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Co-funded by the Intelligent Energy Europe

Programme of the European Union 1 Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung


Programme of the European Union


Programme of the European Union 2

Überblick

Einführung

Theorie

Übungsaufgaben

Geschäftsfall

Zusammenfassung

Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung





Die Situation

• Durch steigende Energiepreise wird es notwendig sich nach

Alternativen umzuschauen wie z.B. flexible Energiepreise

• Textilmaschinen bieten Energieeinsparpotentiale

• “Eine Einteilung der Textilmaschinen in Energieeffizienzklassen

[…] ist nicht ohne weiteres durchführbar“ [1, p.7]

• Nachhaltig produzierte Produkte werden immer wichtiger

• Betreiber von Anlagen müssen die EU-Richtlinien (2010/75/EU)

befolgen




“Einfluss auf die Energieeffizienz haben der

Maschinenbetreiber, die Anforderungen an das textile Produkt, das

Material, der Faserlieferant und der

Maschinenhersteller.“.[1, p.7]

Dieses Problem betrifft die gesamte

Wertschöpfungskette






Gründe für den Mehrverbrauch

I. Mehrverbrauch verursacht durch

technische Probleme

II. Mehrverbrauch verursacht durch

Verhaltens-/ organisatorische Probleme






I. Mehrverbrauch verursacht durch technische

Probleme:

– Mehrfach am Tag werden Maschinen An & Aus geschaltet

– Der Nutzungsgrad wird nicht optimal ausgenutzt

– Häufige Maschinenstillstandszeiten

– Unsachgemäße Wartung von Maschinen

– Keine optimalen Maschineneinstellungen

– “Mangelnde Wartung von Textilmaschinen oder der Einsatz von

minderwertigen Verschleißteilen reduzieren deren Wirkungsgrad und

erhöhen den Energieverbrauch.” [1, p.9]







I. Mehrverbrauch verursacht durch technische

Probleme (Fortsetzung):

– Verwendung von Motoren mit fester Drehzahl

– Verwendung von wenig effizienten Motoren

– Verwendung von Rückspulmotoren

– Verwendung von Motoren mit Direktstart

– Verwendung von Stern-/ Dreieckstarter in größeren Motoren

– Nicht kompensierte Blindenergie

– Phasenungleichgewicht aufgrund der schlechten Verteilung der

einphasigen Geräte







I. Mehrverbrauch verursacht durch

Verhaltens-/ organisatorische Probleme:

– Schlechte Auftragsplanung

– Häufige Einzelbearbeitung der Aufträge

– Die Produktion erfolgt zu der Tageszeit,

wenn die Energiepreise am höchsten sind

– Unnötiges Laufen der Maschinen

– Niedriglastschema

– Hohe Ausfallzeiten zwischen den Aufträgen







Politische Aspekte

• “Die klima- und energiepolitischen Ziele der Europäischen

Union bringen neue Herausforderungen […] Bis zum Jahr

2020 sollen die CO2-Emissionen um 20 Prozent reduziert

werden.”[17]

• Die Politik ermutigt die Industrie, sich strategisch dem

Energieverbrauch zu widmen

• Unter anderem sind Politik und Wirtschaft dazu verpflichtet,

die Energieeffizienz von Produkten zu kennzeichnen

• In der Europäischen Union basiert eine

Produktionsgenehmigung auf den besten verfügbaren

Techniken (BVT)






Was muss getan werden?






Die Herangehensweise

I. Technische Probleme

II. Verhaltens-/ organisatorische

Probleme







I. Technische Probleme:

1. Vermeidung von unnötigem Ein/Ausschalten

der Maschinen

2. Korrekte Verwendung der Maschinen

3. Abfälle vermeiden/ Ausschussrate reduzieren

4. Vermeidung von Spitzenlasten

5. Bedienen von Maschinen bei Volllast

6. Aufrüsten der vorhandenen Systeme







II. Verhaltens-/ organisatorische

Probleme :

1. Schichtarbeit

2. Schulung der Mitarbeiter

3. Definition von Messgrößen

4. Aufträge steuern






I. Technische Probleme.






1. Vermeidung von unnötigem Ein/Ausschalten der Maschinen

• “Durch die geeignete Koordinierung von An- und

Abfahrtszeiten der Maschinen sind:

– Amortisationszeiten von unter einem Jahr

– Rentabilität von weit mehr als 20% erreichbar”

[13, p.1]

• Kostenreduzierung und Emissionsreduzierung

durch Wärmeverbrauchsreduzierung






2. Korrekte Verwendung der Maschinen

a) Genaue Produktionsparameter

b) Ordnungsgemäße, jährliche

Maschinenpflege

c) Geeignete Ersatzteile






2a. Genaue Produktionsparameter

• Der Einsatz von drehzahlgeregelten Antrieben (FU) kann

zu erheblichen Energieeinsparungen führen.

