Erfahrungsberichte

Wie die Installation des HES das Farmleben der Panhurst Farms in Marokko nachhaltig änderte

04/01/2021

2021 01 HES Installation Marokko

Die Panhurst Farms in Marrakesch installierte Anfang des Jahres ein Solar High Efficiency Bewässerungssystem. Die Erwartungen an diese Anlage wurden sogar noch übertroffen, denn das System arbeitet noch effektiver als die Beteiligten gehofft hatten. Und diese fördert nicht nur Wasser, sondern auch die Lebensgrundlage vieler Menschen, Bildung, Gesundheit und vor allem Hoffnung in einer der ärmsten Gegenden in Marokko.

 

Landwirtschaft gegen die Armut im trockenen kontinentalen Klima Marokkos

Ohne ausreichende Ressourcen geht der endlose Kreislauf der Armut in Marokko weiter. Das landwirtschaftliche Projekt ist auf Unterstützung angewiesen. Franklin Electric hat daher die technische Ausstattung für den Betrieb des Brunnens auf der Panhurst Farm gestiftet.

Das installierte 6" High Efficiency Solar System mit 18,5 kW Nennleistung besteht aus folgenden Komponenten:

  • Gekapselter 6" Permanentmagnet Motor (max. 18,5 kW / 380 V / 3000 rpm)
  • Brunnenpumpe (VS 30/13, 50 Hz)
  • Frequenzumrichter Industrial IP54 / 31 A
  • Ausgangsfilter (Sinusodial IP54 / 100 Hz)
  • Durchflussschalter

Das System wird in einem bestehenden Brunnen mit einer Tiefe von 150 m betrieben und fördert ca. 30 m³/Std. Pro Tag sind dies mindestens 210 m³ Wasser. An klaren Tagen kann dies wesentlich mehr sein, denn dann fördert die Anlage kontinuierlich Wasser aus dem Brunnen. Angetrieben wird das High Efficiency System durch die erzeugte Energie aus 80 Solarpanelen.

Installiert wurde das System durch einen Partner von Franklin Electric, der die Panhurst Farms von der Auswahl des richtigen Systems, über die Einrichtung der einzelnen Komponenten bis hin zur abschließenden Inbetriebnahme begleitet hat.

Das System läuft seit der Installation stabil und zuverlässig, und hat das Arbeiten und das Leben auf den Panhurst Farms nachhaltig verändert.

 

"Diese selbsttätige Installation hat uns sowohl kostbare Zeit als auch viel Geld gespart, das wir ansonsten für Butangasflaschen, Wartung und Reparaturen an unserer mit vertikaler Welle angetriebenen Brunnenpumpe ausgegeben hätten. Das System von Franklin Electric hat unsere persönliche Stressbelastung erheblich verringert und unsere Farm auf den Weg zur Nachhaltigkeit gebracht. Vielen Dank für Ihre enorme Großzügigkeit und die aufrichtige Fürsorge für uns und diejenigen, denen wir dienen!" (Familie Farr - Gründer der Farm)

 

Panhurst Farms

Das landwirtschaftliche Projekt der Panhurst Farms liegt einer Region mit etwa 30 Dörfern, in der die Armut groß ist und mit Analphabetismus, eingeschränkter Bildungsmöglichkeit und schlechtem Gesundheitszustand einher geht.

Panhurst Farms hat das Ziel, den Kreislauf der Armut zu durchbrechen, indem der Landbevölkerung eine echte Perspektive geboten wird, indem sie ein Arbeitsumfeld schafft, in dem die Mitarbeiter Einkommen, Mentoring und Führungsverantwortung erhalten. Diese Art der Teilhabe am Wohlstand durch die Schaffung von Arbeitsplätzen minimiert die Abhängigkeit, bewahrt die Würde jedes Einzelnen und befähigt die Menschen, zu Vermittlern eines dauerhaften Wandels in ihren Gemeinschaften und der Gesellschaft zu werden - eine Familie nach der anderen. Das oberste Ziel ist eine dauerhafte persönliche, soziale, wirtschaftliche und ökologische Veränderung! Das Mentoring ist dabei auf die Bedürfnisse jedes Einzelnen zugeschnitten und fördert deren Talente.

