15. Januar 2021 
 
26. November 2019

SPS 2019: Gleichstrom spart erheblich Energie

Im Forschungsprojekt „DC-INDUSTRIE“ haben Wissenschaftler und Industriepartner daran gearbeitet, die Energiewende in der industriellen Produktion umzusetzen. Über die Ergebnisse spricht Gunther Koschnick, Geschäftsführer ZVEI-Fachverband Automation, mit DIE MESSE.

Foto: LEMUR on UnsplashFoto: LEMUR on Unsplash
Wie lässt sich die Energiewende in der industriellen Produktion umsetzen?
Welches Potenzial bietet die Energieversorgung per Gleichstrom für die Energieeffizienz und die Industrie 4.0?
Gleichstromnetze haben für die industrielle Produktion ein sehr hohes Potenzial, vor allem bei der Reduzierung des Energieverbrauchs. Ein großer Vorteil ist, dass sie eine über das einzelne Produkt hinausgehende systemische Betrachtung erlauben.

Motoren etwa müssen nicht mehr einzeln, sondern können im Verbund mit ihren Arbeitsmaschinen im DC-Netz gesteuert werden und so beim Bremsen Strom ins DC-Netz oder auch in Batterien zurückspeisen. Im AC-Netz würde diese Energie als Abwärme verloren gehen. Das alles ist ohne erhöhten Aufwand möglich. Ein weiterer Vorteil: Auch die Stromwandler (von AC zu DC) an allen elektronischen Geräten fallen weg, wodurch sich bereits Energie einsparen lässt.

Was bedeutet der Gleichstrom für die Frequenzumrichter in industriellen Anlagen?
Im Gleichstromnetz können keine AC-Netz-Motoren laufen. Folglich benötigt jeder Motor einen neuen Frequenz­umrichter. Dieser kann aber kleiner und kompakter ausfallen, da die Wandlung von Wechselstrom in Gleichstrom bereits zentral erfolgt und nicht einzeln in jedem Gerät. Ein zusätzlicher Nutzen ist, dass der Frequenzumrichter mit weniger Installationsaufwand direkt am Motor betrieben werden kann.

Ist für die Umsetzung eine neue Netzstruktur notwendig und entfallen eventuell bisherige Komponenten?
Ja, zu beiden Aspekten der Frage. Das Gleichstromnetz ist eine neue Netzstruktur, die natürlich andere Komponenten benötigt: DC-Schalter, kompakte Frequenzumrichter und gegebenenfalls erneuerbare Energieerzeuger und Batterien. Dafür fallen Wechselstromkomponenten weg.

Das Projekt lief von Sommer 2016 bis Sommer 2019. Welche wichtigen Erkenntnisse wurden gewonnen?
In der dreijährigen Projektlaufzeit konnten für alle vier Testszenarien – je nach Applikation – bedeutende Energieeinsparungen nachgewiesen werden, die bis zu zehn Prozent betragen können. In einer komplexen Fertigungszelle bei Daimler beispielsweise konnte durch Energiemanagement die Einspeiseleistung, die für den Betrieb bereitgestellt werden muss, sogar von 450 kW auf 40 kW reduziert werden – und das, obwohl die gleiche Arbeit verrichtet wurde wie in einer gewöhnlichen Fertigungszelle mit Wechselstrom.

Es ist ein Folgeprojekt geplant. Beteiligen sich die gleichen Organisationen und Unternehmen und was ist diesmal die Zielstellung?
Direkt im Anschluss an das erste DC-INDUSTRIE-Projekt wurde im Oktober 2019 das Nachfolgeforschungsprojekt DC-INDUSTRIE 2 gestartet. Fokus diesmal ist die Gleichstromversorgung in einer gesamten Produktionshalle, nachdem wir uns im ersten Projekt mit der Gleichstromversorgung einer Produktionszelle befasst haben.

Insgesamt sind sechs Modellanlagen und Transferzentren bei verschiedenen Partnern geplant. Der Forschungsbedarf ist groß, um den Energieverbrauch in der industriellen Produktion weiter reduzieren zu können. Ebenso das Interesse: Weitere Hersteller und Anwender konnten als Partner für das Anschlussprojekt gewonnen werden.

http://www.sps-messe.de

 


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