Energieeffizienz steigern mit SIRIUS Schalttechnik siemens.de/sirius/energiesparen Answers for industry.
Energie sparen in der Industrie: SIRIUS Schalttechnik hilft Verbräuche minimieren Angesichts stetig steigender Energiekosten, immer strengerer Umweltauflagen und der angestrebten Zertifizierung nach Energiemanagementnorm ISO 50001 gewinnt betriebliches Energiemanagement in der Industrie zunehmend an Bedeutung. Energieeffizienz ist dabei ein wesentlicher Hebel. Sie trägt entscheidend zur Steigerung der Produktivität von Anlagen bei und verbessert so die Wettbewerbsfähigkeit in allen Branchen. SIRIUS Innovationen belegen eindrucksvoll, dass effizientes Energiemanagement bereits im Schaltschrank beginnt und auch im Bereich von Festdrehzahlantrieben enorme Einsparpotenziale ermöglicht. Energieeffizienz in der Niederspannungs-Schalttechnik SIRIUS Innovationen unterstützen Sie dabei, energieeffizienter zu werden in dreierlei Hinsicht. Erstens ist unsere wegweisende Niederspannungs-Schalttechnik von Haus aus energieeffizient und zeichnet sich durch extrem niedrige Eigenverlustleistung aus. Das senkt neben den Energiekosten auch die im Schaltschrank entstehende Abwärme. So können Sie eine höhere Packungsdichte im Schaltschrank erreichen und die benötigte Kühlleistung reduzieren. Zudem erfassen unsere kommunikations fä higen Schaltgeräte energiemanagementrelevante Messwerte und übermitteln die Verbrauchsdaten an über geordnete Energiedaten-Managementsysteme wie B.Data. Auf Basis der so gewonnenen Transparenz lassen sich Energiefresser klar identifizieren. Und schließlich spielt SIRIUS Schalttechnik auch bei der Auswahl und Konfigu ration der energetisch besten Antriebslösung für die jeweilige Applikation eine nicht zu unterschätzende Rolle. Identifizieren Energieeffizienzberatung entsprechend ISO 50001 Realisieren Evaluieren Siemens bietet ein einzigartiges Portfolio an Hard- und Softwarelösungen für die Umsetzung eines effizienten Energiemanagements. Das Angebot deckt die folgenden Phasen ab: Identifizieren: Energieströme erfassen sowie visualisieren und die größten Energieverbraucher identifizieren Evaluieren: Einsparpotenziale bewerten und die Wirtschaftlichkeit möglicher Maßnahmen für den spezifischen Anwendungsfall ableiten Realisieren: die ermittelten Einsparpotenziale mit konkreten Maßnahmen möglichst effektiv ausschöpfen 2
Energieeffiziente Produkte up to 60% energy saving Der Siemens Standard SIRIUS Innovationen Energiemessende Produkte Immer wichtiger im Hinblick auf Energiemanagement nach ISO 50001 Um Prozesse optimal energieeffizient zu gestalten, kommt es nicht nur darauf an, den Energiefluss zu messen und energieeffiziente Produkte einzusetzen. Den größten Hebel, um Energie einzusparen, liefert eine genaue Betrachtung der Applikation: Wie oft muss ein- und ausgeschaltet werden, welche Drehzahl wird benötigt, wie lange ist die Applikation in Betrieb etc. Energetisch beste Antriebslösungen Idendifizieren Energieeffizienzberatung entsprechend ISO 50001 Realisieren Evaluieren Größter Hebel, um Entergie zu sparen Inaktive Verbraucher gezielt abschalten: PROFIenergy PROFIenergy ist ein auf dem Ethernet-Standard PROFINET basierendes Profil, über das sich Verbraucher in Produktionspausen geräteübergreifend koordinieren und zentral abschalten lassen. Ohne aufwendiges manuelles Schalten kann so auch in kurzen Pausen sinnvoll Strom eingespart