Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Verschleiß/Energiekosten bei KSB/EUB

Ich und einige andere Forumskollegen fragen sich schon seit einiger Zeit bei einigen kuppelbaren Anlagen, warum diese oft so gemächlich unterwegs sind. Daher die Frage:

Wie verhalten sich die Kosten für Verschleiß und Energie/Strom bei verschiedenen Geschwindigkeiten (grob zwischen 2,5 und 6 m/s) ?

Interessantes Gedankenspiel. Lassen wir mal Beförderungskapazitäten und Komfortgewinn der Skifahrer durch kürzere Fahrzeiten etc außer Betracht. Wenn wir jetzt mal rein logisch denken: Die Reibungsverluste (Seilrollen etc) dürften sich relativ proportional zur Seilgeschwindigkeit verhalten. Doppelte Geschwindigkeit bedeutet doppelter Energieaufwand. Allerdings vervierfacht sich dann die Beschleunigungs bzw Abbremsreibung in den Beschleunigungsstrecken. In wie weit das ins Gewicht fällt, schwer zu sagen. Sind ja nur ein paar Reifen die davon betroffen sind. Wenn ich jetzt noch dazurechne dass bei doppelt so schneller Bahn auch doppelt so viel "Nutzlast", also Personen auf den Berg gehoben werden verdoppelt sich auch hier der Energieeinsatz. Also ich würd sagen: Doppelte Fahrgeschwindigkeit ist annährend doppelter Stromverbrauch.

Spezialwidde schrieb:

Wenn ich jetzt noch dazurechne dass bei doppelt so schneller Bahn auch doppelt so viel "Nutzlast", also Personen auf den Berg gehoben werden verdoppelt sich auch hier der Energieeinsatz. Also ich würd sagen: Doppelte Fahrgeschwindigkeit ist annährend doppelter Stromverbrauch.

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Das ja nur unterm dem Ansatz, das alle Sessel voll besetzt sind - wenn entsprechend Nachfrage da ist, wird aber idR. der Sessel auf höhere Geschwindigkeit gestellt.

Ich denke bei der Frage geht es darum, dass bei geringer Nachfrage langsamen gestellt werden - habe ich persönlich auch schon oft beobachtet.
Besonders extrem z.B. 4SK Schwarzkogel in Sölden - der fährt, wenn wenig los ist, oft nur mit 2,5 m/s

Das, wenn doppelt soviel Nutzlast transporiert wird, auch die doppelte Energiemenge benötigt wird, sollte keine Frage sein. (Bei Bergbeförderung - bei Talförderung wäre das natürlich was anderes)

Die Frage ist also eher, was bringt es dem Betreibern, die Sessel bei geringer Nachfrage langsamer zu schalten.
Zum Thema Stromverbrauch:
Unter der Annahme, das der Lift nicht ausgelastet ist, d.H. die Anzahl der Transportierten Personen pro Zeiteinheit gleich bleibt, sollte der Stromverbrauch nicht signifikant höher sein.
Überlegen wir mal:
a) Hubarbeit bleibt gleich
b) Reibung und Windwiderstand steigen natürlich - somit brauchen wir mehr Energie
c) Energieaufwand zum Beschleunigen der Sessel steigt (wobei die Frage ist, in wieweit hier die Energie beim Abremsen wieder zurückgewonnen werden kann)

Ich kann mir aber nicht vorstellen, dass das bei den vergleichbar geringen Geschwindigkeiten von Sesseln groß was ausmacht.

Somit leiben 2 Punkte:
a) Verschleiß:
Kann natürlich signifikant geringer sein, wenn man das Tempo drosselt - kann ich so nicht beurteilen
c) Wiederholungsfahrten:
Wenn der Sessel langsamer fährt, brauchen die Skifahrer ja länger, bis sie nochmal fahren können - somit gibt es weniger Wiederholungsfahrten, was natürlich den Energieverbrauch senkt.

Mal eine kleine Rechnung hierzu:
Durchschnittlicher Sessel mit 400hm und ein 80kg schwerer Skifahrer:

Hubarbeit:
Um 80 kg 400m Hochzuheben benötigt man 313.920,00 J

Beschleunigung:
Hier muß man natürlich nicht nur den Skifahren, sondern auch den Sessel beschleunigen - wir gehen jetzt mal davon aus, dass man die Energie nicht zurückgewinnen kann.
Also, sagen wir mal, wir müssen 100kg auf 5 m/s Beschleunigen:
Die Kinetische Energie ist in diesem Fall 1250 J.

