LCA-Vergleich von Elektromotoren

Stefan Fragner

LCA-Vergleich von Elektromotoren

Translated title of the contribution: LCA comparison of electric motors

Stefan Fragner

Research output: Thesis › Master's / Diploma thesis

Abstract

Nowadays, sustainability is a huge Topic. One part of the discussion is the desired increase of energy Efficiency. Therefore, electric drives tend to become updated. Due to the higher Efficiency induction machines (IM) are being replaced by permanent magnet synchronous machines (PMSM). Often These permanent magnet synchronous machines contain environmental critical rare earth magnets. This leads to the question, whether PMSM are indeed more environmental friendly than IM, when the whole product life cycle is considered rather than a single aspect oft it.The aim of this theses is to answer this question. To get an answer a comparative life cycle Analysis (LCA) is conducted. Two different 750 W Motors for a Palette conveyor application are compared. From the LCA results two Major conclusions can be drawn. First, the main Driver for the environmental Impacts is the energy consumption during the use Phase. Since the PMSM has lower energy demand than the IM, the IM has higher Impact values in all Impact categories. Second, even if the use Phase is neglected, the IM has still higher Impact values due to higher raw material usage. Only in one Impact category, freshwater eutrophication, the PMSM has a slightly higher Impact value caused by rare earth magnet production.

Translated title of the contribution	LCA comparison of electric motors
Original language	German (Austria)
Publication status	Published - Apr 2018

JKU Focus areas

Management and Innovation
Social and Economic Sciences (in general)

UN SDGs

This output contributes to the following UN Sustainable Development Goals (SDGs)

Cite this

@mastersthesis{b45b810605644d118d25f8a815319b82,

title = "LCA-Vergleich von Elektromotoren",

abstract = "Nachhaltigkeit ist heutzutage ein gro{\ss}es Thema. Ein Teil dieses Themas ist die Erh{\"o}hung der Energieeffizienz, um Ressourcen zu sparen und auch um Emissionen zu verringern. Aus diesem Grund findet vermehrt eine Modernisierung von elektrischen Antrieben statt. Wegen des h{\"o}heren Wirkungsgrads ersetzen zusehends permanentmagneterregte Synchronmaschinen (PMSM) die vielfach eingesetzten Asynchronmaschinen (ASM). Oftmals bestehen die Magnete der permanentmagneterregten Synchronmaschinen jedoch aus umweltbelastenden Seltenerden. Dies f{\"u}hrt zur Frage, ob PMSM tats{\"a}chlich umweltfreundlicher als ASM sind, wenn der gesamte Produktlebenslauf, und nicht blo{\ss} ein einzelner Aspekt davon, betrachtet wird. Das Ziel dieser Arbeit ist es, diese Frage zu beantworten. Zur Kl{\"a}rung wird eine vergleichende {\"O}kobilanz (LCA) durchgef{\"u}hrt. Zwei unterschiedliche 750W Motoren in ihrer Eigenschaft als elektrischer Antrieb eines Palettenf{\"o}rderers werden gegen{\"u}bergestellt. Zwei wesentliche Schlussfolgerungen k{\"o}nnen aus den Resultaten der {\"O}kobilanz gezogen werden. Erstens, die Hauptursache der potentiell auftretenden Umweltwirkungen ist der Energieverbrauch in der Benutzungsphase. Da die PMSM einen geringeren Energiebedarf als die ASM aufweist, hat die ASM in s{\"a}mtlichen Wirkungskategorien h{\"o}here Indikatorwerte. Zweitens, auch wenn die Benutzungsphase ausgeblendet wird, sind die Indikatorwerte wegen des h{\"o}heren Materialeinsatzes noch immer h{\"o}her als die der PMSM. Nur in einer Wirkungskategorie, der Frischwassereutrophierung, hat die PMSM aufgrund der Seltenerd-Magnetproduktion etwas h{\"o}here Indikatorwerte.",