werden. Die neuen Motorstarter SIRIUS M200D mit PROFIenergy erlauben das selektive Abschalten von Verbrauchern und senken so signifikant Energiekosten. Über das PROFIenergy-fähige Powermodul der SIMATIC ET 200S sowie über Funktionsbausteine im Controller lässt sich vorhandene Hard- und Software einfach in das Energiemanagement einbinden. In Verbindung mit der PROFINET Funktionalität I-Device ermöglicht PROFIenergy zudem das koordinierte Ab- und Anschalten ganzer Anlagenteile. Hierbei sichern die nachladbaren Funktionsbausteine einen geringeren Projektierungsaufwand. Zudem vereinfachen standardisierte Messwertformate die Auswertung verfügbarer Daten. 3
Mit System zu mehr Energieeffizienz: SIRIUS Reduzierung von mechanischen und elektrischen Spitzenbelastungen von bis zu 60 % durch den Einsatz von SIRIUS Motorstartern und Sanftstartern Einsparung von weiteren 10 % an Eigenverlustleistung mit SIRIUS Schalt- und Schutzgeräten der neuen Generation Signifikante Kosteneinsparungen durch das komplette Abschalten von nicht benötigten Verbrauchern in Produktionspausen mit PROFIenergy Kompetente Unterstützung beim Umrüsten vorhandener Antriebe auf ökologische Systeme durch unseren Customer Support Keine oder nur geringe Aufwendungen für die Entwärmung und daraus resultierende Einsparungen bei den Betriebskosten durch Klimatisierung des Schaltschranks verursacht Energetische Gesamtbetrachtung des Antriebsstranges um die jeweils beste, energieeffizienteste Lösung der Applikation für Festdrehzahl, variable Drehzahl oder eine Kombination daraus (Kaskadenbetrieb) zu erreichen Umfassende CAx-Daten für industrielle Schalttechnik 12 Datenarten, mit denen sich der Engineeringaufwand deutlich reduzieren lässt Planning Efficiency Planning Efficiency ist sowohl ein Konzept als auch ein konkretes Angebot, um die Schaltschrankplanung effektiver zu gestalten durch Unterstützung im gesamten Planungs- und Dokumentationsprozess. Im Zentrum stehen dabei hochwertige und individuelle Produktdaten. Bis zu 80 % weniger Engineeringaufwand Kostenfrei, und ein echter Gewinn für Sie: Als Ihr Partner unterstützen wir Sie dabei, Ihren Aufwand für die Projektierung signifikant zu reduzieren. Mit unserer CAx-Applikationsberatung können Sie sich das mühsame Zusammenstellen der Produktinformationen ebenso sparen wie die händische Erfassung der Produktdaten. Unterm Strich sind so Zeiteinsparungen von bis zu 80 % möglich. 4
Im Einsatz bewährt: SIRIUS Schalttechnik in applikationsspezifischen Lösungen An allen Hebeln ansetzen für mehr Energieeffizienz in der Automobilindustrie In der Fördertechnik ist durchgängige Produktivität ein entscheidender Erfolgsfaktor. Hier leistet intelligentes Energiemanagement einen wichtigen Beitrag. Denn der Weg zu umfassender Energieeffizienz führt in allen Branchen über ganzheitliche Systeme und Lösungen auch in der Automobilindustrie. Dabei muss als Erstes der tatsächliche Verbrauch identifiziert und dem Verursacher zugeordnet werden. Bei SIRIUS Schaltgeräten ist die Messdatenerfassung oftmals bereits on board. Sie unterstützt kontinuierlich das Energiedaten-Managementsystem (wie z. B. B.Data) mit den benötigten Informationen. Auf diese Weise können Sie konkrete Maßnahmen bestimmen, mit denen sich die Energieeffizienz gezielt steigern lässt. Dabei nehmen Motoren eine Schlüsselrolle ein: Sie sind für einen Großteil des Energieverbrauchs innerhalb einer