Energieeffizienz-Experten analysieren das gesamte Druckluftsystem in einem ganzheitlichen Ansatz vom Kompressor bis zur Anwendung und empfehlen Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs. (Bild: Festo)
Bei der Analyse der Kostentreiber von Druckluftsystemen fällt auf, dass die Energiekosten der Drucklufterzeugung mit 77 Prozent den Löwenanteil an den Gesamtkosten ausmachen – mit weitem Abstand vor den Investitionskosten von 14 Prozent und den Instandhaltungskosten von neun Prozent. Dies geht aus der Studie ‚Compressed Air Systems in the European Union‘ des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI hervor. Daher liegt es auf der Hand, diese Kostentreiber genauer unter die Lupe zu nehmen.
Fünfteiliges Audit
Das Druckluft-Energieeffizienz-Audit GFAA von Festo umfasst fünf Schritte: In den ersten drei Schritten analysieren die Energieeffizienz-Experten von Festo die Drucklufterzeugung, die Druckluftaufbereitung und die Druckluftverteilung des Gesamtsystems, bevor sie sich den pneumatischen Anwendungen widmen, also den Maschinen und Anlagen selbst. Dabei analysieren sie die Energieeffizienz dieser Maschinen und Anlagen und orten Leckagen. Im fünften und letzten Schritt erarbeiten die Spezialisten ein Konzept für ein Druckluft-Monitoringsystem, mit dem dauerhaft die Energiezustände überwacht werden können – auf Kundenwunsch auch unterstützt durch künstliche Intelligenz.
Im ersten Schritt betrachten die Spezialisten also die Faktoren der Drucklufterzeugung. Sie analysieren die Kompressorleistung, Auslastung beziehungsweise Nutzungsgrad und mögliche Einsparungen an Druckluft, CO2 sowie Kosten durch das Abschalten der Druckluftversorgung in unproduktiven Zeiten. Zusätzlich berechnen sie das Leckageniveau des Produktionswerks sowie die jährlichen Strom- und Druckluftkosten. Vorteilhaft dabei: „Festo ist kein Kompressorenhersteller und kann daher eine herstellerunabhängige Analyse durchführen, sogar im laufenden Betrieb“, ergänzt Sven Lensdorf, Leiter Sales Operations Services bei Festo. Die Analyse der Drucklufterzeugung macht den Energieverbrauch sowie Leistungsreserven der Kompressoren transparent.
Maschinenausfälle vermeiden
Der zweite Schritt umfasst die Analyse der Druckluftaufbereitung mit ihren Lufttrocknern, Luftfiltern und Luftpuffern, indem die Druckluftqualität gemessen wird. Die Umsetzung der Analyseergebnisse erhöht die Lebensdauer der pneumatischen Komponenten und vermindert Maschinen- und Produktionsausfälle. Dieser Abschnitt des Audits sorgt für die gezielte Dimensionierung der Druckluftaufbereitung für die optimale Druckluftqualität.
Die Analyse der Druckluftverteilung bildet den dritten Schritt des Druckluft-Energieeffizienz-Audits. Diese Analyse fördert Einsparungen an Druckluft und CO2 zutage, indem unnötiger Überdruck identifiziert, Druckverluste und das Druckniveau reduziert werden. Die Energieeffizienz-Experten von Festo messen den Druckabfall und berechnen die Gesamtspeicherkapazität der Druckluftbehälter und des Druckluftnetzes.
Einsparpotenzial in den Maschinen
Im vierten Schritt des Audits rücken die pneumatischen Anwendungen in den Maschinen und Anlagen selbst in den Fokus. Bei Messungen von Druckniveau und Druckluftverbrauch direkt in der Maschine können die Spezialisten beraten, wie Antriebe, Ventile und Schläuche korrekt dimensioniert sein müssen, wie Blas- und Vakuumanwendungen optimiert werden, wie hoch der Betriebsdruck sein sollte und welches die energieeffizientesten Installations- und Steuerungskonzepte sind.
Wichtigste Effizienzmaßnahme in diesem Zusammenhang ist die Ortung und Dokumentation von Leckagen, denn ein undichtes Druckluftsystem ist pure Verschwendung von Energie und Geld und gefährdet die Prozesssicherheit. Lensdorf dazu: „Mit hochempfindlichen Ultraschalldetektoren rücken die Energieeffizienz-Experten den Leckagen auf den Leib.“ Sie orten die Leckagen im laufenden Betrieb, kennzeichnen und klassifizieren sie nach Priorität hinsichtlich Größe und Kosten. Die Analyse enthält Berechnungen von Energiekosten und Verlusten sowie CO2-Ausstoß, eine Liste der benötigten Ersatzteile, eine Abschätzung der Instandhaltungsdauer sowie eine Abschätzung der jährlichen Einsparungen an Kosten und CO2 sowie die Amortisationszeit möglicher Maßnahmen.
Online-Portal verschafft Übersicht
Alle Messergebnisse und Analysedaten des Audits werden im webbasierten Energy-Saving-Services-Portal dokumentiert. Dieses Online-Portal mit mobiler App erlaubt Echtzeit-Zugriffe auf alle Daten mit weltweiter Verfügbarkeit und benutzerdefinierte Zugriffsrechte. Alle erfassten Leckagen sind für die schnelle Wiederauffindbarkeit in der Produktion mit einem QR-Code gekennzeichnet.
Auch die nach Priorität gewichteten Handlungsempfehlungen zur Optimierung der Druckluftenergieeffizienz und deren Einsparpotenziale sind im Portal beschrieben. Genauso findet man im Portal die zur Umsetzung der Optimierungsmaßnahmen benötigten Ersatzteile, die direkt mit einem Klick online bestellt werden können. Auf Wunsch können die Spezialisten von Festo den Austausch fehlerhafter Teile wie Schläuche, Verschraubungen, Zylinder und Ventile durchführen und damit für Ersparnisse von bis zu 60 Prozent der Druckluftkosten sorgen. Durchgeführte Optimierungen und beseitigte Leckagen werden im Online-Portal dokumentiert und nachverfolgt.
Der Abschlussbericht des Druckluft-Energieeffizienz-Audits kann für das Energiemanagement nach ISO 50001 verwendet werden. In der Dokumentation sind außerdem die CO2-Emissionswerte der Druckluftanlage ausgewiesen, die Maschinen- und Anlagenbetreiber für ihren Nachhaltigkeitsbericht, zum Beispiel gemäß GRI oder GHG, nutzen können.
Im abschließenden fünften Schritt des Audits erstellen die Energieeffizienz-Experten ein Konzept für ein Druckluft-Monitoringsystem, mit dem die Zustände des gesamten Druckluftsystems überwacht werden können. So haben Anlagenbetreiber immer Transparenz über Durchfluss, Druck und Luftfeuchte, denn das Monitoringsystem überwacht in Echtzeit Parameter und benachrichtigt Anlagenbetreiber bei Unregelmäßigkeiten. Mögliche Überwachungsparameter sind dabei Volumenstrom und Verbrauch, Druck und Drucktaupunkt. „Die laufende Aufzeichnung des Druckluftverbrauchs stellt Energietransparenz her und erlaubt die Planung von Instandhaltungsmaßnahmen zum richtigen Zeitpunkt“ erläutert Lensdorf.
Künstliche Intelligenz
Das Monitoringsystem kann in Zukunft auch von der Software Festo Automation Experience (Festo AX) unterstützt und um ein Predictive Energy Management erweitert werden. Es macht sich dabei künstlicher Intelligenz zunutze, um zu berechnen, wie sich der Zustand einer Anlage in Zukunft verändern wird.
Quelle: Festo
