TRENDS » Energie nachhaltig erzeugen und nutzen Gerade im Karosseriebau kommen viele Roboter in hochdynamischen Fertigungsprozessen zum Einsatz. Werden sie alle mit Gleichstrom versorgt, lässt sich eine Menge Energie sparen. Bild: Lapp Gleichstrom/DC-Industrie: Mit Bremsenergie zu mehr Energieeffizienz Weniger Spannungswandlungen In Gleichstromnetzen lässt sich insbesondere bei hochdynamischen Prozessen ein Großteil der benötigten Energie wieder zurückgewinnen und zwischenspeichern – ein klares Plus für die Energieeffizienz. Einsparpotential ergibt sich aber auch bei der Gleichstromverkabelung, da weniger Adern den Kupfer - bedarf senken. Lapp hat bereits eine Testanlage im Karosseriebau mit DC-Lösungen ausgestattet – und bringt auf diese Weise nachhaltigere Lösungen voran. INFO Mehr zum Angebot für Gleichspannungsnetze: Fertigungsanlagen im Automobilbau arbeiten mit einem immer höheren Grad an Automatisierung – und damit brauchen sie viel Strom, damit eine große Zahl an Robotern mit hoher Präzision stanzen, schweißen, nieten und kleben kann. „In Zukunft wahrscheinlich mehr und mehr Gleichstrom“, präzisiert Alois Heimler, Strategic Marketing Manager Intralogistik & Automotive bei Lapp: „Das Zauberwort heißt weniger Spannungswandlungen.“ Das Stuttgarter Unternehmen ist Experte für Gleichstrom – und mit seinen Kabel- und Verbindungslösungen auch an entsprechenden Pionierprojekten beteiligt. Eines dieser Projekte ist die Umstellung einer ganzen Karosseriebauanlage auf Gleichstrom beim hier.pro/9hsTx bayerischen Automobilhersteller BMW. Betreten Besucher die Produktionsanlage in Dingolfing, bleibt ihnen der Zauber der Spannungswandlungen allerdings zunächst verborgen. Sämtliche Ro- boter und Maschinen arbeiten wie gewohnt in gleicher Geschwindigkeit und Präzision. Bauteile tauchen nach und nach in die Fertigungsstraße ein, durchlaufen Arbeitsschritt um Arbeitsschritt und werden der finalen Karosserie von Minute zu Minute ähnlicher. Dass die Anlage mit Gleichstrom läuft – in unserer Wechselstrom-Welt eine bisher noch seltene Form der Energieversorgung im industriellen Umfeld – erschließt sich erst auf den zweiten Blick. Rekuperation spart Energie Gerade im Karosseriebau lohnt sich die Umstellung von Wechsel- auf Gleichstrom. Ein großer Teil des Stromverbrauchs einer Industrieanlage entfällt auf Maschinen und Roboter – doch lassen sich hier große Einsparpotentiale heben, insbesondere bei hochdynamischen Prozessen von Industrierobotern. Diese bewegen sich auf programmierten Bahnen, um die einzelnen Bauteile einer Karosserie zu einem Fahrzeug zusammenzufügen. Dabei beschleunigen sie kurzzeitig und bremsen dann wieder ab. Das bedeutet, dass ein 26 KEMKonstruktion|Automation » 04 | 2024
Roboter kurzzeitig viel Energie entnimmt, um einen Bewegungsablauf zu initiieren – und dabei die Energie in kinetische Energie wandelt. Beim Abbremsen oder im Senkbetrieb lässt sich dann über den Generatorbetrieb der Antriebe wieder elektrische Energie zurückgewinnen. Allerdings wird diese in Wechselstromsystemen (AC) in der Regel nicht gespeichert und geht als Wärme energie verloren; bisher wurden Brems widerstände eingesetzt, um die überschüssige Energie zu „verbrennen“. Anders im Gleichstromnetz (DC): „Hier wird die Energie in den DC-Zwischenkreis, andere DC-Verbraucher oder Energiespeicher gespeist“, fährt Alois Heimler fort. „Somit kann die Energie, die bei Abbremsvorgängen frei wird, ohne große Wandlungsverluste zentral für alle Verbraucher in das Netz zurückgeschickt werden.“ Diese Rekuperation erlaubt damit auch den direkten Energieaustausch zwischen allen Antrieben. In DC-Netzen genügt eine zentrale Energiewandlung Bild: Lapp »Gleichspannung ist ein Kernelement für die Energiewende – die Einsparungen bei einer Umstellung auf DC liegen realistisch zwischen 15 und 20%.« Alois Heimler, Business Development Manager Automotive & Strategic Marketing LA EMEA, Lapp Da gerade in Zeiten, in denen das Thema Nachhaltigkeit immer stärker im Fokus steht, das Einsparen von Energie immer relevanter wird, kann sich die Verwendung bislang ungenutzter Bremsenergie als sehr nützlich erweisen. Und das ist nicht der einzige Vorteil, den DC-Netze mit sich bringen: Anstatt vieler dezentraler Wandlungen von AC zu DC gibt es nur noch eine zentrale Energiewandlung, die alle Anlagen mit Gleichstrom versorgt. Bonuspunkt: Kommt der Strom aus einer regenerativen Quelle wie beispielsweise der Photovoltaik, steht er direkt in Form von Gleichstrom zur Verfügung – und kann direkt genutzt werden, wenn zunehmend auch die entsprechenden Verbraucher für Gleichstrom ausgelegt sind. „Gleichspannung ist demnach ein Kernelement für die Energiewende“, betont Heimler. Die genauen Einsparungen bei einer Umstellung auf DC variieren je nach Anlage und ihrer Auslastung. Ergebnisse zwischen 15 und 20 % sind jedoch realistisch. Dieser Nachhaltigkeitsgedanke beschäftigt Lapp bereits seit einigen Jahren, weswegen das Unternehmen als erster Hersteller ein Leitungsportfolio für verschiedene Anwendungen im Niederspannungsbereich entwickelt hat – und das stößt auf immer größeres Interesse. Auch in der Karosserieproduktion in Dingolfing kommen die Lösungen von Lapp zum Einsatz. Darunter die Ölflex DC 100. Mit ihrer speziellen Konstruktion für den Langzeitbetrieb und einer maximalen Spannung von 0,75 bzw. 1,5 kV bietet sie die optimale Grundlage für energieeffiziente DC-Netze in industriellen Anlagen – was sie zur ersten Wahl für Automobilhersteller macht. Ebenso verbaut ist die Ölflex DC Grid 100. Durch ihren flexiblen und feindrähtigen Aufbau ist sie als DC- Starkstromkabel für Gleichstromnetze industrieller Anlagen sowohl in trockenen, feuchten als auch nassen Umgebungen einsetzbar. Somit eignet sie sich ideal für Steuerungsanlagen, Motoren und Frequenz - umrichter. SICHERHEIT IM FOKUS HYGIENIKER Woran denken Hygieniker in der Pharmaproduktion? An sauber, sicher, zertifiziert und an COG: Denn Pharma stellt maximale Ansprüche an unsere Hochleistungs-Dichtstoffe, an Expertise, Produktbreite, -verfügbarkeit und globale Compliance. • Spezialcompounds für maximale Zuverlässigkeit • Geprüft und zertifiziert für die Pharma-Industrie Besuchen Sie uns: am 10.–14.06.2024 in Halle 8.0, Stand E61 • Bewährt bei Hygienic Design, CIP- und SIP-Prozessen Für Dichtungslösungen ohne Risiken und Nebenwirkungen: info@cog.de oder 04101-5002-0 KEMKonstruktion|Automation » 04 | 2024 27 COG.de