• Die Anpassung der Verarbeitungsgeschwindigkeit an

den aktuellen Strombedarf ist am effizientesten mit

Regelmotoren, verbunden mit einer besseren

Prozesskontrolle, weniger Verschleiß der mechanischen

Ausrüstung und weniger Schallemissionen

• Verringerte Temperatureinstellungen während den nicht

Produktionszeiten (programmierbare Steuerung)






2b. Maschinenpflege

• Regelmäßige und vorbeugende Wartung ist wichtig

• Studien aus Laboruntersuchungen bestätigen,

dass mangelhafte Motor Reparaturpraktiken die

Motorleistung reduzieren:

– Typischerweise zwischen 0,5 und 1%

– Manchmal bis zu 4 % oder sogar noch mehr, bei alten Motoren

• Das Zurückspulen eines Motors kann seine Effizienz dauerhaft um

mehr als 1% senken

• Genaue Aufmerksamkeit muss dem Reparaturprozess und der

Reparaturfirma entgegen gebracht werden






2c. Ersatzteile

• Stellen Sie sicher, dass die Ersatzteile

perfekt passen

• Manchmal ist es besser Motoren zu

ersetzten, anstatt sie zu reparieren






3. Abfälle vermeiden/ Ausschussrate reduzieren

• Materialeffizienz bedeutet auch Energieeffizienz

• Entwicklung von Prozessen, um Abfälle zu

vermeiden oder zumindest die Ausschussrate zu

reduzieren

• “Jeder Fehler, der direkt nach der Entstehung oder

in einem nachfolgenden Prozessschritt behoben

werden muss, kostet zusätzliche Energie“ [1, p.25]






4. Vermeidung von Lastspitzen

• Lastspitzen werden durch unkontrollierte

An-und Abfahrzyklen verursacht

• Geeignete Koordinierung der An- und

Abfahrzyklen reduziert die Stromkosten

• ”Die Vermeidung von Lastspitzen kann

sich in weniger als einem Jahr

amortisieren” [6, p.2]






5. Bedienen von Maschinen bei Volllast

• Beseitigung von unwirtschaftlichen Stand-by Perioden

• Aufrechterhaltung der Wärmezufuhr nur wenn absolut notwendig

• Vermeidung von langen Stillstandszeiten zwischen den Chargen

• Umgehung von Niedriglastsystemen

• Obwohl bei voller Leistung mehr Strom als im Teillastbetrieb erforderlich

ist, ist der Energieverbrauch pro Produktionseinheit niedriger

• Kostenreduzierung und Emissionsreduzierung durch

Wärmeverbrauchsreduzierung






6. Aufrüsten der vorhandenen Systeme

• Effiziente Antriebe

• Verwendung moderner Geräte

• Einsatz von Sensoren und Messsysteme

“Neuinvestitionen oder die Nachrüstung bestehender Anlagen können

sich in 2-3 Jahren amortisieren“ [13, p.1]






II.Verhaltens-/ organisatorische Probleme.






1. Schichtarbeit

• Verlagerung von energieintensiven

Prozessen in Richtung von billigeren

Zeitnischen

• Schichtarbeit am Wochenende

• Zu der Tageszeit arbeiten, in der

Energiekosten am niedrigsten sind






2. Schulung der Mitarbeiter

• Sicherstellen, dass jeder weiß: Maschinen nicht

einzuschalten ohne jegliche Notwendigkeit

• Sorgen Sie für eine optimale Nutzung der Maschinen

• Ernennen Sie einen Verantwortlichen, welcher

Maßnahmen im Bereich der Energieeffizienz initiiert

• Schulen Sie alle Mitarbeiter, manuelle Kontrollen zu

durchzuführen, um somit Möglichkeiten zur

Energieeinsparung zu erkennen

• Motivieren Sie ihre Mitarbeiter, energieeffizient zu

handeln






3. Definition von Messgrößen

• Sammeln Sie Daten über:

– Motortyp

– Eingesetzte Leistung

– Energieeffizienzklasse (Zusammenstellung pro

Maschinentyp und Anzahl der pro Typ

installierten Maschinen)

– Durchschnittliche Maschinenlaufzeit

• Dieses Verfahren ist hilfreich um

Energieeinsparpotentiale oder

Verbrauchsoptimierungen zu identifizieren






4. Aufträge steuern

• Wenn möglich Aufträge zusammenfassen

• Optimierung der Prozessabläufe

• “Berücksichtigen Sie bei der Planung von

Produktionsabläufen die dazugehörige

Energieversorgung“ [11,p.10]




Übungsaufgaben.






