Technologie / Wirkungsgrad

Wirkungsgrad

(Quelle: Wikipedia)

Der Wirkungsgrad ist allgemein das Verh├Ąltnis von abgegebener Leistung (Pab = Nutzen) zu zugef├╝hrter Leistung (Pzu = Aufwand).


Darstellung des Wirkungsgrads einer Gl├╝hlampe in einem Sankey-Diagramm

Die dabei entstehende Differenz von zugef├╝hrter und abgegebener Leistung bezeichnet man als Verluste oder genauer Verlustleistung.

Der G├╝tegrad beschreibt im Gegensatz dazu nur die inneren Verluste einer Maschine und f├Ąllt meistens erheblich besser aus.

Der Wirkungsgrad wird verwendet, um die Effizienz von Energiewandlungen, aber auch von Energie├╝bertragungen zu beschreiben. Neben der allgemeinen Definition haben sich auch weitere Begriffe, wie beispielsweise Nutzungsgrad oder Arbeitszahl etabliert, die je nach Fachbereich bestimmte Randbedingungen und Besonderheiten des Energieflusses in den betrachteten Systemen ber├╝cksichtigen.

Der Wirkungsgrad wird mit η (Eta) bezeichnet. Er ist eine dimensionslose Gr├Â├če und hat einen Wert zwischen 0 und 1 oder, in Prozent ausgedr├╝ckt, zwischen 0 und 100 %.




Pab ist beispielsweise die Leistung, die ein Elektromotor an der Welle abgeben kann; Pzu ist die elektrische Leistung, die man dem Motor zuf├╝hren muss.

Arbeiten mehrere Maschinen und ├ťbertrager hintereinander, so werden deren einzelne Wirkungsgrade zum Gesamtwirkungsgrad ηgesamt der Anlage, dem Anlagenwirkungsgrad multipliziert.




Wichtig:
Es ist nicht nur relevant wie effektiv ein Elektromotor ist, sondern vielmehr wie viele und welche Wirkungsgrade (Komponenten in einem Antriebsstrang ) m├╝ssen miteinander multipliziert werden.

Ein Beispiel zur Verdeutlichung mit einem Servomotor:
Ein Servomotor mit einem Wirkungsgrad von 0,94 treibt ein Schneckengetriebe mit einem Wirkungsgrad von 0,6 an, treibt dann ├╝ber einen Keilriemen 0,95 eine Welle an. Dieser Antriebsachse ist ein Servoregler ( der den Motor ansteuert ) mit einem Wirkungsgrad von 0,95 vorgeschaltet.
Der Anlagenwirkungsgrad ist dann: 0,94 x 0,6 x 0,95 x 0,95 = 0,51

Fazit:
m├Âglichst wenige Multiplikatoren, mit h├Âchsten Wirkungsgraden schaffen die h├Âchste Energieeinsparung. ( Direktantriebe ohne Getriebe und Transmissionen)