Energieeffiziente Aufzüge

Der Aufzug als modernes Transportmittel. Die vier Schlüssel­bereiche heißen Zutrittskontrolle, Zielleitsystem, Anlagenüberwachung sowie Informations- und Kommunikationssystem.

von 0 Minuten Lesezeit

Der Aufzug als modernes Transportmittel. Die vier Schlüssel­bereiche heißen Zutrittskontrolle, Zielleitsystem, Anlagenüberwachung sowie Informations- und Kommunikationssystem.

Aufzugsunternehmen können tatsächlich einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz von Gebäuden leisten. Günter Baca, Marketingdirektor beim Aufzugshersteller Kone, weiß, dass der innerhalb von Gebäuden anfallende Energiebedarf heute ca. 40 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs ausmacht: „Dabei können bis zu 10 Prozent dieser Energie auf die im Gebäude eingesetzten Aufzüge entfallen.“ Man schätzt den Energieverbrauch der weltweiten Aufzugspopulation (rund 12 Millionen Anlagen) auf 38 TW/h pro Jahr – das entspricht der Produktionskapazität von vier Kernkraftwerken. Dementsprechend groß ist das Potential zur Einsparung, beschreibt Baca die Fortschritte anhand eines hauseigenen Modells: „Der MonoSpace ist heute bis zu 90 Prozent energieeffizienter als unsere Aufzüge in den 1990er Jahren.“ Die Treiber dieser enormen Verbesserung sind vielfältig, so Baca weiter, wobei wichtig ist, den Aufzug als Gesamtheit zu erfassen und nicht bloß als „Kraftfahrzeug“: „Ich verwende dafür gerne den Ausdruck des ‚Kraftstehzeugs‘ “, erläutert der Marketingleiter einen Zwiespalt: „Optimierungen im Fahrtbedarf sind typischerweise deutlich aufwändiger und bringen in den unteren Nutzungskategorien - Wohnhaus Kategorie 1-3 nach VDI 4707 - keinen merklichen Vorteil in der Energieeffizienz.“ Mit dem MonoSpace-Standard-Aufzug könne man problemlos einen kostengünstigen und energieeffizienten Aufzug der Effizienzklasse A realisieren. Kurzum: Bei einem Aufzug mit geringer Nutzung (Nutzungskategorie 1 und 2) sollte insbesondere der Stillstandsbedarf optimiert werden, während bei verstärkter Nutzung (Nutzungskategorie 3,4 und 5) ein geringer Fahrtbedarf wichtig ist.

Sparsame Beleuchtungskonzepte

Bei Otis erkennt man auch, dass immer mehr Hausverwaltungen neben der Funktionalität der Aufzugsanlage auch auf eine andere Eigenschaft viel Wert legen: Nachhaltigkeit. „Energieeffizienzklasse A und umweltfreundliche Produktionsbedingungen geraten mehr und mehr in den Mittelpunkt, denn Menschen beginnen, ihre Umwelt mit anderen Augen zu sehen“, erzählt Otis-Geschäftsführer Roman Teichert. Otis bietet bereits seit geraumer Zeit mit der GeN2-Technologie die höchste Energieeffizienz als Standard in seinen Aufzügen, so Teichert: „Regenerative Antriebe und sparsame Beleuchtungskonzepte erlauben es, während der Aufzugsfahrten bis zu 75 Prozent Energie einzusparen. Somit helfen wir dem Liftbetreiber, Betriebskosten zu sparen“, erläutert der Otis-Chef. Moderne Technologien sind effizienter und leistungsfähiger als noch vor vielen Jahren. Und neben diesen Einsparungen hat sich auch die Größe der Komponenten erheblich verringert: So sind Antriebsmaschinen derzeit nur etwa halb so groß. Die neue Otis-Aufzugsgeneration kann ebenfalls mittels alternativer Energieformen wie Wind- bzw. Solarkraft betrieben werden. Teichert: „Integrierte Stromspeicher erlauben es, die durch Solarpaneele erzeugte Energie für netzunabhängige Fahrten zu nützen, und sie ermöglichen absolute Ausfallsicherheit: Selbst im Falle eines Blackouts sind noch bis zu 100 Aufzugsfahrten möglich“, erzählt Teichert.

