erneuerbarer Energien eingesetzt
Elektromotoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Rotation und anderen Bewegungsformen um. Sie werden in einer Vielzahl von Maschinen und Geräten sowohl in der Industrie als auch im Haushalt eingesetzt. Sie sind außerdem eine Hauptquelle des Stromverbrauchs, weshalb sie von der Internationalen Energieagentur als „erster Brennstoff“ bezeichnet werden. Die gute Nachricht ist, dass eine Reduzierung des Stromverbrauchs durch höhere Effizienz nicht nur möglich, sondern auch relativ kostengünstig ist.
Der Schwerpunkt liegt stark auf der Verwendung kleinerer Elektromotoren und deren Energieeffizienz, die größten Einsparungen könnten jedoch bei größeren Motoren – solchen mit einer Nennleistung von mehr als 375 Kilowatt (kW) – erzielt werden. Diese sind in großen Prozessanlagen wie Raffinerien zu finden, wo sie zum Antrieb von Kompressoren (32 % des Stromverbrauchs), Pumpen (19 %) und Ventilatoren (19 %) verwendet werden.
In einem typischen Motor erzeugen Gleichstrom- oder Wechselstromwicklungen Magnetfelder, die einen Stromfluss durch die Spulen bewirken. Die magnetische Feldstärke nimmt mit dem Stromfluss zu. Wenn wir also das Ohmsche Gesetz (V = R*I) berücksichtigen, das besagt, dass die Spannung mit abnehmendem Widerstand zunimmt, sollte das Ergebnis ein Anstieg der mechanischen Kraft sein.
Diese Kraftänderungen führen wiederum dazu, dass sich die Welle des Motors dreht, was die Maschinen und Geräte antreibt, mit denen sie verbunden ist. Beispielsweise kann eine Pumpe Flüssigkeit durch ihren Rotor ansaugen und sie auf das gewünschte Druckniveau bringen, während ein Lüfter Luft über seine erhöhten mechanischen Lamellen bläst, den Motor kühlt und die durch den Spulenwiderstand erzeugte Wärme ableitet.
Wie werden große Elektromotoren bei der Erzeugung erneuerbarer Energien eingesetzt?
Die in mechanische Bewegung umgewandelte Energie wird vom Stator des Motors wieder in Elektrizität umgewandelt, der ein Magnetfeld erzeugt und es an den Rotor weiterleitet, wodurch wiederum eine Rotationsbewegung entsteht. Ebenso kann ein Gasmotor in elektrische Energie umgewandelt werden, indem ein vom Motor angetriebener Generator einen Gleichstromgenerator antreibt, der dann die Drehbewegung der Kurbelwelle des Motors in Wechselstrom umwandelt.
Daher ist das motorbetriebene System weltweit einer der Endverbraucher mit dem größten Stromverbrauch. Dies macht es zu einem wichtigen Ziel für Verbesserungen der Energieeffizienz im Rahmen der weltweiten Umstellung auf Netto-Null-Emissionen. Würden die derzeit 300 Millionen industriellen Elektromotoren durch optimierte, hocheffiziente Geräte ersetzt, könnte der weltweite Stromverbrauch um bis zu 10 Prozent gesenkt werden.
Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, die Effizienz industrieller Elektromotoren zu steigern, von der Auswahl des am besten geeigneten Designs für die Anwendung über die Installation von VSDs oder Kondensatorbänken bis hin zur Verwaltung des Motors und des Antriebssystems. Einige dieser Optionen sind in Ländern verfügbar, die den Industrial Electric Motor Energy Performance Standard (IEMPS) eingeführt haben. Aber auch in anderen Ländern gibt es viele Möglichkeiten, zusätzliche Maßnahmen zur Reduzierung des Stromverbrauchs durch eine Verbesserung der Energieeffizienz von Großmotoren umzusetzen. Dazu gehört die Entwicklung von Aggregationsmärkten, um Kosten zu senken und hocheffiziente Produkte breiter verfügbar zu machen, sowie die Förderung der Einführung der neuen IE3-Motorenklasse.