author = "Stefan Fragner",

year = "2018",

month = apr,

language = "Deutsch ({\"O}sterreich)",

}

TY - THES

T1 - LCA-Vergleich von Elektromotoren

AU - Fragner, Stefan

PY - 2018/4

Y1 - 2018/4

N2 - Nachhaltigkeit ist heutzutage ein großes Thema. Ein Teil dieses Themas ist die Erhöhung der Energieeffizienz, um Ressourcen zu sparen und auch um Emissionen zu verringern. Aus diesem Grund findet vermehrt eine Modernisierung von elektrischen Antrieben statt. Wegen des höheren Wirkungsgrads ersetzen zusehends permanentmagneterregte Synchronmaschinen (PMSM) die vielfach eingesetzten Asynchronmaschinen (ASM). Oftmals bestehen die Magnete der permanentmagneterregten Synchronmaschinen jedoch aus umweltbelastenden Seltenerden. Dies führt zur Frage, ob PMSM tatsächlich umweltfreundlicher als ASM sind, wenn der gesamte Produktlebenslauf, und nicht bloß ein einzelner Aspekt davon, betrachtet wird. Das Ziel dieser Arbeit ist es, diese Frage zu beantworten. Zur Klärung wird eine vergleichende Ökobilanz (LCA) durchgeführt. Zwei unterschiedliche 750W Motoren in ihrer Eigenschaft als elektrischer Antrieb eines Palettenförderers werden gegenübergestellt. Zwei wesentliche Schlussfolgerungen können aus den Resultaten der Ökobilanz gezogen werden. Erstens, die Hauptursache der potentiell auftretenden Umweltwirkungen ist der Energieverbrauch in der Benutzungsphase. Da die PMSM einen geringeren Energiebedarf als die ASM aufweist, hat die ASM in sämtlichen Wirkungskategorien höhere Indikatorwerte. Zweitens, auch wenn die Benutzungsphase ausgeblendet wird, sind die Indikatorwerte wegen des höheren Materialeinsatzes noch immer höher als die der PMSM. Nur in einer Wirkungskategorie, der Frischwassereutrophierung, hat die PMSM aufgrund der Seltenerd-Magnetproduktion etwas höhere Indikatorwerte.

AB - Nachhaltigkeit ist heutzutage ein großes Thema. Ein Teil dieses Themas ist die Erhöhung der Energieeffizienz, um Ressourcen zu sparen und auch um Emissionen zu verringern. Aus diesem Grund findet vermehrt eine Modernisierung von elektrischen Antrieben statt. Wegen des höheren Wirkungsgrads ersetzen zusehends permanentmagneterregte Synchronmaschinen (PMSM) die vielfach eingesetzten Asynchronmaschinen (ASM). Oftmals bestehen die Magnete der permanentmagneterregten Synchronmaschinen jedoch aus umweltbelastenden Seltenerden. Dies führt zur Frage, ob PMSM tatsächlich umweltfreundlicher als ASM sind, wenn der gesamte Produktlebenslauf, und nicht bloß ein einzelner Aspekt davon, betrachtet wird. Das Ziel dieser Arbeit ist es, diese Frage zu beantworten. Zur Klärung wird eine vergleichende Ökobilanz (LCA) durchgeführt. Zwei unterschiedliche 750W Motoren in ihrer Eigenschaft als elektrischer Antrieb eines Palettenförderers werden gegenübergestellt. Zwei wesentliche Schlussfolgerungen können aus den Resultaten der Ökobilanz gezogen werden. Erstens, die Hauptursache der potentiell auftretenden Umweltwirkungen ist der Energieverbrauch in der Benutzungsphase. Da die PMSM einen geringeren Energiebedarf als die ASM aufweist, hat die ASM in sämtlichen Wirkungskategorien höhere Indikatorwerte. Zweitens, auch wenn die Benutzungsphase ausgeblendet wird, sind die Indikatorwerte wegen des höheren Materialeinsatzes noch immer höher als die der PMSM. Nur in einer Wirkungskategorie, der Frischwassereutrophierung, hat die PMSM aufgrund der Seltenerd-Magnetproduktion etwas höhere Indikatorwerte.

M3 - Master-/Diplomarbeit

ER -