen Elektrofahrzeug der unteren Mittelklasse des US-Umweltpioniers CODA mit an Bord. Auch in der Gebäudetechnik helfen sie beim Energiesparen bei der Beschattung und als Stellmotoren bei der Be- und Entlüftung. In Agrarmaschinen minimieren Bühler-Getriebemotoren den Saatgutverbrauch und in den Farbdruckern der Xerox ColorCube-Reihe reduzieren sie die Kosten und den Abfall um bis zu 90 Prozent. »Allein in diesem Jahr gingen sieben neue Produktionslinien an den Start, die in der Lage sind, in hohen Stückzahlen maßgeschneiderte Antriebe für neue umweltschonende Lösungen zu liefern«, vermelden nicht ohne Stolz die erfahrenen Motorenbauer. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Nürnberg betont: »So gesehen passt es, dass Grün seit vielen Jahrzehnten die Farbe unseres Logos ist.«

Bühler Motor/mm

Fakten

- Bühler Motor , gegründet 1855, steht für anspruchsvolle, maßgeschneiderte und dauerhaft zuverlässige Antriebslösungen mit DC-/BLDC-Klein- und Kleingetriebemotoren.

- Mit 1.200 Mitarbeitern, Produktionsstätten rund um den Globus und höchster Prozesskompetenz erfüllt Bühler Motor alle Kundenanforderungen nach Nähe, Qualität und Liefermenge.

Erschienen in Ausgabe: Sonderheft Green/2010