LED ist Standard

Die Frage der Betriebskostenoptimierung ist auch für Lifthersteller Schindler eine wesentliche, wobei zwischen Neuanlage und einer zu modernisierenden Anlage unterschieden wird. Neuanlagen sind heute grundsätzlich auf einen energieeffizienten Betrieb ausgelegt, heißt es, die Bandbreite der Basiskonfiguration reicht von energiesparenden getriebelosen Antrieben über elektronische Steuerungen bis zu besonders elastischen Tragmitteln, die herkömmliche Stahlseile ersetzen. Wände mit Wabenstruktur machen den Aufzug noch leichter. Mit Modellen wie Schindler 3300 und 5500 gibt es darüber hinaus regenerative Antriebe als Standardoption, wodurch Strom wieder ins Netz gespeist werden kann. Kosteneinsparungspotential findet sich ebenso in den Bereichen der Steuerungs- und Beleuchtungstechnologie, heißt es bei Schindler weiter. Für Anlagen mit hohen Stillstandszeiten biete sich der Einbau einer Standby-Schaltung an. Die LED Beleuchtung ist im Aufzugsbau bereits zum Standard geworden, man findet sie heute auch in Bedientableaus, Etagenanzeigern und der Kabinenbeleuchtung. Beim Thema energieeffiziente Aufzugstechnik sollte in jedem Fall die Energieeffizienz der Gebäudehülle mitbetrachtet werden. Bei Schindler gebe es das Schachtentlüftungssystem HVS, heißt es, durch die der Wärmeenergieverlust durch den Aufzugsschacht deutlich reduziert werden kann. Eine Technologie, die auch bei Kone-Modellen zu finden ist.

Effizienz zeigt sich aber auch am Beispiel des reibungslosen Transports von 1.000 Menschen in einem Gebäude innerhalb kürzester Zeit (Stoßzeiten): „Sämtliche Gebäudenutzer wollen effizient, schnell und sicher von A nach B gebracht werden. Unnötige Fahrten sollen genauso wie Zwischenstopps vermieden werden. Mit unserem Verkehrsmanagementsystem PORT setzen wir genau hier an“, heißt es bei Aufzugsbauer Schindler. Um die Energiekosten langfristig zu senken, muss es nicht zwangsläufig ein neuer Aufzug sein. Durch gezielte Modernisierungsmaßnahmen kann man bei Bestandsanlagen einiges erreichen, moderne Antriebe und Steuerungen können nachträglich eingebaut werden.

Modernisierung im Bestand

Kone-Marketingchef Baca zitiert aus der eigenen Praxis: „Prominentes Beispiel einer energieeffizienten Modernisierung von Wohnhausanlagen ist der Block C des Wohnparks Alt Erlaa, der mit einer Energieersparnis von 80 Prozent durch den Betreiber bestätigt wurde.“ Einen besonderen Effizienzanspruch will Kone in Sachen Personenfluss-Lösungen anbieten. Geschäftsführer Gernot Schöbitz: „Mit unserem System People Flow Intelligence werden die automatischen Türen und Tore mit seinen Aufzügen so vernetzt, dass das smarte Gebäude bereits beim Betreten den Zielort der Benutzer erkennt.“ Die vier Schlüsselbereiche heißen Zutrittskontrolle, Zielleitsystem, Anlagenüberwachung sowie Informations- und Kommunikationssystem. Das ermöglicht maximale Sicherheit und bequemen und effizienten Verkehrsfluss, ist Schöbitz überzeugt, denn es gebe dadurch weniger überfüllte Kabinen, kürzere Warte- und Fahrzeiten und weniger unnötige Stopps. Die Steuerung erfolgt über intuitive Touchscreens, die allen Fahrgästen eine komfortable Benutzung erlauben. Sowohl während der Aufzugsfahrt, waber auch auf dem Weg zum Aufzug unterstützen Informationsbildschirme die Benutzer als Leitsystem.

