Das Forschungsprojekt „DC-INDUSTRIE“

Im Vortrag wird das herstellerunabhängige industrielle Gleichstromnetz (DC-Netz) von DC-Industrie als Lösung für die anstehenden Herausforderungen der industriellen Energieversorgung vorgestellt. Ein Konsortium aus namhaften Herstellern der Elektrotechnik sowie Anwender aus den Branchen Automotive und Maschinenbau will mit DC-Industrie den Weg für die Gleichstromfabrik vorbereiten, in der sämtliche Energie über ein DC-Netz ausgetauscht wird. Damit kann die industrielle Produktion durch Gleichstrom branchenübergreifend energieeffizienter sowie flexibler gestaltet werden.

Gleichstrom nimmt in der zukünftigen industriellen Stromversorgung eine Schlüsselrolle ein. Mit Gleichstrom, Direct Current (DC), kann mehr Energieeffizienz und Energieflexibilität in der industriellen Produktion realisiert werden. Im Gleichstromforschungsprojekt DC-Industrie 2 und dem Vorläuferprojekt DC-Industrie wird seit 2016 mit Unternehmen aus der Industrie und Forschungsinstituten an der Gleichstromversorgung einer Produktionszelle bzw. Produktionshalle geforscht.

Wie die Energieversorgung von industriellen Anlagen über ein intelligentes, offenes DC-Netz künftig energie- und kosteneffizient gestaltet werden kann, das zeigt das Forschungsprojekt DC-INDUSTRIE erstmalig auf der Hannover Messe 2019.

Der ZVEI entwickelt mit seinen Partnern im Projekt DC-INDUSTRIE Netzmanagement-Möglichkeiten für die Zukunft. Das Motto: Energiewende meets Industrie 4.0. Gleichstrom spielt in der zukünftigen industriellen Stromversorgung eine Schlüsselrolle. Ebenso wie erneuerbare Energien, Energiespeicher und eine Zweiwege-Stromversorgung, die Wechsel- in Gleichstrom und umgekehrt wandelt. Ziel ist ein flexibles, effizientes und offenes Smart Grid. Die Animation des Projekts DC-INDUSTRIE zeigt, wie die Energieversorgung von morgen aussieht, was das Netzmanagement leisten muss und was eigentlich am Wochenende mit dem überschüssigem Strom passiert.

Alternating Current, also AC bzw. Wechselstrom auf Deutsch, und Direct Current, also DC bzw. Gleichstrom, befanden sich lange Zeit im Konkurrenzkampf. Doch seit der Weltausstellung 1893 dominiert der Wechselstrom unsere Stromversorgung. Wieso das so ist, warum sich das auch wieder ändern könnte, und dass Gleichstrom Fabriken energieeffizienter macht, erklärt Cedric heute in dieser Folge Watts On!

Ein zentraler AC/DC-Wandler versorgt alle Lastbereiche der Fabrik mit Gleichstrom. Auf diese Weise erhöht sich die Gesamtenergieeffizienz des Systems und die Gleichrichter in den Geräten können eingespart werden. Die Energieversorgung im DC-Netz der Fabrik ist keine Einbahnstraße: Auch die Energierückführung in das Wechselstromnetz ist möglich.

Das DC-Netz ermöglicht eine einfache Einbindung von Photovoltaikzellen und anderen erneuerbarer Energieträgern. Umwandlungsverluste werden reduziert; die Synchronisation mit einem dreiphasigen Wechselstromnetz ist nicht nötig.

Energiespeicher sind einfacher und mit geringeren Umwandlungsverlusten ins DC-Netz der Fabrik integrierbar. Dies gewährleistet Produktionsstabilität bei AC-Netzversagen und einen besseren Ausgleich von Spitzenlasten.

Neu ist das dezentrale Netzmanagement. Es sorgt für optimalen Energieaustausch zwischen den Anlagen und bringt mehr Stabilität ins industrielle Stromnetz.

Der dynamische Energiebedarf der Roboterfertigung profitiert von den verteilten Energiespeichern im Gleichstromnetz. Darüber hinaus kann der hohe Anteil an rekuperativer Energie, der durch die Industrieroboter bereitgestellt wird, ins System zurückgespeist und genutzt werden.