 

45 % Energieeinsparung in einem Wasserwerk durch Installation des HES

09/11/2020

HES Installation Waterworks CZ DE

Die Ausgangssituation

Das Wasserwerk der Stadt Brünn (Brnenske vodovody a kanalizace a.s.) beauftragte die Firma PUMPA a.s., einen Kunden von Franklin Electric, mit der Bewertung der bestehenden Pumpsysteme in den Städten Březové und Svitavou. Ziel war es, das bestehende System auf den neuesten technischen Stand zu bringen und mögliche Energieeinsparpotentiale zu finden. Als das Team von PUMPA a.s. vor Ort eintraf, bestand der erste Schritt darin, einen Brunnen für das Projekt auszuwählen, in dem das Energieaudit durchgeführt werden sollte und der repräsentativ für die Städte Březové und Svitavou sein sollte.

Der ausgewählte Brunnen war mit einer Pumpe mit einem 45 kW-Asynchron-Elektromotor ausgestattet. Die Pumpe arbeitete bei einem Betriebspunkt von Q=54 l/s und H=34 m. Die Anpassungen an die erforderlichen Parameter (Q&H) wurden zu diesem Zeitpunkt mechanisch (gedrosselt) durchgeführt. Der jährliche Stromverbrauch an diesem Brunnen betrug 320,244 kWh. Dies entspricht 0,2459 kWh/m³ pro gepumpte Wassereinheit.

Die Lösung

In Zusammenarbeit mit den Experten von Franklin Electric wurde die Situation analysiert und das innovative High Efficiency System ausgewählt, das Energieeinsparungen von bis zu 20 % ermöglicht.

Das System besteht aus einem NEMA-Synchronmotor 304SS, einem Frequenzumrichter (VFD) und einem geeigneten Ausgangsfilter. Das System wird durch eine geeignete Unterwasserpumpe ergänzt.

High Efficiency System für den Brunnen:

  • Wiederwickelbarer Permanentmagnet-Tauchmotor 22 - 30 kW
  • Edelstahl-Tauchmotorpumpe
  • Antrieb mit variabler Frequenz IP66 (VFD)
  • Sinusfilter IP54
  • Durchflussmesser

Nach Auswertung aller Vorteile, die das High Efficiency System bringen würde, beschloss das Wasserwerk, in die Modernisierung des Brunnens zu investieren. Die Ausrüstung wurde von Franklin Electric installiert.

Das Ergebnis übertrifft die Erwartungen

Es dauerte nicht lange, bis die Ergebnisse des neu installierten Systems sichtbar wurden, da die Energiekosten kontinuierlich sanken. Der jährliche Gesamtverbrauch an elektrischer Energie am Brunnen sank auf 176,466 kWh und der Energieverbrauch pro gepumpte Wassereinheit betrug 0,1355 kWh/m³.

Das neue System hat somit die Erwartungen übertroffen und eine Einsparung von 45 % des gesamten elektrischen Energieverbrauchs pro m³ gepumptes Wasser im Vergleich zur vorherigen Anlage erzielt.

Der Grund für diese enorme Energieeinsparung ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass die ursprünglich installierte Anlage modernisiert und optimiert werden musste. Der zweite Grund ist sicherlich der hervorragende Wirkungsgrad des Franklin Electric High Efficiency Systems. Es ist die Kombination von perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten und deren Steuerung: Motor, Pumpe, Frequenzumrichter und Ausgangsfilter. Vor allem aber ist es der mit Permanentmagneten ausgerüstete Rotor des Tauchmotors, der die Rotorverluste eliminiert und damit den Motorstrom und den Wärmeanstieg deutlich reduziert. In vielen Fällen entspricht ein reduzierter Motorstrom einer geringeren Querschnittsfläche des Dropkabels, was die Gesamtinstallationskosten weiter senkt.

Die System-Amortisation für dieses Projekt war mit 2 Jahren berechnet worden. Aufgrund der hohen Energieeinsparungen war die gesamte Investition für das Brunnensystem jedoch bereits nach 1,5 Jahren amortisiert.

EHsp selbstansaugende mehrstufige Horizontalpumpe

19/10/2020

Header DE (1)Franklin Electric setzt sich für Mensch und Natur ein, und das tut auch die Protezione Civile Colli Berici. Franklin unterstützt den Verein mit Equipment. Nun wurde eine Pumpe installiert, die das Hauptquartier mit sauberem Wasser versorgt.

 

Sauberes Wasser dank Franklin

Die Gruppe des Zivilschutzes Colli Berici OdV benötigte eine Oberflächen-Kreiselpumpe und wandte sich an Franklin Electric in Dueville mit der Bitte um einen technischen Vorschlag. Franklin Electric hatte bereits in der Vergangenheit die ehrenamtliche Gruppe unterstützt und bot sofort seine Hilfe an. Nachdem sich das Franklin Electric Team einen Überblick verschafft hatte, installierten sie im Juli 2020 eine einphasige selbstansaugende Pumpe des Typs EHsp mit einem 24-l-Tank, einem Druckschalter und einem Druckprüfer.