Wo die Reise hingeht

Die Aufzugstechnik hat sich, für den Benutzer oft unsichtbar, in den letzten Jahren und Jahrzehnten stark weiterentwickelt. Bei Otis kann beispielsweise der regenerative Antrieb auch im Zuge einer Modernisierung eingebaut werden: „Die während der Fahrt und des Bremsvorgangs entstehende überschüssige Energie kann sowohl in die Batterie des Aufzugs als auch in das gebäudeinterne Stromnetz eingespeist werden. So sind Energieeinsparungen von bis zu 75 Prozent möglich“, erzählt Otis-Chef Teichert. „Der Trend in der Umrüstung geht mit Sicherheit in Richtung energieautarke Fortbewegung. Der Antrieb mittels Wind- oder Solarkraft gewinnt mehr und mehr an Bedeutung. Das Bewusstsein für Umweltthemen hat sich hier in den letzten Jahren stark verändert“, ist Teichert überzeugt.

Für Aufzugsbauer Schindler geht die Reise in Richtung verbesserte Effizienz in den Bereichen Transport, Antrieb, Energie und Raum. „Durch das System ‚MyPORT‘ wird z.B. der vollständige Verkehrsfluss betrachtet. Nicht nur der Lift alleine steht nunmehr im Fokus, sondern der Bewegungsvorgang vom Betreten des Gebäudes bis zum Arbeitsplatz.“ Darüber hinaus spielt auch die Sicherheit eine wesentliche Rolle, denn diese Aufzugssysteme übernehmen immer mehr die Funktionen einer Zutrittskontrolle.

Ob sich die Technologie tatsächlich so weiterentwickelt, wie es Schindler beschreibt, wird wohl die Zukunft zeigen: Aufzugshersteller sind zu Bewegungs- bzw. Transportspezialisten geworden. „Unser Horizont endet nicht beim Fahrstuhl, sondern betrachtet das gesamte Gebäude vom Eingang bzw. der Garage bis zum Wohnzimmer.“


Innovative Konzepte: Solaraufzüge

Kone hatte 2006 den ersten Solaraufzug der Welt (KONE Super Eco) realisiert. Freilich ist auch Solarstrom nicht gratis. Sobald die Anlage den Strom aus der Batterie holt, muss diese mit der entsprechenden Energiemenge nachgeladen werden. Natürlich muss die benötigte Energie­menge bereits davor (und das jederzeit) im Energiespeicher sein.

Der Energiebedarf für den Fahrstrom ist dabei um die Leistungsanteile aus Steuerung und Anzeigen zu erhöhen. Auch diese Grundlast – selbst bei Standby-Management – wird permanent aus dem Energiespeicher entnommen. Schon aus Gründen der Betriebssicherheit ist davon auszugehen, dass aktuell nur Hybrid-Aufzüge empfehlenswert sind.

Im Winter und während der Abend- und Nachtstunden kann es zu Versorgungsengpässen über die PV-Paneele kommen. (Stichworte in unseren Breitengraden sind jedenfalls Schneebedeckung und Vereisung). Setzt man hocheffiziente PV-Paneele und Speichersysteme voraus, kann man von einer signifikanten Investition bei der Anschaffung des Aufzuges in Höhe von 10.000 bis 20.000 Euro ausgehen. Dadurch steigen die Anschaffungskosten für einen Aufzug signifikant um 40 Prozent bis 80 Prozent. Bei der Anschaffung eines Stromspeichers ist es besonders interessant, als Bezugsgröße den Preis pro gespeicherter Kilowattstunde zu berücksichtigen. Für die Berechnung der Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde werden die Investitionskosten durch die praktisch speicherbare Energie­menge (Nennkapazität multipliziert mit der Anzahl der Vollzyklen unter Berücksichtigung der Entladetiefe und des Systemwirkungsgrades) geteilt, um den Preis pro gespeicherter Kilowattstunde Strom ermitteln zu können. Bei günstigen Solarstromspeichern liegen die Preise zurzeit bei ca. 20 bis 30 Cent pro gespeicherter Kilowattstunde. Allerdings reichen die Kosten bei vielen noch bis zu 50 bis 60 Cent/kWh.


