Moderne Schütze um 80 Prozent effizienter als herkömmliche Geräte

Klein und deshalb unterschätzt

Schütze mit elektronisch angesteuerter Spule helfen, die Energiekosten in Prozess- und Fertigungsanlagen spürbar zu reduzieren. Bild: Schneider Electric
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Wenn Industrie-Unternehmen ihre Energieeffizienz verbessern, setzen sie normalerweise bei grossen Geräten mit entsprechendem Energieverbrauch an. Es gibt aber kleine, elektromechanische Bauteile wie Schütze, die ebenfalls Energie einsparen helfen. Ihr Potenzial wird heute noch weitgehend übersehen.

Die Schweizer MEM-Industrie hat ihren Energieverbrauch von 1990 bis 2014 um über 40 Prozent gesenkt und somit schon viel erreicht. Typischerweise fällt das Augenmerk auf grössere Geräte wie Klimaanlagen, Heizvorrichtungen oder grosse Motoren, wenn die Energieeffizienz von Anlagen oder Maschinen verbessert wird. Danach investieren Industrie-Unternehmen in einen neuen Prozess oder in Frequenzumrichter. So senken oder optimieren sie den Energieverbrauch bei gleicher oder verbesserter Produktivität. Es gibt aber noch weitere Geräte, die sich dafür eignen.

Ein gutes Beispiel sind Schütze. Üblicherweise sind sie elektromechanisch und werden bei der Modernisierung einer Maschine häufig übersehen. Erhält eine Maschine neue Elektronik, geschieht dies in der Regel in Form von SPS, Mensch-Maschine-Schnittstellen, Frequenzumrichtern und Sensoren, die den Prozess weiter optimieren sollen. Die elektromechanischen Bauteile werden meist vernachlässigt.

Energieeffizienz durch Masse

Dabei bietet es sich an, die Schütze ebenfalls aufzurüsten. Dies gilt sowohl für Modernisierungen wie für Neuanfertigungen von Maschinen. Es gibt mittlerweile Schütze, die Spulen elektronisch ansteuern. Diese sind um bis zu 80 Prozent energieeffizienter als herkömmliche, elektromechanische AC- oder DC-Schützspulen. Ein einzelnes Schütz alleine spart natürlich keine grosse Menge an Energie ein. Sind in den Maschinen einer Industrie-Anlage doch einige davon vorhanden, sieht es ganz anders aus.

Zehn Mal weniger Standardteile

Die moderne Schütztechnologie spart aber noch mehr ein, denn auch der Materialaufwand ist oft geringer. So werden Automatisierungssysteme umweltfreundlicher. Ältere Schütze brauchen ein Interface-Relais. Letzteres verbindet das Schütz mit dem Controller und dessen Ein- und Ausgängen (I/O). Die neue Generation an Schützen ist deutlich stärker belastbar. Dadurch ermöglichen sie eine direkte I/O-Verbindung. Die Folge: ein einfacheres System mit weniger Bauteilen.

Weniger Bauteile und geringerer Energieverbrauch beeinflussen auch Transformatoren und die DC-Spannungsversorgung. Sie können dadurch kleiner sein. Dies gilt auch für Schaltschranklüfter. Denn durch den geringeren Energieverbrauch entsteht weniger Wärme, die abgeführt werden muss.

Die neue Generation von Spulen mit elektronischer Ansteuerung bringt einen weiteren Vorteil. Sie reduziert im Vergleich zu elektromechanischen Schützen die Anzahl der benötigten Standardteile um Faktor 10. Mit nur vier Spannungscodes werden dabei Spannungen von 24 bis 500 VAC/DC abgedeckt. So lässt sich die Lieferkette vereinfachen. Als weiterer positiver Nebeneffekt verkleinert sich das Teilelager.

Spannungseinbrüche unter Kontrolle

Die Schütztechnologie verbessert das Ergebnis eines Industrie-Unternehmens auch noch auf eine andere Weise. Auch hierbei geht es um Energie. Allerdings nicht um die Einsparung davon. Die Stromversorgung ist nicht immer zuverlässig und kann durchaus komplett ausfallen. Doch selbst bei vorhandener Stromversorgung kann die Spannung einbrechen. Angenommen, die Eingangsspannung einer Maschine sinkt kurzzeitig von 240 auf 100 V. Wenn sich dann das Schütz öffnet, stoppt die Maschine. Danach muss sie neu gestartet werden. Das braucht Zeit und unnötig Energie.

Solche Probleme lassen sich durch SEMI F47 vermeiden. Dabei handelt es sich um ein Zertifikat für die Störfestigkeit gegen Spannungseinbrüche. Damit werden Maschinen zuverlässiger und produktiver. Ausfallzeiten werden verringert. Ein Beispiel für moderne Schütztechnologie ist TeSys D Green von Schneider Electric. Schütze sollten folglich bei der Optimierung der Energieeffizienz unbedingt beachtet werden. Denn sie helfen, die Energiekosten in Prozess- und Fertigungsanlagen spürbar zu reduzieren.