Dekarbonisierung durch Green Automation

Klimaschutzgesetz & Treibhausgasneutralität

Die Bundesregierung hat mit der Änderung des Klimaschutzgesetztes das Ziel der Treibhausgasneutralität bis 2045 verankert. Bereits bis 2030 sollen die Emissionen um 65 Prozent gegenüber 1990 sinken.
(➥ Klimaschutzgesetz 2021)

Angesichts der Verknappung aller Ressourcen und der zunehmenden Bedeutung von Energieeffizienz ist das Nachhaltigkeitsziel Green Automation zwar nicht neu, aber aktueller denn je. Deutschland und ganz Europa steht vor der großen Dekarbonisierung.

Dazu gehören auch um die umweltfreundliche Gestaltung von Produktionsprozessen sowie ressourcenschonende Techniken wie Robotik- und Automatisierungslösungen.

 

Energieverbrauch nachhaltig senken

Energie in der Antriebstechnik viel effizienter als in der Vergangenheit zu nutzen, ist in vielen produzierenden Unternehmen ein wichtiges Ziel für nachhaltige Entwicklung. Dabei geht es um deren zukünftig Entwicklung und um Maßnahmen, dem wachsenden Kostendruck effektiv zu begegnen.

Der Schlüssel zur Reduzierung der Produktionskosten liegt in der Behebung von Leistungsverlusten in den energieintensiven Gesamtprozessen der Fabrikautomation. Deshalb entscheiden sich immer mehr Unternehmen für die druckluftlose Automatisierung und ersetzen ihre pneumatischen Zylinder durch elektrische.

 

 

Green Automation by IAI

 

Bereits 2008 hat IAI den effizienten Umgang mit Energie als eines seiner Unternehmensziele definiert. Alle Maßnahmen sind unter dem Begriff „Green Automation“ zusammengefasst.

Der effiziente Umgang mit Energie wird dabei ganzheitlich betrachtet. IAI Aktuatoren sollen mit möglichst wenig Energieaufwand hergestellt werden. Gleichzeitig helfen die druckluftlosen Antriebslösungen, auch auf Seite des Kunden den Energieverbrauch zu minimieren.
 

 Zahlen & Fakten:

 

Vergleich:   Energiebedarf IAI Elektrozylinder und Druckluftzylinder

 
Die Erzeugung und Verteilung der notwendigen Druckluft für den Betrieb von pneumatischen Zylindern geht mit sehr hohen Verlusten einher, die sich nur begrenzt optimieren lassen. Zudem steigt der Energiebedarf eines Pneumatikzylinders im Vergleich zu elektrischen Zylindern stark an, wenn sich die Auslastung der Produktionsanlage und damit die Zyklusfrequenz erhöht. Der Unterschied im Energieverbrauch wird mit der Anzahl von Arbeitszyklen pro Minute immer größer.

Stromverbrauch bei verschiedenen Auslastungen

Im Praxistest wird der Stromverbrauch eines elektrischen Zylinders mit einem pneumatischen bei einer Auslastung von 10, 20 und 30 % verglichen. Beide Aktuatoren arbeiten jeweils eine eine Stunde lang unter den gleichen Produktionsbedingungen:

Elektrozylinder (EC-S6H) Pneumatikzylinder: Ø 25
  • Hub: 300 mm
  • Nutzlast: 12 kg
  • Geschwindigkeit 375 mm/s
  • Beschleunigung: 0,3 G
  • Dauer: 1 h
  • Fahrzeit in eine Richtung: 1 s
  • Hub: 300 mm
  • Nutzlast: 12 kg
  • Geschwindigkeit 320 mm/s
  • Luftdruck: 0,4 MPa
  • Dauer: 1 h
  • Fahrzeit in eine Richtung: 1 s

Reduktion:  Jährliche Energiekosten und CO2-Emissionen

 
Der Unterschied des Energieverbrauchs zwischen EleCylinder und Pneumatikzylinder hängt von deren Einsatzhäufigkeit ab. Umso häufiger pneumatische Zylinder durch Elektrozylinder ersetzt werden, desto höher sind die Energieeinsparungen.

Im Beispiel sind die Energiekosten und CO2-Emissionen einer Fertigungslinie mit jeweils 300 Zylindern aufgeführt.

 


Nachhaltigkeit:  Keine Dichtungswerkstoffe - lange Lebensdauer

 
Die gleitenden Bauteile am EleCylinder kommen ohne Dichtungswerkstoffe aus. Anstatt mit Dämpfungseinrichtungen ist die integrierte linerare Führung der EleCylinder mit einer Kugelumlaufspindel und Kugelführungsbahn ausgestattet.

Basierend auf internen Berechnungen ist die Lebensdauer eines EleCylinders fünfmal länger als die eines Pneumatikzylinders.