Anlage verantwortlich. Entsprechend groß ist das Einsparpotenzial, das sich mit hocheffizienten Motoren realisieren lässt. Für den Autotransport von einer Station zur nächsten empfehlen sich energieeffiziente Motoren aus dem Siemens Portfolio. Dabei sorgen SIRIUS Sanftstarter für das materialschonende und energiesparende Hochfahren zur Soll-Drehzahl. Darüber hinaus wird über SINAMICS Frequenzumrichter ein Teil der beim Bremsen der Fördertechnik benötigten Energie zurückgewonnen und wieder ins Netz eingespeist. SIRIUS Schalt- und Schutztechnik leistet einen weiteren großen Beitrag zu mehr Energieeffizienz: Einerseits sind die Eigenverluste der Geräte sehr gering, andererseits erwärmen sie sich im Betrieb deutlich weniger als vergleichbare Lösungen. Dadurch lässt sich die Kühlung der Schaltschränke kleiner auslegen, was wiederum Einsparungen bei Energieverbrauch und Anlageninvestition erlaubt. Nicht zuletzt senken kompakte SITOP Stromversorgungen bei der 24-V-Einspeisung Wärme und Energie. Mit ihrem hohen Wirkungsgrad über den gesamten Lastbereich versorgen sie die Schaltschränke sehr effizient mit geregelter Gleichspannung. Signifikante Energie- und Kosteneinsparungen durch perfekt aufeinander abgestimmtes Gesamtsystem aus einer Hand Materialschonendes und energiesparendes Hochfahren der Motoren mit SIRIUS Sanftstartern Rückspeisung benötigter Bremsenergie mit SINAMICS Frequenzumrichtern 5
Kläranlage und Wasserwirtschaft: Antrieb von Pumpen nur bei Bedarf Da der Einsatz der Pumpen im Klärbecken nur dann erforderlich ist, wenn die Wassermenge im Becken auf den Minimalstand fällt, ist eine automatisierte Ein- und Ausschaltfunktion der Pumpe sinnvoll. Mit SIRIUS Schalttechnik werden Pumpe und Antrieb nur bei Bedarf zugeschaltet und sind in der restlichen Zeit außer Betrieb. Dadurch ergibt sich neben der Geräteschonung ein beachtliches Einsparpotenzial an Energiekosten im Vergleich zu anderen Antriebskonzepten. Reduktion von Spitzenlasten um bis zu 60 % Ca. 30 % Einsparung an Energiekosten gegenüber anderen Lösungen Durch Sanftanlauf und -auslauf Vermeidung von Belastungen wie Wasserschlag Längere Lebensdauer der Motoren aufgrund des sanften An- und Auslaufens Pumpentechnik: Einsparung durch Kaskadenschaltung Eine Kaskadenschaltung von Frequenzumrichter und Sanftstartern bietet eine optimale Kombination aus Schalt- und Umrichtertechnik. In der Beispielanwendung sparen ein Frequenzumrichter und drei Sanftstarter gegenüber dem Einsatz von vier Frequenzumrichtern ca. 12.000 Euro Anschaffungskosten. Je nach Wasserbedarf können bis zu drei Pumpen die Grundlast bedienen, während die vierte Pumpe den variablen Bedarf abdeckt. So lassen sich bis zu 5.000 Euro Energiekosten* pro Jahr und jährlich ca. 26 Tonnen CO2-Ausstoß einsparen. Tank Bedarf 100 % 75 % 50 % 25 % 6 Frequenzumrichter Pumpe 0 90 kw regelbar 3 x Sanftstarter Pumpe 90 kw Grundlast 0:00 6:00 12:00 18:00 24:00 Bei der Kaskadenschaltung erledigt ein Frequenzumrichter den variablen Bedarf (orange), die Grundlast wird über Sanftstarter geschaltet (grün) Zeit Vermeiden von Spitzenlasten durch Einsatz von SIRIUS Schalttechnik Einsparung von Stromspitzen um ca. 60 % Minimierung der Gesamtenergiekosten um ca. 65 % Reduktion der Anschaffungskosten um ca. 70 % gegenüber herkömmlichen Lösungen Schutz vor Belastungen wie Wasserschlag durch Sanftstarter Längere Laufzeiten der Motoren durch schonenderen Betrieb Regelbarer Durchfluss ohne Drosselventile möglich * Rechenbeispiel mit 12 Cent/kWh
