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Gleichstromversorgung

Mit Gleichstromnetz noch effizienter produzieren

| Autor/ Redakteur: Karl-Peter Simon / Stefanie Michel

Durch den Einsatz von Umrichtern konnte beim Betrieb von Motoren bereits Energie eingespart werden. Um jedoch ein weit größeres Potenzial an Effizienz zu erschließen und gleichzeitig regenerative Energiequellen zu nutzen, muss in der industriellen Produktion ein Gleichstromnetz aufgebaut werden.

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Der Fokus auf höhere Energieeffizienz und Nachhaltigkeit besteht seit vielen Jahren. Mit Gleichstromnetzen in der industriellen Produktion eröffnen sich auch für die Antriebstechnik neue Potenziale.
Der Fokus auf höhere Energieeffizienz und Nachhaltigkeit besteht seit vielen Jahren. Mit Gleichstromnetzen in der industriellen Produktion eröffnen sich auch für die Antriebstechnik neue Potenziale.
(Bild: iStock.com/microolga)

Der kontinuierliche Fokus auf höhere Energieeffizienz und Nachhaltigkeit ist und bleibt eine wichtige Triebfeder für Innovationen im Maschinenbau und der Elektrotechnik. Die verbesserte Drehzahlregelung durch Umrichtertechnik hat bereits erhebliche Energieeinsparungen ermöglicht, aber der nächste Schritt muss einschneidender sein. Ein hohes Potenzial zur Reduzierung von Betriebskosten und zur Nutzung regenerativer Energiequellen hat hier die Installation von Gleichstromnetzen.

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Gemeinsam mit 21 Unternehmen aus der Industrie und vier Forschungsinstituten hat der Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustie (ZVEI) das Gleichstrom-Forschungsprojekt „DC-Industrie" ins Leben gerufen. Sie arbeiten daran, die Energiewende in der industriellen Produktion umzusetzen und auf diese Weise dort die Energieeffizienz und Energieflexibilität zu steigern. Eines der beteiligten Unternehmen ist Bauer Gear Motor, ein Unternehmen der Altra Industrial Motion Corporation. Bauer ist auch bei den Forschungen involviert.

Das Forschungsprojekt „DC-Industrie“ Am 1. Juli 2016 startete das Gleichstrom-Forschungsprojekt „DC-Industrie“ gefallen, an dem 21 Industrieunternehmen, vier Forschungsinstitute und der ZVEI beteiligt sind. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und läuft nun Mitte des Jahres nach drei Jahren aus.

Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Stromversorgung industrieller Anlagen über ein smartes, offenes Gleichstromnetz neu zu gestalten und die industrielle Energieversorgungsarchitektur zu digitalisieren. Laut ZVEI spielt Gleichstrom in der zukünftigen industriellen Stromversorgung eine Schlüsselrolle – ebenso wie erneuerbare Energien, Energiespeicher und eine Zweiwege-Stromversorgung, die Wechsel- in Gleichstrom und umgekehrt wandelt. Damit kann das industrielle Energiesystem der Zukunft entstehen: ein gleichstrombasiertes Smart Grid für die Industrie.

DC-Industrie-Projekt will Energiewende vorantreiben

Von diesem Forschungsprojekt können viele Bereiche in der Fertigungsindustrie profitieren. Ein großer Automobilhersteller plant bereits die Umsetzung einer Reihe von Empfehlungen in einer neuen Testanlage. Bauer möchte sich mit seiner Expertise an der Umsetzung dieser zukunftsweisenden Vision beteiligen und maßgeblich zur weiteren Verbesserung der Energieeffizienz beitragen.

In der Industrie entfallen 70 % des Stromverbrauchs auf Elektromotoren. Damit sind sie der mit Abstand größte Verbraucher elektrischer Energie. Vor allem bedeutet jede Reduzierung der Leistungsaufnahme dieser Antriebe durch Wirkungsgradsteigerungen auch eine entsprechende Reduzierung der CO2-Emissionen.

Seit dem 1. Januar 2017 müssen alle in Europa neu verkauften Drehstrommotoren des Leistungsbereichs von 0,75 bis 375 kW die Anforderungen der Energieeffizienzklasse IE3 erfüllen (IE2 bei Frequenzumrichterbetrieb). Diese Effizienzklassen sind für Drehstrom-Asynchronmotoren bei Nenndrehzahl und Nenndrehmoment definiert. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass die Wirkungsgradregelung einer Komponente den Energieverbrauch nur in bestimmten Betriebszuständen nachhaltig reduzieren kann.

Vor diesem Hintergrund will das DC-Industrie-Projekt mithilfe von Gleichstromnetzen die Energiewende und die bessere Ausnutzung von Energie vorantreiben und darüber hinaus die Industrie 4.0 realisieren. Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und hat eine Laufzeit von drei Jahren.

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