Die Pumpe, die an ein bestehendes Rohrsystem angeschlossen ist, entnimmt sauberes Wasser aus einem Brunnen in etwa 5 Metern Tiefe, der wiederum von einer wiederauflebenden Wasserader gespeist wird.

Die Pumpe wurde oberhalb des Brunnens in einer schalldichten und isolierten Kabine installiert.

Das Wasser wird zur Benetzung der Grünfläche rund um das Hauptquartier der Gruppe und zum Waschen der während der Aktivitäten verwendeten Fahrzeuge und Geräte verwendet. Eine Wasseranalyse soll nun herausfinden, ob das Wasser Trinkwasserqualität hat, damit es dann auch zur Versorgung des Hydrauliksystems des Hauptquartiers verwendet werden kann.

Ausgehend von der Technologie der horizontalen mehrstufigen EH Pumpe, verfügt die EHsp über eine Designinnovation. Ein spezielles elastisches Ventil ermöglicht, dass Luft, die im System vorhanden ist, in weniger als 5 Minuten und bis zu einer Steighöhe von 7 Metern aus dem System entweichen kann. Während des Starts öffnet sich dieses elastische Ventil, das sich in der ersten Stufe befindet, um die Luft aus dem System austreten zu lassen und Wasser in die Pumpe einzusaugen. Sobald der Druck einen bestimmten Punkt erreicht, schließt sich das Ventil, und die Pumpe erreicht die geforderte Leistung.

Das Hauptquartier der Gruppe Colli Berici OdV befindet sich in einem Haus aus dem 14. Jahrhundert, das ursprünglich vom Magistrato delle Acque der Serenissima-Republik Venedig erbaut wurde, um die Gewässer des Bacchiglione (der unterhalb und neben dem Haus fließt) und des Tesina, der in ca. 150 m flussaufwärts in den Bacchiglione mündet, zu kontrollieren und zu regulieren.

Freiwilligenhilfe in Zeiten von Corona

Da die OdV-Zivilschutzgruppe Colli Berici ein integraler Bestandteil der lokalen Gemeinde ist, hielten die Freiwilligen während der jüngsten Covid-19-Pandemie die Bevölkerung über die Vorkehrungen der Regierung auf dem Laufenden und verteilten Schutzmasken, Lebensmittel und Medikamente an ältere oder bedürftige Menschen.

Die Gruppe wurde von einigen lokalen Schneidern kontaktiert, die waschbare und wieder verwendbare Masken spendeten. Daraufhin wurde eine Verkaufskampagne für die Masken organisiert mit dem Ziel, Mittel für die Anschaffung von zwei automatischen Defibrillatoren zu sammeln, die in leicht zugänglichen öffentlichen Räumen installiert wurden und im Notfall eingesetzt werden können (nach entsprechender Schulung).

Zu Ostern verteilte die Gruppe während des Shut-Down den typischen italienischen Osterkuchen Colomba im Einvernehmen mit der Stadtverwaltung an Kinder unter 6 Jahren, die besonders betroffen waren und keine Gleichaltrigen treffen konnten. Die Kinder schenkten den Freiwilligen als Dank Bilder und Zeichnungen, die nun die Wände des Hauptquartiers der Gruppe schmücken.

Die Gruppe des Zilischutzes hat keine direkte Einkommensquelle, um die Aktivitäten selbst zu finanzieren. Daher erbringen die Mitglieder Dienstleistungen, die nicht zu den vom italienischen Zivilschutzamt festgelegten Standardaktivitäten gehören. Diese Aktivitäten werden als Privatperson erbracht, um im Gegenzug Spenden zu erhalten, die wiederum für den Kauf oder die Instandhaltung von Ausrüstung wie Sicherheitsausrüstung, Werkzeug oder Kleidung verwendet werden.

»Aus diesem Grund ist die OdV-Katastrophenschutzgruppe ‚Colli Berici‘ „stolz darauf, auf einen Partner wie Franklin Electric zählen zu können, der nicht nur seine technische Kompetenz, sondern auch eine besondere Sensibilität für Umweltfragen besitzt und die Bedürfnisse der Gemeinde Longare und die Dienstleistungsideale der örtlichen Katastrophenschutzgruppe berücksichtigt.« betonte der Bürgermeister von Longare während der Übergabe der Pumpe im Juli.