Welche Antwort ist ein Thema für den

technischen Mehrverbrauch?

a) Aufträge werden häufig einzeln

bearbeitet

b) Häufige Maschinenstillstandszeiten

c) Schlechte Auftragsplanung

Übung-1: Mehrverbrauch






Übung-2: Maschinenlaufzeit

Ist es effizient Maschinen während

einer kurzen Kaffeepause

auszuschalten?

a) Es hängt davon ab: Ja (eine Bohrmaschine)

b) Es hängt davon ab: Nein (ein Stückfärbekessel)






Übung-3: Die Wartung

Das Zurückspulen eines Motors kann

dauerhaft?:

a) Seine Effizienz um mehr als 1 % reduzieren.

b) Seine Effizienz um mehr als 10 % reduzieren.

c) Seine Effizienz um mehr als 0,4 % reduzieren.






Lückentext

Tragen Sie die richtigen

fehlenden Worte ein.

Energieeffizienz ist ein Problem, welches

betrifft.

nur Unternehmen nur die Regierung

bloß den Maschinenbauer die gesamte Wertschöpfungskette

einzig die Industrie einzig die Zulieferer bloß den Verbraucher






Lückentext

Tragen Sie die richtigen

fehlenden Worte ein.

Energieeffizienz ist ein Problem, welches

die gesamte Wertschöpfungskette betrifft.

nur Unternehmen nur die Regierung

bloß den Maschinenbauer die gesamte Wertschöpfungskette

einzig die Industrie einzig die Zulieferer bloß den Verbraucher






Praxisbeispiel-1: Volllast

Energieeffizienz durch Volllast

Nicht nur weniger Energie, sondern auch weniger Arbeit pro

Produktionseinheit

Quelle: http://www.swisstextiles.ch/cms/upload/dokumente/umwelt/energie_textil.pdf

Volllast [kW] 50

oder

Teillast [kW] 35

Arbeitszeit [h] 4000 Arbeitszeit [h] 8000

[kWh/a] 200000 [kWh/a] 280000






Volllast: 50 kW 200000 kWh/a

Arbeitszeit: 4000 h

Arbeitszeit: 8000 h

Teillast: 35 kW 280000 kWh/a

Praxisbeispiel-1: Volllast






Tagesbedarfsprofile der elektrischen Leistung eines Textilbetriebes über einen Monat [6, p.4]

• Die Analyse des Strombedarfprofils gibt Aufschluss über Spitzenlastzeiten und

die Möglichkeiten zur Kostensenkung durch Lastmanagement

• Die größten Lastspitzen treten durchweg im Zeitraum von 10 bis 12 Uhr auf

• Wenn möglich sollten Produktionsprozesse aus dieser Zeit in den späten

Nachmittag verlagert werden

Quelle: Land und Wirtschaft NRW: Rationelle Energienutzung in der Textilindustrie

Praxisbeispiel-2: Lastspitzen






Rückblick • Energieeffizienz ist seit langem zu einer politischen Leitlinie

geworden

• Überschüssiger Energieverbrauch durch Nutzung und

Produktionsmaschinen wird durch technische als auch

Verhaltens/ organisatorische Probleme verursacht

• “Ein effizienter Umgang mit Energie kann die

Wettbewerbsfähigkeit steigern und damit die Zukunft der

Betriebe sichern.” [7,p.2]

• Kleine, wirksame Sparmaßnahmen können an vielen Stellen

bereits durch kleine Verhaltensänderungen sowie Sanierungen

oder niedrige Investitionen erreicht werden






Referenzen-1

[1] VDMA Textile Machinery: Conserving resources – securing savings-potential. The comparison,

measuring and labellingof energy-efficient textile machinery.

