Gleichspannung revolutioniert die industrielle Energieversorgung

Die Erhöhung der Energieeffizienz, der Umgang mit schwankenden Energieangeboten sowie mit einer geringeren Energiebereitstellungsqualität sind Aufgaben, denen sich Produktionen in naher Zukunft verstärkt stellen müssen. Das Fraunhofer IPA und das Institut für Energieeffizienz in der Produktion EEP der Universität Stuttgart entwickeln nun seit Anfang Juli gemeinsam mit Forschungspartnern und Industrieunternehmen im Forschungsprojekt "DC-INDUSTRIE" neue Formen der industriellen Energieversorgung, mit denen sich diese Aufgaben lösen lassen.

Im industriellen Umfeld ist heute die dreiphasige 400-V-AC-Stromversorgung Standard. Durch den Trend hin zu energieeffizienten, drehzahlveränderlichen elektrischen Antrieben werden in Anlagen immer häufiger Frequenzumrichter eingesetzt, die über einen Gleichspannungs- Zwischenkreis verfügen. Hier ist stets eine Wandlung der elektrischen Energie von Wechselspannung in Gleichspannung notwendig.

Die Idee des Forschungsprojekts

Die Abkehr von der Wechsel- hin zur Gleichspannung eröffnet enorme Effizienzvorteile und Energieeinsparungen bei der Versorgung von Maschinen und Anlagen. Dabei ist das Ziel die bedarfsorientierte Verteilung von Energie innerhalb von Produktionsanlagen mit einem Höchstmaß an Energiewiederverwendung und einer Minimierung von Wandlungsverlusten.

Gleichspannung revolutioniert die industrielle Energieversorgung. Abbildung: Fraunhofer IPA

Zusätzlich bieten die technisch vereinfachte Integration von Energiespeichern und regenerativen Energiequellen sowie die systemimmanente Möglichkeit der Rekuperation, d. h. die Wiedergewinnung und -verwendung von Bremsenergie neue Chancen für ein intelligentes Energiemanagement. EEP und IPA entwickeln gemeinsam die notwendigen Methoden für die Planung, Einführung und Nutzung des industriellen Mikro DC Smart Grid.

Eine über das DC-Netz versorgte Produktion ist robust hinsichtlich schwankender Netzqualität und kann flexibel auf schwankende Energieangebote reagieren. Das trägt zu einer Stabilisierung des Energienetzes bei.

Das Projekt "DC-INDUSTRIE – Intelligentes offenes DC-Netz in der Industrie für hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben" hat ein Gesamtvolumen von knapp zehn Millionen Euro. Es wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und hat eine Laufzeit von drei Jahren.

Quelle
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA