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Diese Wellpappenproduktion in China wurde in Hinblick auf geringen Energieverbrauch konzipiert. Bild: Lenze
Zwischenkreislösung

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Wiederverwenden statt Zurückspeisen

Text: Jürgen Umlauft, Lenze
Die beim Bremsen anfallende Energie kann über Rückspeiseeinrichtungen dazu beitragen, ressourcenschonender zu produzieren. Eine alternative Zwischenkreis-Lösung kappt darüber hinaus die kostentreibende Spitzenlast. Wenn der Antriebshersteller mit Software-Tools die Konzeption unterstützt, lässt sich die wirtschaftlichste Lösung leicht ermitteln.

Außendecke, Wellenbahn, Zwischendecke, Wellenbahn, Innendecke – fertig ist das Verpackungsmittel, das zu den verbreitetsten zählt: Wellpappe boomt, zugleich steigt auch der Wettbewerb im Maschinen- und Anlagenbau. „Wir sind Technologieführer und müssen täglich unseren Vorsprung aufrechterhalten“, betont Peter Michler, Entwicklungsleiter bei BHS. Die Energieeffizienz der Wellpappenanlagen habe bei den Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten des bayerischen Unternehmens mittlerweile einen immer wichtigeren Stellenwert eingenommen.

Sinkende Spitzenlasten

Für die neu entwickelte SteadyLine hat das Unternehmen aus dem oberpfälzischen Weiherhammer einen kompletten Wechsel der Antriebstechnik vollzogen. AC-Servoregler von Lenze haben die Gleichstromtechnik abgelöst. Damit eröffnen sich BHS unter anderem sehr gute Möglichkeiten, die Energieeffizienz zu verbessern und vor allem die Einspeiseleistung der Anlage zu senken. Für eine Wellpappe mit fünf Papierlagen benötigt eine Produktionsanlage auch fünf sogenannte Splicer, das sind Abwickler mit automatischem Rollenwechsler. Die hintereinander platzierten Einheiten bringen Bahn für Bahn mit exakter Spannung und Geschwindigkeit endlos in die weitere Verarbeitung. BHS nutzt die Servo-Drives 9400 von Lenze in der Ausbaustufe HighLine mit integrierter SPS für den Hauptantrieb des Zugwerks sowie die Bremswalze nach dem Abwickler. Diese Lösung stellt zuverlässige und hohe Splicegeschwindigkeiten auch bei extrem niedrigen Papiergrammaturen sicher, da die Bahnspannungsregelung in die Regler integriert ist. Weil die Bremswalze nach dem Abwickler als Generator wirkt, kann BHS die erzeugte Energie zur Versorgung des Gesamtverbundes einsetzen. Die zentrale Einspeisung für einen kompletten Splicer übernimmt der Antrieb der Zugwalze. Der 9400 HighLine versorgt über den DC-Verbund alle weiteren Antriebsregler – darunter auch Frequenzumrichter der Reihe Inverter Drives 8400.

Eigenverbrauch stärken

Hat BHS mit den nicht zwischenkreisfähigen Gleichstromantrieben die Bremsenergie ins EVU-Netz zurückgespeist, zählt bei der AC-Technik klar die Stärkung des Eigenverbrauchs. „Wir senken so die Spitzenlast“, bringt es Michler auf den Punkt. Dieser Weg ist vor allem aus betriebswirtschaftlicher Sicht überaus interessant. Bei einer Rückspeisung müssten zunächst üppig dimensionierte Leistungen beim Energieversorger teuer eingekauft werden, um die ebenfalls hohe Bremsenergieleistung dann für deutlich weniger Geld ins Netz zurückzuspielen. „Das lohnt sich einfach nicht, zumal wir dafür auch noch in Rückspeise­einheiten investieren müssten, die den Strom in einer sauberen Sinusform abgeben“, meint der Entwicklungsleiter.

Der Zwischenkreisverbund stellt stattdessen die wesentlich einfachere Technik dar. Sie greift in puncto Energieeffizienz obendrein an der Wurzel – nämlich durch intelligentes Energiemanagement die Einspeiseleistung von vornherein zu begrenzen. „Sie bezahlen ja, was Sie aus dem Netz ziehen“, führt Ralf Mattheis, CEO von BHS in China, knapp an. Technische Lösungen müssen sich allerdings im Vorfeld von Investitionsentscheidungen bewerten lassen. „Wir arbeiten daran, Einsparungen durch Vergleiche und Nachweise zu dokumentieren“, sagt Peter Michler. Mit dem Drive Solution Designer (DSD) stellt Lenze dafür eine Software zur Verfügung, mit der sich Antriebe einfacher auslegen lassen und die Energiebilanz verbessert wird. Der DSD ist Teil der Lenze BlueGreen Solutions und stellt anspruchsvolles Auslegungswissen einfach dar. Antriebsalternativen können mit diesem Tool auch unter energetischen Gesichtspunkten miteinander verglichen werden.

Die Kombination macht‘s

Engineering mit Energiepass, präzise Auslegungen ohne üppige Leistungsreserven, Wandlung elektrischer Energie in Bewegungsenergie mit hohem Wirkungsrad, Nutzung von Bremsenergie – das alles sind für sich betrachtet einzelne Bausteine einer effizienteren Nutzung der Energie. Die unterschiedlichen Ursachen für Energieverluste in den Anwendungen bedingen, dass dieses Thema nur im Gesamtsystem betrachtet werden kann. Das Beispiel BHS belegt, dass Energieeffizienz nicht allein auf der Wahl effizienter Komponenten beruht, sondern diese auch auf den Anwendungsfall abgestimmt sein müssen.

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