[2] CITEVE (2013): Critical Energy Saving Points for the Clothing Manufacturing Process/Factory

Enviroment, Deliverable D3.1

[3] SESEC (2013): Savings potential, Deliverable D2.3

[4] SESEC (2013): Energy data, Deliverable D2.2 v0.2

[5] SESEC (2012): Energy Saving Methodology, Deliverable D2.1

[6] Land und Wirtschaft NRW: Rationelle Energienutzung in der Textilindustrie

[7] EnergieAgentur. NRW (2012): Leitfaden. Effiziente Energienutzung in der Textilveredlung

[8] SwissTextiles: Energie & Textil

URI: http://www.swisstextiles.ch/cms/upload/dokumente/umwelt/energie_textil.pdf

[9] Hasanbeigi, A.; Hasanabadi, A.; Abdorrazaghi, M.: Energy Efficiency Technologies and

Comparing the Energy Intensity in the Textile Industry

URI: http://www.aceee.org/files/proceedings/2011/data/papers/0085-000041.pdf

[10] Hasanbeigi, Ali (2010): Energy-Efficiency Improvement Opportunities for the Textile Industry

URI: http://escholarship.org/uc/item/6jw8s2gz#page-5

[11] Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) (2009): Leitfaden für effiziente Energienutzung in

Industrie und Gewerbe

URI: http://www.muenchen.ihk.de/de/innovation/Anhaenge/Leitfaden-Energieeffizienz-in-

Industrie-und-Gewerbe.pdf






Referenzen-2

[12] SUBRAMANIAM, S. K. ; HUSIN, S. H.; YUSOP, Y.; HAMIDON, A. H. : Machine efficiency and man

power utilization on production lines

URI: http://www.wseas.us/e-library/conferences/2008/tenerife/CD-CSECS/papers/CSECS05.pdf

[13] Rouette, H.K.; Tönsing, E. (1999): Rationelle Anwendung von Strom in der Textilindustrie

URI: mobile.energieverbraucher.de/files/download/file/0/1/0/230.pdf

[14] Amtsblattder EuropäischenUnion (2010): RICHTLINIE 2010/75/EU DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS

UND DES RATES

URI: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:334:0017:0119:de:PDF

[15] Umweltbundesamt (2011): UMWELTSTANDARDS IN DERTEXTIL- UND SCHUHBRANCHEEIN LEITFADEN

AUF BASIS DER BVT-MERKBLÄTTER DER EU

URI: http://www.umweltbundesamt.de/en/publikationen/umweltstandards-in-textil-

schuhbranche

[16] Europäische Kommission Generaldirektion Energie und Verkehr (2007): Vision 2020:

Energiesparen!

URI: http://ec.europa.eu/energy/action_plan_energy_efficiency/doc/2007_eeap_de.pdf

[17] Enterprise Europe Network:

URI: http://www.steinbeis-europa.de/optimes.html






Bilder-1

• Folie 1

Thomas Totz: Vor dem Abriss - old factory

URI: http://www.flickr.com/photos/def110/2750709197/sizes/l/in/photostream/

License: CC BY-SA 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/)

• Folie 2

Calsidyrose: Vintage compass on a vintage map

URI: http://www.flickr.com/photos/calsidyrose/4925267732/sizes/l/in/photostream/

License: CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)

• Folie 3

Tony Hisgett: Old Engineering works bw

URI: http://www.flickr.com/photos/hisgett/3617901120/sizes/l/in/photostream/

License: CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/deed.de)

• Folie 4

Children's Bureau Centennial: LC-DIG-nclc-01581

URI: http://www.flickr.com/photos/67331818@N03/8549485412/sizes/l/in/photostream/


• Folie 5

Flattop341: Guatemala tip #378 When there is a local demonstration blocking the highway follow the Chicken

Buses.

URI: http://www.flickr.com/photos/flattop341/12392909994/sizes/o/in/photostream/







Bilder-2

• Folie 6

Children's Bureau Centennial: LC-DIG-nclc-02304 Boy Mill Doffer

URI: http://www.flickr.com/photos/67331818@N03/8548362217/


• Folie 7-10, 18+28

Ralphbijker: motion gears -team force

URI: http://www.flickr.com/photos/17258892@N05/2588347668/sizes/o/in/photostream/

License:CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)

Watchsmart: Post it Notes

URI: http://www.flickr.com/photos/watchsmart/3227691975/

License:CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)

• Folie 11

Children's Bureau Centennial: LC-DIG-nclc-01379 Child Labor Industrial



• Folie 12

Children's Bureau Centennial: LC-DIG-nclc-02100 Girls Yarn Mill








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• Folie 13

MCAD Library: In Politics



• Folie 14

Véronique Debord-Lazaro: What?