Regenerativer Antrieb

ReGen Drive

Mit der GeN2-Technologie von Otis kann der Aufzug mit Solar- und Windkraft betrieben werden:

Maximale Energieeffizienz: Dank LED Beleuchtung, der Energierückgewinnung mittels regenerativem Antrieb sowie dem Standby-Modus erfüllen die Aufzüge die Anforderungen der Energieeffizienzklasse A.

Gurttechnologie: Die Polyurethan (PU)-Gurte sind leichter als herkömmliche Stahlseile. Die Biegsamkeit und Flexibilität des Gurtes erlauben weitaus niedrigere Umlenkradien und eine kompaktere Bauweise. So können Bauherren und Architekten den entstehenden Raum für andere Ideen nutzen. Sie sind außerdem brandbeständig und hitzeresistent, haben eine längere Lebensdauer als herkömmliche Stahlseile und benötigen keine Schmiermittel.

Getriebelose Maschine: sie stellt die moderne Bauform von Aufzugsantrieben dar. Niedrige Drehzahlen und hohe Drehmomente ermöglichen den Verzicht auf ein verlustreiches und aufwendiges Getriebe. Getriebeöl gibt es daher keines mehr – ein großer Wartungs-Vorteil.

Wirkungsgrad: Die Maschine hat einen internen Wirkungsgrad von über 90 Prozent und verbraucht somit grundsätzlich weniger Energie als herkömmliche Antriebe.VW905_Machine_pg11_Alyrs_v1

Regenerativer Antrieb: Weniger Energieverbrauch bedeutet Senkung der Betriebskosten. Bei nichtregenerativen Antrieben wird die erzeugte Energie durch Widerstände in ungenutzte Wärme umgewandelt. Bei regenerativen Antrieben hingegen wird die erzeugte Energie in das Aufzugssystem oder das gebäudeinterne Stromnetz zurückgespeist. Einsparungspotenzial: bis zu 75 Prozent der Fahrenergie.


Optimierungspotenzial

Standby-Management: Der Energieverbrauch des Aufzugs im Standby-Betrieb kann abhängig von Aufzugnutzung und -typ zwischen 25 und 80 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs der Anlage ausmachen. Daher ist bei der Planung von Modernisierungsarbeiten und der Betrachtung der Energieeffizienz gerade der Standby-Bereich von besonderem Interesse.

Antriebssystem: Antriebslösungen mit einer genau aufeinander abgestimmten Kombination aus Motor und Regelung bieten beachtliche Potenziale zur Energieeinsparung. Modernste Lösungen nutzen zum Beispiel einen frequenzgeregelten getriebelosen Synchronmotor mit Permanentmagnet, der ohne Öl und Getriebe auskommt. Die Ersparnis in diesem Bereich kann bis zu 80% betragen.

Regenerative Antriebssysteme: Regenerative Systeme gewinnen überschüssige Aufzugsenergie zurück und wandeln sie in Elektrizität um, die beispielsweise zur Beleuchtung des Gebäudes eingesetzt werden kann. Diese Lösung rentiert sich nur bei Aufzügen, die entsprechend viel fahren. Bei normalen Wohnhausaufzügen ist diese Variante nicht zielführend.

Wartung: Neben der Auswahl der Komponenten haben Montage, Wartung und Instandhaltung einen bedeutenden Einfluss auf den tatsächlichen Energieverbrauch des Aufzugs im Betrieb.