Franklin Motoren manövrieren ein U-Boot bis 1000 Meter tief im Meer

24/07/2020

 Header DE

Das technisch einzigartige U-Boot LULA1000 ist das Herzstück der Rebikoff-Niggeler-Stiftung (FRN), einer gemeinnützigen Organisation für Meeresforschung auf der Insel Faial auf den Azoren / Portugal. An Bord befinden sich 5 Franklin Electric 4" gekapselte Motoren, die für den Hauptantrieb sowie für die Manöver an allen Achsen sorgen.

Der Innenraum verfügt über ein ganz spezielles ergonomisches Design für maximalen Komfort für die langen Tauchgänge, die eine durchschnittliche Dauer von fünf Stunden haben. Es hat eine ausgezeichnete Manövrierfähigkeit, selbst in schwierigem Unterwassergelände.Bevor LULA1000 tatsächlich untertaucht, werden Mehrstrahl-Sonaruntersuchungen durchgeführt, um bathymetrische Karten zu erstellen, mit denen dann Gebiete von besonderem Interesse identifiziert werden können.

LULA1000 ist eine stabile Arbeitsplattform, die gemäß der Klassifikationsgesellschaft Germanischer Lloyd (DNV-GL) gebaut wurde. Jährlich werden Inspektionen und Tests durchführt. Diese Regeln sind sehr strikt und gewährleisten den sicheren Betrieb.

Auf der Suche nach einem kostengünstigen und dennoch zuverlässigen Motor zum Antrieb der Positionierungspropeller des U-Bootes wandten sich die Konstrukteure 2009 an Franklin Electric. Obwohl die Verwendung kaum vergleichbar war mit den eigentlichen Anwendungsgebieten der Motoren, waren die Ingenieure von Franklin Electric von der Herausforderung angetan, ihre Kreation an Bord eines U-Bootes zu installieren. Mit minimalen Modifikationen sind Franklin Electric 4" Tauchmotoren somit zu einer inzwischen 11-jährigen Erfolgsgeschichte geworden.

 

LULA1000

LULA1000 kann drei Personen bis zu einer Tiefe von 1000 m befördern. Das U-Boot verfügt über ein großes Sichtfenster mit einem Durchmesser von 1,40 m und ist mit der neuesten Technologie zur Erfassung ozeanografischer Daten und Proben ausgestattet. Außerdem hat es die richtige Technik an Bord, um hochwertige Video- und Audiodokumentationen über das Leben und Verhalten von Tiefseetieren aufzunehmen. 

 

Franklin Electric Motoren an Board

LULA 1000 wird von 5 Tauchmotoren mit jeweils 2,2 kW manövriert. Das Design der elektrischen Wicklung wurde an die Bordspannung des U-Bootes angepasst. Das mechanische Design blieb nahezu unverändert. Wie alle Tiefbrunnenmotoren wurden auch diese Motoren zu 100% im Werk getestet, bevor sie an die Werft geliefert wurden. 

Die Franklin Motoren werden für den Hauptantrieb und für die Manöver in allen Achsen verwendet. In der LULA1000 wird ein marinisiertes Planetengetriebe verwendet, um einen Propeller mit großem Durchmesser anzutreiben. Dies ist die Hauptantriebseinheit und hat den Vorteil, dass das U-Boot schnell beschleunigen und anhalten kann. Kleine direkt angetriebene Propeller werden für den seitlichen und vertikalen Antrieb verwendet.

Nach mehr als 180 erfolgreichen Tauchgängen werden diese Motoren nun im Rahmen einer größeren U-Boot-Überholung ausgetauscht.

Neben der Vision, allen Menschen sauberes Trinkwasser anbieten zu können, hat Franklin Electric auch das Ziel, zur Nachhaltigkeit des Planeten beizutragen. Dazu gehören natürlich auch die Weltmeere. Franklin freut sich daher, solche Projekte unterstützen zu können.

Halbierung des Energieverbrauchs durch 6" High Efficiency System

28/04/2020

Banner HES6 Waterworks DE

In Zeiten steigender Energiekosten wird bei Neuanschaffungen immer mehr Wert auf bestmögliche Effizienz gelegt. Hier hat Franklin Electric mit seinen High Efficiency Systemen (HES) bis 150 kW einen neuen Maßstab gesetzt. Im Vergleich zu Standard Asynchronmotoren wurden in den bereits zahlreichen weltweit installierten Systemen Energieeinsparungen von mehr als 20% erzielt.

