Nord Electronic Drivesystems
Energieeffizienz - IE statt EFF
Bei der Klassifizierung von Drehstrommotoren nach ihrer Energieeffizienz wird sich demnächst einiges ändern: Eine internationale Norm wird an die Stelle einer freiwilligen Vereinbarung des CEMEP-Verbands mit der Europäischen Kommission treten. Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für Hersteller und Anwender?
Die Energieeffizienz von Drehstrommotoren wird derzeit anhand der dreistufigen EFF-Skala (Efficiency) des CEMEP (European Committee of Manufacturers of Electrical Machines and Power Electronics) beurteilt. Demnächst gesellt sich dazu die vierstufige IE-Skala (International Energy Efficiency Class), die in Teil 30 der IEC-Norm 60034 über drehende elektrische Maschinen definiert ist. Momentan hat die IEC 60034-30 noch den Status eines FDIS (Final Draft International Standard). "Wir erwarten aber, dass sie Anfang 2009 verabschiedet wird", betont Frank Wiedemann, Geschäftsführer der Nord Electronic Drivesystems GmbH im ostfriesischen Aurich. "Die Kennzeichnung mit EFF-Klassen wird dann überflüssig. Zeitlich ist die Übergangsphase vom einen zum anderen Modus allerdings noch nicht geregelt." Immerhin strebe der ZVEI die Einführung der IE-Kennzeichnung zur nächsten Hannover-Messe im April 2009 an.
Frank Wiedemann, Nord Electronic Drivesystems: »Wir erwarten, dass ab 2011 für Standard-Anwendungen nur noch Motoren der Klasse IE2 erlaubt sein werden.«
Die IE-Skala gilt für 2-, 4- und 6-polige Drehstrommotoren mit Käfigläufern und einer Nennleistung von 0,75 bis 370 kW, abgesehen von polumschaltbaren Motoren. Die EFF-Klassen gelten ebenfalls für Drehstrommotoren mit Käfigläufern, ausgenommen polumschaltbare Motoren, aber nur für 2- und 4-polige mit einer Nennleistung von 1,1 bis 90 kW. Während die EFF-Skala von EFF3 nach EFF1 zunehmende Energieeffizienz symbolisiert, verhält es sich bei den IE-Klassen genau umgekehrt: IE1 bedeutet »Standard Efficiency«, wohingegen IE4 für »Super Premium Efficiency« steht. Hierbei sind die Anforderungen von IE1 vergleichbar mit denen von EFF2 und die von IE2 vergleichbar mit denen von EFF1. Die Klasse IE4 wurde zurückgenommen und ist nur noch im Anhang der IEC 60034-30 aufgeführt.
Während die EFF-Klassen weder in einer Norm noch im internationalen Recht verankert sind, wird das EU-Recht auf die IE-Skala zumindest verweisen: "Die IE-Skala wird als Bezugsgröße dienen, wenn im Rahmen der EuP-Richtlinie 2005/32/EG (Eco-Design Requirements for Energy-Using Products) weitere Vorschriften in Kraft treten", erläutert Wiedemann. "Wir erwarten, dass ab 2011 für Standard-Anwendungen nur noch Motoren der Klasse IE2 erlaubt sein werden." Momentan gibt es also noch keine europarechtlichen Verpflichtungen für Antriebshersteller, bei Drehstrommotoren bestimmte EFF- oder IE-Klassen einzuhalten. "Nur die Mitglieder des CEMEP, zu denen auch Nord Drivesystems gehört, haben sich verpflichtet, verstärkt Motoren der Klasse EFF2 zu liefern", führt Wiedemann aus. "Mit der EuP-Richtlinie werden jedoch für verschiedene Produkte Energieverbrauchs-Vorschriften kommen, von denen einige auch auf die IEC 60034-30 verweisen dürften."
Energieeinsparungen durch kompetente Beratung
Rechtliche Konsequenzen entstehen also noch nicht aus der IEC 60034-30, sondern erst aus der EuP-Richtlinie. Wiedemann geht davon aus, dass "die Anwender schnell die neuen Bezeichnungen lernen werden, aber zuerst die gleichen Produkte weiter einsetzen." Eventuell werde sich "die Verteilung von IE1 und IE2 schon verändern, bevor die neuen Vorschriften kommen, weil die Endverbraucher mehr und mehr auf die Energiekosten achten." Momentan ist die Verteilung freilich noch eindeutig: "Etwa 85 Prozent der Motoren, für die die EFF- und IE-Klassen anwendbar sind, entsprechen EFF2 und nur 10 Prozent EFF1", stellt Wiedemann klar.
Der Experte rät allerdings, die Entscheidung für ein Antriebssystem nicht zu stark von der Energieeffizienzklasse des Drehstrommotors abhängig zu machen: "Bei Antrieben mit einer Einschaltdauer von über 2000 Stunden pro Jahr und gleichmäßigem Betrieb rechnet sich der Mehrpreis des Motors nach wenigen Jahren", legt er dar. "Für Antriebe mit häufigen Start/Stopp-Situationen kann aber die Energiebilanz sogar negativ werden, wenn ein IE1-Motor anstelle eines IE2-Motors im Einsatz ist. Dies liegt am deutlich höheren Trägheitsmoment des schwereren Rotors." Generell lasse sich in vielen Fällen durch Regelungstechnik mehr Energie sparen als durch eine bessere IE-Klasse: "Die heutigen Maschinen und Anlagen sind typischerweise auf Volllast ausgelegt, laufen aber im Mittel nur mit 50 bis 70 Prozent Last", führt Wiedemann aus. "Frequenzumrichter können hier durch variable Drehzahlregelungen und intelligente, Strom sparende Steuerung der Drehstrommotoren deutlich mehr Energieverbrauch vermeiden als ein Motor mit hoher Energieeffizienzklasse. Einen Antrieb optimal auszulegen, ist daher nicht ganz einfach, so dass wir unsere Aufgabe auch in der kompetenten Beratung der Kunden sehen."
Aktuell hat Nord Drivesystems eine Drehstrommotoren-Baureihe in der Entwicklung, die der Klasse IE3 entsprechen wird und zum Jahresende 2009 auf den Markt kommen soll. Um IE3 zu erreichen, verändert das Unternehmen an mehreren Stellen die Konstruktion der Motoren: "Wir vergrößern die Eisenlänge Stator/Rotor und verwenden höherwertige Elektrobleche mit geringeren Verlusten", erklärt Wiedemann. "Indem wir Kupfer anstelle von Aluminium im Kurzschlusskäfig des Rotors einsetzen, reduzieren wir die Widerstandsverluste im Läufer. Zudem passen wir die Statorwicklung an diese Veränderungen an."










