Wer kennt schon seine Schwachstellen im Druckluftsystem?
Bis zu 60 % der Betriebskosten pneumatischer Anlagen lassen sich einsparen, wenn Anlagenbetreiber die Ergebnisse und Analysen des Druckluft-Energieeffizienz-Audits GFAA von Festo in die Tat umsetzen. Energieeffizienz-Experten von Festo analysieren dabei das gesamte Druckluftsystem in einem ganzheitlichen Ansatz vom Kompressor bis zur Anwendung und empfehlen Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs. Praktisch dabei: Der Klimaschutz ist inklusive, denn die Kosten- und Energieeinsparungen führen natürlich zu geringeren CO2-Emmissionen und höherer Produktivität.
Bei der Analyse der Kostentreiber von Druckluftsystemen fällt auf, dass die Energiekosten der Drucklufterzeugung mit 77 % den Löwenanteil an den Gesamtkosten ausmachen – mit weitem Abstand vor den Investitionskosten von 14 % und den Instandhaltungskosten von 9 %. 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. „Das Druckluft-Energieeffizienz-Audit GFAA von Festo ist dafür das passende Analyse-Tool, um mit dessen Ergebnissen Druckluft effizienter zu erzeugen, weniger Druckluft zu verbrauchen und Druckverluste zu vermeiden“, erklärt Sven Lensdorf, Leiter Sales Operations Services bei Festo.
Fünfteiliges Audit
Das Audit 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 von Festo die Faktoren der Drucklufterzeugung. Sie analysieren die Kompressorleistung, die Auslastung bzw. den Nutzungsgrad und mögliche Einsparungen an Druckluft, CO2 sowie die 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 Lensdorf. 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 von Festo 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 von Festo 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% 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.
Transparenz dank Druckluft-Monitoring
Im abschließenden fünften Schritt des Audits erstellen die Energieeffizienz-Experten von Festo 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 – ein praktisches Tool zur Verbesserung der Gesamtanlageneffektivität (OEE). 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 zu Nutze, um zu berechnen, wie sich der Zustand einer Anlage in Zukunft verändern wird. So können Anwender früher agieren, um den Energieverbrauch gezielt zu senken.
Festo ist gleichzeitig Global Player und unabhängiges Familienunternehmen mit Sitz in Esslingen am Neckar. In der industriellen Automatisierungstechnik und technischen Bildung setzt Festo seit seinen Anfängen Maßstäbe und leistet damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung von Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft. Das Unternehmen liefert pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik für 300.000 Kunden der Fabrik- und Prozessautomatisierung in über 35 Branchen. Wachsende Bedeutung erhalten Bereiche wie Digitalisierung, KI sowie LifeTech mit Medizintechnik- und Laborautomation. Produkte und Services sind in 176 Ländern der Erde erhältlich. Weltweit rund 20.600 Mitarbeitende in rund 60 Ländern mit über 250 Niederlassungen erwirtschafteten 2023 einen Umsatz von ca. 3,65 Mrd. €. Davon werden jährlich rund 7 % in Forschung und Entwicklung investiert. Im Lernunternehmen beträgt der Anteil der Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen 1,5 % vom Umsatz. Festo Didactic SE ist führender Anbieter in technischer Aus- und Weiterbildung und bietet seinen Kunden weltweit umfassende digitale und physische Lernlösungen im industriellen Umfeld an.