URI: http://www.flickr.com/photos/debord/4932655275/sizes/o/in/photostream/


• Folie 15-17

Boston Public Library: Tourist guide post at Sarasota, Florida

URI: http://www.flickr.com/photos/boston_public_library/8071411571/sizes/l/in/photostream/


• Folie 19

Cristian Menghi: ON-OFF

URI: http://www.flickr.com/photos/cmenghi/5600975060/sizes/l/in/photostream/


• Folie 20

Evan Hahn: Thumbs Up (simple)

URI: http://www.flickr.com/photos/evanhahn/5245014492/sizes/l/in/photostream/







Bilder-4

• Folie 21

Andy Maguire: Numbers

URI: http://www.flickr.com/photos/andymag/9825503886/sizes/l/in/photostream/


• Folie 22

Brewbooks: US Navy Cryptanalytic Bombe

URI: http://www.flickr.com/photos/brewbooks/3318600273/sizes/l/in/photostream/


• Folie 23

Frédéric BISSON: Machine à coudre Novella

URI: http://www.flickr.com/photos/zigazou76/7859020502/sizes/l/in/photostream/


• Folie 24

Oatsy40: Rubbish

URI: http://www.flickr.com/photos/oatsy40/7631270960/sizes/l/in/photostream/


• Folie 25

Arthur Chapman: Buffalo road sign at Delta Junction, Alaska

URI: http://www.flickr.com/photos/arthur_chapman/3906188053/sizes/l/in/photostream/







Bilder-5

• Folie 26

Greg Walters: Full Load

URI: http://www.flickr.com/photos/gregwalters/2069876851/sizes/l/in/photostream/


• Folie 27

Alex Roberts: System Update

URI: http://www.flickr.com/photos/bovinity/2125620107/sizes/o/in/photostream/


• Folie 29

Xiaojun Deng: Queue

URI: http://www.flickr.com/photos/hktang/4243300265/sizes/l/in/photostream/


• Folie 30

Daniel R. Blume: Teaching

URI: http://www.flickr.com/photos/drb62/2474763910/sizes/o/in/photostream/


• Folie 31

Aussiegall: Measuring time

URI: http://www.flickr.com/photos/aussiegall/286709039/sizes/o/in/photostream/







Bilder-6

• Folie 32

Erix: A blessed appetit

URI: http://www.flickr.com/photos/erix/4770458552/sizes/l/in/photostream/

License: http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/deed.de

• Folie 33

Olga Filonenko: 16/365 - Old armchairs and books

URI: http://www.flickr.com/photos/olfiika/7815553018/sizes/l/in/photostream/

License: CC BY-SA 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/)

• Folie 42

Julian Jensen: 24. 20º

URI: http://www.flickr.com/photos/lnight/4028151256/in/photolist-78Xk2J-7c19tz-7gzvc6-7gCsEx-7gFKjf-7gGoSL-7gGoVL-7gGoZQ-i6ycVY-dahSFQ-bsaUTo-bumUM1-bpuN2F-bpun5Z-bpua4n-bpuSSt-bpuFrR-bpuYcp-bpuq8r-bpv5VB-bpu4eM-bpuR3K-bpuRZD-e72r4y-bptUwi-bptWpa-bpuA2z-bpuYNZ-9RDvTj-bptTnr-bpuW44-j5MWyB-bpuCMD-kUQ7DB-bpv4qB-bFajee-9RwXmX-9RzRcw-9RzRbA-9RzRdA-9mLpgF-9mPqVh-9mLpST-9mPqqb-9mPpT9-9mLox4-9mPtSf-9mPoXm-9mPtwA-jftdGz-8XHEA6/


• Folie 44

Cherif, Chokri (2011): Textile Werkstoffe für den Leichtbau (p.493)

• Folie 45

Land und Wirtschaft NRW: Rationelle Energienutzung in der Textilindustrie (p.4)






Bilder-7

• Folie 46

PhotoAtelier: Mission-Mill-8

URI: http://www.flickr.com/photos/glenbledsoe/5028109720/sizes/l/in/photolist-8EjnQU-brtt3L-8zGrko-8LjLGt-

aeq4yQ-aengrD-aengkc-8AuZ5G-aengyZ-a4NSy8-a4RKJ9-a4NSK4-a4RMky-a4RLrU-a4RKv7-dG7HK4-8Bmk9J-eT4GMH-avtKTw-eTg6UL-9cCyfX-abBKKA-8XJqJC-gofyRf-bXgFmt-8aujgA-8JRhSm-dZxhcQ-dZrz8v-gT16aP-eUFki6-eUSEuf-eUSEmE-eUSF8o-eUFken-eUFkQ6-eaLxVh-fYjb3V-aAmpVK-aAmwxe-aApdHQ-aAp6H5-aAmv7M-aAmxdc-aApv7y-aAmL7K-aAmvGi-aApaSU-aAmxWF-aAmqFt-aAmz7i/


• Folie 47

Flattop341: Timeline

URI: http://www.flickr.com/photos/flattop341/352434831/sizes/o/in/photostream/



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