Probroed & Sloot mit Hauptsitz im niederländischen Groenlo produziert in fünf eigenen Brütereien Eintagesküken. Um in der Produktion noch mehr Energie einzuparen, wechselte das Unternehmen die Antriebe der Umwälz-Ventilatoren aus. (Bild: Probroed & Sloot)
Nachhaltigkeit ist auch in Brütereien ein heißes Thema. Das niederländische Unternehmen Probroed & Sloot suchte nach neuen Lösungen zur Reduzierung des Energiebedarfs. Einsparungspotenzial findet sich unter anderem in den Antrieben der 200 Umwälz-Ventilatoren.
Damit aus einem Ei ein gesundes und leistungsfähiges Masthähnchen wird, ist eine komplexe Geflügelproduktionskette erforderlich. Probroed & Sloot mit Hauptsitz im niederländischen Groenlo hat sich auf den Brutvorgang spezialisiert: In fünf eigenen Brütereien in den Niederlanden und Deutschland produziert das Unternehmen Eintagesküken. Neben der Rückverfolgbarkeit eines jeden Kükens durch ein spezielles Track-and-Trace-System, will das Unternehmen auch in Sachen Nachhaltigkeit und Energieeinsparungen investieren.
Bild: Probroed & Sloot
So wird beispielsweise die Wärme aus der Abluft zurückgewonnen und weiter genutzt. Als bisher jüngsten Optimierungsschritt nahmen sich der Spezialist für Brütereien die Umwälz-Ventilatoren in den Brutkammern vor. Etwa 200 davon laufen allein am Standort Groenlo und das an sieben Tagen in der Woche rund um die Uhr. Angesichts dieser Dauerbelastung lohnen sich insbesondere Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz.
Elektronische Regelung
Schon vor der aktuellen Modernisierung der Ventilator-Antriebe setzte man hier auf Frequenzumrichter-getriebene Asynchronmotoren. Denn die elektronische Regelung der Motor-Drehzahl trägt wesentlich dazu bei, Energie einzusparen. Vor allem unter diesem Aspekt beschäftigt sich die europäische ErP-Richtlinie (Energy-related Products), auch Ökodesign-Richtlinie genannt, mit dem Einsatz von Frequenzumrichtern.
Mit einem V1000-Umrichter bildet der Motor ein effizientes Antriebspaket. Bild: Probroed & Sloot
Sie wurde 2005 von der Europäischen Kommission verabschiedet, um die umweltgerechte Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte auf EU-Ebene zu regeln. Zwei entscheidende Arbeitsphasen sind inzwischen bereits abgeschlossen. Anfang 2015 begann die dritte.
In den ersten zwei Arbeitsphasen wurden vorrangig Anforderungen an die Effizienz einzelner Produkte definiert. So haben zum Beispiel aus der ErP-Richtlinie resultierende Mandate dazu geführt, dass seit 2011 nur noch Motoren der Effizienzklasse IE2 oder besser in Verkehr gebracht werden dürfen. Auch die zuvor bei Probroed & Sloot eingesetzten Antriebe entsprachen dieser Effizienzklasse.
Höhere Effizienz
Eine generell höhere Effizienz bieten Permanentmagnet-Motoren (PM-Motoren), die im Unterschied zu Asynchronmotoren auf jeden Fall mit einem Frequenzumrichter angesteuert werden müssen. Sie erfüllen heute standardmäßig die Anforderungen der IE3 (Premium Efficiency Class). Inzwischen sind jedoch auch hocheffiziente PM-Motoren verfügbar, die die Anforderungen der in den Normen genannten höchsten Effizienzklasse IE4 gemäß IEC TS 60034-31 erreichen oder gar übertreffen.
Einbausituation bei Probroed & Sloot mit drei V1000-Frequenzumrichtern von Yaskawa. Bild: Probroed & Sloot
Vor diesem Hintergrund entschloss sich das Unternehmen, Modelle verschiedener Hersteller einem Praxistest zu unterziehen. Dafür wurden einzelne Brutkammern jeweils zur Hälfte mit neuen Ventilator-Antrieben ausgestattet. Sechs Ventilatoren arbeiten in einer Kammer, drei links und drei rechts. Durch den Versuchsaufbau konnten also die Verbrauchswerte der drei bestehenden Asynchronmotoren mit denen der drei neuen Motoren unter absolut identischen Bedingungen verglichen werden.
In den Tests setzte sich der Permanent-Magnet-Motor SPRiPM (Super-Premium-IPM-Motor) von Yaskawa durch. Dieser Hocheffizienz-Motor wird als Antriebspaket zusammen mit dem Frequenzumrichter V1000 angeboten und deckt einen außergewöhnlich weiten IE4-konformen Bereich ab. Die gemessenen Energieeinsparungen lagen – im Vergleich zu den IE2-Asynchronmotoren – bei 14 Prozent im Nennpunkt und bei 50 Prozent im für die Anwendung wichtigeren Teillastbereich.
Kompaktes Design
Über die Energieeffizienz hinaus zeichnet sich der Motor durch sein kompaktes Design aus. PM-Motoren sind konstruktionsbedingt deutlich kleiner und leichter als ein vergleichbarer Asynchronmotor. Bei der Neuentwicklung konnten die Größe nochmals reduziert werden, sodass der neue Motor bis zu 40 Prozent kleiner ist als ein entsprechender Asynchronmotor.
Der Permanent-Magnet-Motor SPRiPM erfüllt die Hocheffizienz-Anforderungen der Effizienzklasse IE4 gemäß IEC TS 60034-31. Bild: Yaskawa
Dies entspricht einer zwei Standardgrößen kleineren Rahmen-Abmessung. Zudem hat er ein um 50 Prozent geringeres Gewicht und 60 Prozent weniger Massenträgheit. Das bedeutet eine um 60 Prozent schnellere Anlauf- und Auslaufzeit.
In Kombination mit dem Yaskawa V1000-Umrichter bildet der Motor ein technisch einheitliches IE4-Antriebspaket für viele Anwendungen. In der Umrichter-Software sind die motorspezifischen Parameter bereits integriert. Der Anlagenbauer muss das Motor-Umrichter-Paket also nur noch anschließen.
Bei Anwendungen mit variablem Drehmoment wie bei Ventilatoren, bringt der „Fliegende Start“ positive Effekte: Etwa bei einem Stromausfall dreht das Lüfterrad noch nach. Der Motor und der Frequenzumrichter erfassen die Geschwindigkeit bis hinunter zu fünf Prozent der Nenndrehzahl und ermöglichen ein optimales Wiederanfahren. hei
Autor: Stephan Hensel, Yaskawa