Wirtschaftliche und technische Bewertung einer DC-Versorgung in der Automobilproduktion zeigt lohnende Investitionsmöglichkeiten

In Kürze

In einer breit angelegten Analyse bei einem Automobilhersteller wurden die energetischen Potenziale einer Gleichstromversorgung in allen wesentlichen Produktionsbereichen und Technologien entlang der Wertschöpfungskette abgeschätzt. Dabei galt es sowohl brownfield als auch greenfield Konzepte sowie reine DC oder auch hybride AC-DC Konzepte zu bewerten. Ziel war es, Ertragspotenziale zu erfassen, Kosten abzuschätzen und Empfehlungen für nächste Schritte hin zu einer Gleichstromversorgung zu geben.

Im Detail

Im Rahmen von vor Ort Begehungen und Experteninterviews wurden erste Potenziale in wichtigen Produktionsbereichen und Technologie in der Wertschöpfungskette identifiziert und mittels Messungen an vorhandenen AC Produktionsanlagen abgesichert. Hauptfokus lag auf energetischen Potenzialen, wie Rekuperation und Einsparungen von Wandlerverlusten, die durch eine Gleichstromversorgung gehoben werden. Ergänzend wurden systemische Potentiale, die sich z. B. aus geringeren Leitungsverlusten in DC ergeben, abgeschätzt. Ergebnis dieses ersten Analyseschritts ist eine transparente Darstellung der quantitativen Schätzung der Potentiale, die sich im konkreten Fall realisieren lassen.

Für eine Bewertung der Wirtschaftlichkeit war es erforderlich, Grobkonzepte für DC-versorgte Produktionsbereiche zu erstellen. Die technischen Änderungen einer reinen DC Realisierungen und einer hybriden AC-DC Realisierungen bezogen auf eine heutige AC Realisierung wurden herausgearbeitet und bewertet. Ergänzend zu den Energieeinsparpotenzialen wurden funktionale Potenziale aus dem Smart-Grid Ansatz der DC-Versorgung analysiert. Darunter fallen z. B. der Einsatz von Speichern zur Spitzenlastglättung oder die unterbrechungsfreie Versorgung der Produktion.

Als Ergebnis lässt sich festhalten, dass eine Energieeinsparung bis in den zweistelligen Prozentbereich in einzelnen Produktionsbereichen zu erwarten ist. Die entstehenden Erträge durch Einsparungen führen gegenüber den notwendigen Investitionen zu Amortisationszeiträumen von 3 bis 4 Jahren.

„Die DC-Technologie hat das Potenzial, einen wichtigen Beitrag zur Energieeinsparung in der Produktion zu leisten und Kosten zu senken.
Die Arbeiten des Fraunhofer IPA zeigen die Potenziale transparent auf und geben Empfehlungen für nächste Schritte.“

Michael Schreck, Anlagen-, Steuerungstechnik, Strukturplanung BMW AG

Projektlaufzeit: 01/2021 – 06/2021