Bei einer Beschleunigung auf 2,5 m/s bräuchte man 312,5 J.
Es werden also gerade mal 937,5 J weniger verbraucht - im vergleich zu 313.920 J Hubarbeit ist das irrelevant.

Wie mal also sieht - die nötige kinetiche Energie ist im vergleich zur Hubarbeit praktisch irrelevant (in diesem Fall ca. 0,3%). Somit ist unter dem Aspekt praktisch egal, ob wir den Sessel auf 2,3,4 oder 5 m/s Sekunde Beschleunigen - der Energieverbauch ändert sich nicht meßbar.

Zum Verschleiß:
Fährt der Lift langsamer reduzierten sich die Kuppelvorgänge pro FBM.
Bei Gondelbahnen und Sesseln mit Bubble kommt noch hinzu das der Bowdenzug weniger betätigt wird.

Ram-Brand schrieb:

Bei Gondelbahnen und Sesseln mit Bubble kommt noch hinzu das der Bowdenzug weniger betätigt wird.

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Bei den Bubbles der Sessel könnte man aber auch einfach das schließen auf der Talfahrt deaktivieren bei schönem Wetter. Wundert mich immer dass das so wenige machen. Wirklich auffallen tut mir das nur immer in der Skiwelt, und da speziell an der Scheffauer Osthangbahn. Die fährt offen solang es das Wetter zulässt. Gut, die ist auch so kurz, da wäre der Verschleiß enorm.

So ein Thema gab es hier vor Jahren schonmal. Da haben sich auch die Experten zu geäußert.

Ergebnis war, meine ich, mit geringerer Bestückung der Anlage spart man mehr als mit geringerer Geschwindigkeit.

jojo2 schrieb:

Ergebnis war, meine ich, mit geringerer Bestückung der Anlage spart man mehr als mit geringerer Geschwindigkeit.

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Das garantiert, aber das ist meist nur relativ grob möglich (Abstand B sind häufig 66 oder 75 %). Wenn in der Hauptzeit viel Leistung gebraucht wird, wäre es da nachteilig nicht alles am Seil haben. Während des Betriebs neu zu beschicken ist bekanntlich nicht möglich - also bleibt nur die Möglichkeit mit der Geschwindigkeit.
Selbiges gilt natürlich auch für Anlagen mit Stationsgaragierung (z.B. Panoramabahn auf der TH).

Ram-Brand schrieb:

Bei Gondelbahnen und Sesseln mit Bubble kommt noch hinzu das der Bowdenzug weniger betätigt wird.

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Stichwort Bowdenzug: Der Bowdenzug soll wohl einer der Gründe sein, warum einige 6m/s-Sesselbahnen im realen Betrieb dann doch nur mit 5 m/s betrieben werden - zumindest laut Auskunft eines Kitzbüheler Maschinisten, Stand 2017.

Interessant wären effektive Energie-Aufzeichnungen der Betreiber.

Zwar kann man einige Überlegungen zur Energieoptimierung von Seilbahnanlagen anstellen, wurde auch ausführlich im Forum diskutiert, letzendlich sind jedoch nur effektive Energiemmessungen korreliert mit zusätzlichen Betriebsdaten (Fahrgeschwindigkeit, Anzahl beförderte Personen sowie Anzahl der Eingesetzen FBM, usw.) sinnvoll.

Z.B. an gewissen Marketing-Aussagen bzgl. quantitative Wirkenergieeinsparungen zwischen direktem und klassischem Hauptantrieb zweifle ich. Massgebend sind die brutto kWh pro Person unter Berücksichtigung des Höhenunterschieds (als Mittelwert).

Über Unterhaltskosten wissen eigentlich nur die Betreiber bescheid, sofern es entsprechend intern die Betriebsbuchhaltung ermöglicht.

Bzgl. Energiekosten könnte man bei gewissen Anlagen einiges einsparen (habe es bereits anderswo erwähnt: u.a. gewisse Motoren und Vorwärmungen sind teils unnötig im Betrieb, wo man effektiv u.U. sparen kann, muss jedoch individuell abgeklärt werden und ggf. auch vom Hersteller genehmigt werden).