Dieses Anwendungsbeispiel bei einem Wasserwerkverband in Deutschland hat gezeigt, dass durch die Installation eines HES der Energieverbrauch halbiert werden konnte. Der stark reduzierte Energieverbrauch ergibt sich zum einen aus der Drehzahlregelung (~80 %) und zum anderen durch die Motorentechnologie (~20 %). Letztere liegt vornehmlich am konstant guten Wirkungsgrad über den gesamten Leistungsbereich sowie an den perfekt abgestimmten Elektronikkomponenten.

Installiert wurde ein 6" 15 kW Franklin Electric High Efficiency System, das aus einem 304SS NEMA Unterwasser-Synchronmotor, einem IP66 Frequenzumrichter und einem IP54 du/dt Ausgangsfilter besteht.

Ausgangssituation:

  • Ursprünglich war eine 10-stufige 60 m³/h Bohrlochpumpe, angetrieben von einem 18,5 kW Asynchrontauchmotor in einer Tiefe von 31 m verbaut.
  • Der Brunnen (Ø 400 mm, Tiefe 50 m) ist mit einem durchgehendem OBO Filter ausgerüstet.
  • Ein zusätzlicher Kühlmantel garantiert die minimale Kühlgeschwindigkeit entlang des Motors.
  • Die Anlage wird von einer zentralen Leitwarte über eine SPS gesteuert.
  • Aufgrund des Abnahmebedarfs sowie geologischer Besonderheiten wie Wasserqualität und Brunnenergiebigkeit soll die Pumpe konstant 40 m³/h in eine Sammelleitung fördern. Abhängig vom Zuschalten weiterer Brunnen ergeben sich somit variable Förderhöhen von 57 m bis 91 m.
  • Da die neuen gewünschten Betriebspunkte nicht mehr direkt auf der Q/H-Kennlinie liegen, muss mit einem Schieber mechanisch „eingedrosselt“ werden.
  • In den zwei dokumentierten Jahren arbeitete die Pumpe durchschnittlich etwa 200 Std. pro Monat bei einer Aufnahmeleistung von P1 = 20 kW (siehe Grafik 1).

Neue Installation:

  • In 31 m Tiefe wurde eine vorhandene 5-stufige 60 m³/h Bohrlochpumpe inklusive des vorhandenen Kühlmantels mit einem Franklin Electric HES installiert. Wegen der beengten Platzverhältnisse wurde hier die Elektronik als „Wandmontage“ (FU in IP66 und du/dt Filter in IP54) gewählt.
  • Wie im Diagramm zu erkennen ist, trifft die neu ausgewählte Pumpe bei einer Nenndrehzahl von 48,3 Hz exakt den Betriebspunkt I 40 m³/h bei 91 m (grüne durchgezogene Kurve).
  • Durch die voreingestellte Regelgröße 40 m³/h (von vorhandenem Durchflussmesser eingelesen) wird die Dreh-zahl bei sich ändernden Betriebszuständen/Förderhöhen angepasst. Für den Betriebspunkt II 40 m³/h liegt diese bei 57 m bei 39,7 Hz (blaue durchgezogene Kurve).
  • Aufgrund der Drehzahlreduzierung „wandert“ auch die Wirkungsgradkurve nach links, so dass bei Teillast sogar ein besserer hydraulischer Wirkungsgrad als bei Nennlast erreicht wird (blaue gestrichelte Kurve).
  • Die beiden Betriebspunkte können nun mit Aufnahmeleistungen von P1 = 9,5 und 16,2 kW bedient werden (siehe Grafik 2).

Energieeinsparungen durch ein hocheffizientes System:

Durch die neue Betriebsweise arbeitet die Pumpe nun bei einer durch-
schnittlichen Aufnahmeleistung von P1 = ~10,3 kW. Dies bedeutet, dass der Energieverbrauch fast halbiert werden konnte, wobei sich die Einsparung hier in Drehzahlregelung (~80 %) und die neue Motorentechnologie (~20 %) unterteilt.

Die Einsparung durch die Motorentechnologie liegt vornehmlich am onstant guten Wirkungsgrad über den gesamten Leistungsbereich sowie an den perfekt abgestimmten Elektronikkomponenten (siehe Grafik 3).

Die eigens von Franklin Electric entwickelte, anwendungsspezifische FU-Software erlaubte eine sehr schnelle und reibungslose Inbetriebnahme.

Graphs1plus2 DE