Lüften und Kühlen im Treibhaus: temperaturabhängige Zwei-Punkt-Regelung Temperaturschwankungen auszugleichen ist eine wesentliche Anforderung in einem industriell betriebenen Gewächshaus. Die automatische Erkennung von Temperaturbedingungen und die damit verbundenen Ein- und Ausschaltprozesse der Lüftungsanlage hilft hier entscheidend bei der Minimierung des Energieverbrauchs. In unserem Anwendungsfall wurde mit SIRIUS Schalttechnik eine temperaturabhängige Zwei-Punkte-Regelung installiert, die den Lüftungs- und Kühlungsprozess nun energieeffizient schaltet und regelt. Energieeffizienter Betrieb durch niedrige Verlustleistung Platzsparender Aufbau der SIRIUS Schalttechnik im Schaltschrank Autarker Betrieb der gesamten Lüftungs- und Kühlungsanlage Höhere Effizienz im Gesamtbetrieb bei niedrigeren Energiekosten Schneekanonen: effiziente Wasserzufuhr bei großen Höhenunterschieden Die Schneeerzeugung auf Skipisten erfordert eine effiziente bedarfsabhängige Wasserversorgung. Im konkreten Fall sind drei Pumpen mit SIMOTICS IE3 Motoren quasi in Reihe auf gebaut. Die Vorpumpe und die Pumpe in der Schieberstation werden mit SIRIUS Sanftstartern und Schalttechnik gesteuert und geschützt. Speicherbecken Sanftstarter ermöglichen einen weichen Anlauf und vermeiden Stromspitzen beim Start. In Reihe zur Vorpumpe liegt die Hauptpumpe, die mit einem SINAMICS Frequenzumrichter die einzelnen Schneeerzeuger bedarfs gerecht mit Wasser versorgt. Im Vergleich zu einer herkömm lichen Drosselregelung zur Versorgung der Schneeerzeuger über einen Höhenunterschied von 500 Meter ergeben sich enorme Einsparungen von bis zu 2.000 Euro und bis zu 15 Tonnen CO2 im Jahr. Skipiste Speicherbecken 170.000 m 3 Schieberstation, statischer Druck, Pumpe mit Sanftstarter Schneeerzeuger Hauptpumpe Pumpenstation 1, geregelter Druck bis zu 100 bar, Pumpe am Umrichter Vorpumpe Pumpenstation 1, konstanter Druck von 5 bar, Pumpe mit Direktstarter Höhenunterschied ca. 1.000 m, Entnahmestellen für die Schneeerzeuger ca. alle 100 bis 150 m Zuverlässige Wasserversorgung bei Höhenunterschieden von bis zu 1.000 Meter Geringe Spitzenlasten durch energiesparende Sanftstarter Konstanter Wasserdruck von 5 bar Kosteneinsparung von 2.000 Euro pro Jahr im Vergleich zu anderen Lösungen CO2-Einsparungen von 15 Tonnen pro Jahr im Vergleich zu anderen Lösungen 7
Für weitere Informationen sprechen Sie bitte Ihren Siemens Vertriebspartner vor Ort an Bei technischen Fragen wenden Sie sich an: Technical Assistance Tel. +49 (911) 895-5900 E-Mail: technical-assistance@siemens.com Für mehr Infos einfach den QR-Code scannen. Siemens AG Industry Sector Industry Automation Control Components and Systems Engineering Postfach 23 55 90713 FÜRTH DEUTSCHLAND Änderungen vorbehalten 08/12 Bestell-Nr.: E20001-A310-P301 Dispostelle 27900 SCHÖ/43157 MI.CE.SE.XXXX.52.2.02 WS 07125.0 Gedruckt in Deuschland Siemens AG 2012 Die Informationen in dieser Broschüre ent halten lediglich allgemeine Beschreib ungen bzw. Leistungs merk male, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungs merkmale sind nur dann ver bindlich, wenn sie bei Vertrags schluss ausdrück lich ver einbart werden. Alle Erzeugnisbezeich nungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zu liefern der Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.