Vielleicht entwickelt ja mal ein Hersteller ein System wie bei den Sommer-Rodelbahnen:
Die FBM werden immer durch den Speicher geschleußt - und nur wenn auch wirklich jemand einsteigt, wird ein FBM auf die Reise geschickt - leere FBM werden also komplett verhindet. Somit wären die Abstände variabel.

Sollte theoretisch nicht allzu schwer - anstatt direkt zu wenden, werden die FBM erst einmal durch die Garage geschleußt, und nur wenn bedarf da ist, wird das nächste FBM von der Garage zum Einstieg gefahren.
Bei Volllast sollte man den Umweg natürlich abschalten können.

Mal gespannt, ob es irgendwann so was gibt... (Vielleicht sollte ich schnell ein Patent anmelden..)

jens.f schrieb:

Mal gespannt, ob es irgendwann so was gibt... (Vielleicht sollte ich schnell ein Patent anmelden..)

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Gibt es schon. Als Schlepplift (von Pomagalski)

Das wird es so schnell nicht geben denke ich. Da muss der Antrieb dann u. U. Sehr ungünstige Lastfälle bedienen.

Man merkt schon dass sich hier wieder sehr viele Leute vom Fach ( oder Stammtisch? ) aufhalten ..... mannmannmann...

Hab ich was übereilig gepostet?

Vom Hersteller werden unzählige Lastfälle mit spezialisiertem Computerprogramm berechnet. Zumindest in Frankreich werden übrigens die sog. "Calcul(s) de ligne" ebenfalls durch unabhängige Ingenieurbüros erstellt, weiss nicht, ob sowas dort vorgeschrieben ist. Eigentlich sinnlos, da die Hersteller ihre eigenen Systeme am besten kennen und auch ggf. auf rein interne Infos zurückgreifen können. Nicht zu verwechseln mit gewissen Stützen, insbes. für grosse Pendelbahnen, 3S, oder spezielle Gondelbahnstützen wie z.B. in London, für die das Engineering der Struktur meist durch spezialisierte Drittfirmen erfolgt.

Welche Bestückungen, Lastfälle, usw. zulässig sind, wird vom Hersteller genau vorgeschrieben, da kann man nicht einfach im Nachhinein Softwareänderungen für andere Bestückungen, Gruppenfahrten, usw., beantragen (bzw. wären dazu wiederum entsprechende Nachweise, Abhnahmen sowie eine Anpassung der Betriebsbewilligung, usw. erforderlich).
AFAIK kann man bei gewissen Umlaufbahnen z.B. 50, 75 oder 100 % bestücken. IIRC kann während des Betriebs dann nichts mehr geändert werden, wäre auch sehr unpraktisch obwohl theoretisch denkbar (insbes. mit schnellen Stationsweichen, aber der Aufwand würde sich kaum lohnen).

Zur Mindestgruppengrösse weiss ich nicht Bescheid, eigentlich werden stets mehrere FBM wegen des Seildralls auf die Strecke geschickt, nur gibt es auch Einseil-Pendelbahnen (also nur mit einer endlosen Förderseilschlaufe, kein zusätzliches Tragseil) wo nur eine (1-spurig) oder zwei (2-spurig) Kabinen vorhanden sind. Weiss nicht, ob die von der Seilbauart abhängig ist.
Ferner habe ich auch schon bei ganz normalen Gondelbahnen Gondeln die einzel unterwegs waren gesehen (als nur eine einzige Gondel am Förderseil).

Zahlreiche Unlaufbahnen sind zudem für Dienstfahrten "am Abend" vorgesehen, damit das Personal ggf. nach der Garagierung noch zurückfahren kann. Dies wird entsprechend so in der Steuerung programmiert und auch die Anlage ist spezifisch für diesen Betriebsmodus zugelassen.

Zurück on-topic: zum Energieverbrauch wurde bereits einiges im Forum geschrieben, für existierende Seilbahnen müsste man sowas unbedingt anlagenspezifisch zusammen mit dem Hersteller abklären. Gewisse Sparpotentiale existieren in gewissen Fällen, nur sollten sowas echte Spezialisten mit echter Praxiserfahrung im Seilbahn- und Industriebereich beurteilen. [Öko-Consulting-Bashing hier mal selbst-zensuriert. ]

Edit: Sekundäre Korrekturen im Text.

War nicht kürzlich in einem anderen Topic eine Studie zu den Energiekosten in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit verlinkt? Entweder im Laax-Topic, Dynamic Pricing oder Schweiz Tourismus? Ich kann über die SUFU auf die schnelle nichts finden, aber vielleicht erinnert sich jemand daran.

Wenn man nicht alles selbst macht......

Energiesparmöglichkeiten bei Seilbahnen

[url=http://www.energie.ch/seilbahnen schrieb:

energie.ch[/url]"]In der obenstehenden Grafik kann man herauslesen, dass bei einer Transportleistung von 1500 Personen in der Stunde eine Geschwindigkeitsabsenkung auf 80% die Leistung um 130 kW und eine Absenkung auf 60% die Leistung um 250 kW reduziert. Bei einem Strompreis von 15 Rappen pro kWh ergibt das eine Einsparung von rund 38 Franken in der Stunde. Eine geringere Geschwindigkeit ergibt auch geringeren Anlagenverschleiss.

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Wenn der Lift 7 Stunden am Tag läuft, ergibt sich eine Ersparnis von 266 Franken.

Ich versuche mich mal an einer groben Überschlagsrechnung:

Dauert die Fahrt normalerweise bei 5 m/s 5 Minuten, verlängert sich die reine Fahrzeit bei 3 m/s auf 8 Minuten und 20 Sekunden (8'20'').

Angenommen, die Abfahrt dauert auch 5 Minuten und die Betriebsdauer beträgt 7 Stunden.

Dann haben wir bei 5 m/s ohne Ein/Ausstieg und Pausen einen Umlauf von 10 Minuten. Oder 6 Abfahrten pro Person und Stunde bzw. 42 Abfarten pro Person und Skitag.

Ausgehend von 1500 P/h und 6 Abfahrten pro Person kann die eine Anlage 250 zahlende Gäste befördern.

Die Ersparnis pro Skiticket beträgt demnach am Tag 266 Franken / 250 Gäste = 1,064 Franken.

Durch die Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit verlängert sich der Umlauf von 10' auf 8'20'' + 5' = 13'20'' (=800 Sekunden). Pro Stunde (=3600 Sekunden) schafft der Fahrgast demnach nur noch 4,5 Abfahrten bzw. pro Tag 31,5 Abfahrten ( :lol: ) anstatt 42 Abfahrten bzw. knapp 1/4 weniger.

Das ist jetzt eine grobe Überschlagsrechnung. Wartezeiten, längere Verweildauer auf der Piste etc. mindern den Einfluss der reduzierten Transportgeschwindigkeit. Aber im Ergebnis zahle ich lieber 1 Franken mehr fürs Skiticket und bin entweder wieder fast 1,75 Stunden früher im Hotel oder habe einfach mehr vom Tag. Time is money

OK, für den Verschleiß noch einen Franken extra.

Unterm Strich wird sich der Zeitverlust pro Gast in der Praxis unter Berücksichtigung von Wartezeiten und anderen Faktoren schätzungsweise in der Größenordnung einer Stunde liegen. Was kann man alles in einer Stunde sinnvolleres machen, anstatt diese Zeit im Sessel zu sitzen? 2-3 Saunagänge, eine Stunde schwimmen, eine Stunde shoppen oder eine Stunde im Kaffee sitzen. Die Ersparnis der Bergbahnen bedeutet also auch einen Umsatzverlust in den örtlichen Betrieben, die vom Tourismus leben


Sollen wir die Diskussion über die Folgen für den Skigast auslagern oder weiter hier fortführen?

Die Aufführungen vom Link sind grundsätzlich richtig, nur muss man dennoch anlagenspezifisch einzel ganz genau die Energiesparpotentiale betrachten.

Mit Wirkenergie- und 15-Minuten-Spitzenlasteinsparungen habe ich mich bereits im Zusammenhang mit Prozessanlagen in den 90er befasst und damals bereits Prozessleitsysteme optimiert damit die Spitzenlast möglichst gut ausgenutzt wurde und zwar mit Echtzeitsynchronisation der 15-minütigen Integrationsperioden der amtlich geeichten Verrechnungs-Stromzähler, damit konnte man sekundengenau Lastabwürfe ausführen (insbes. bei grossen industriellen Heizanlagen von Vorteil), um Messabweichungen zu verhindern wurden die Zählimpulse ebenfalls erfasst.

Im elektrotechnischen Energiesparbereich wird viel Unsinn geschrieben. In der Praxis muss man stets eine Gesamtbeurteilung durchführen, z.B. ist es sinnlos Aggregate so zu betrieben, dass sie zwar weniger Energie verbrauchen, jedoch viel früher ausfallen. Ist auch so z.B. mit Festplatten, die man nicht unnötig Aufstarten soltte, da sie nur für eine beschränkte Anzahl Startzyklen ausgelegt werden und mittlerweile sind sie onehien viel energiesparsamer als früher (beste Computer-Zuverlässigkeit habe ich stets bei 24/24 7/7 Betrieb festgestellt, jedoch Displays nicht unnötig längere Zeit, z.B. ggf. nachts betreiben).

Auch bei Pumpen werden oft Fehlüberlegungen gemacht: z.B. kann es sinnvoller sein, 3 verschiedengrosse Pumpen je nach bedarf parallel am Netz (=Festdrehzahl) um den optimalem Betriebspunkt zu betreiben, als z.B. 2 grössere Pumpen stets mit reduzierter Drehzahl an FU zu betreiben. Nur als vereinfachtes Beispiel, in der Praxis rechnet man das aufgrund der Wirkungsgraddaten der Motoren, Pumpen und FU aus.

Zu beachten ist ebenfalls, dass angegebene Wirkungsgradangaben nicht unbedingt den effektiven Werten in der jeweiligen Anwendung entsprechen. Z.B. sind Wirkungsgradangaben für Getriebe oft nicht die eigentlichen Werte sondern eher Parameter für die Antriebsberechnung (Wirkungsgrad kann abhängig von Drehmoment, Drehzahl, Drehrichtung, Energieflussrichtung, usw., sein).
Genauere effektive Werte muss man in der Praxisanwendung oder auf dem Prüfstand ermitteln. Für Antriebsberechnungen sind Katalogangaben meist ausreichend.

Über Vorwärmungen habe ich bereits was geschrieben, dort kann man in gewissen Fällen einiges einsparen.

Das errinnert mich an meinen Brunnen. Ist stand damals vor der Entscheidung, eine Pumpe mit FU einzubauen. Für den Betrieb mit FU hätte ich aber den Motor eine Leistungsstufe höher wählen müssen. Also habe ich einfach einen Druckminderer eingebaut. Im Betrieb mit Teillast nicht gerade die elegante Lösung, aber vom Aufbau die einfachste.

markus schrieb:

Man merkt schon dass sich hier wieder sehr viele Leute vom Fach ( oder Stammtisch? ) aufhalten ..... mannmannmann...

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Ist eine Anlage im Normalfall nicht nur für normalen Betrieb ausgelegt? Ich dachte jetzt an Situationen in denen theoretisch alle bergseitigen Gondeln voll besetzt mit Mindestabstand am Seil befinden, aber talseitig nichts. Das ist doch eine Mehrbelastung für den Antrieb oder nicht? Ganz davon abgesehen, ob das Seil nicht auf der Antiebsseilscheibe durchrutscht, oder im umgekehrten Fall die Bremse stärker dimensioniert sein müsste?

Bei einem Gespräch mit dem BL der Giggijochbahn im vergangenen Jahr wurde mir gesagt, dass die möglichen 6,5m/s nur in absolut notwendigem Stoßbetrieb gefahren werden. Hiermit ist es möglich, 4200Personen (theoretisch 4500) pro Stunde auf den Berg zu fördern. In der Regel werden bei geringem Aufkommen 5m/s gefahren. Die Erhöhung auf 6,5m schafft zwar ordentlich was weg, soll den Verschleiß der Bauteile aber dann nahezu verdoppeln. Zwar ist es auch möglich mit geringerer Bestückung zu fahren, jedoch bestückt man eher voll und reduziert die Geschwindigkeit, was auch den Ablauf für die Gäste im Bahnhof entspannt.