Energiesystemplanung für einen CO2-freien Fabrikbetrieb

In Kürze

Die Schaltbau GmbH entwickelt und produziert Steckverbinder, Schnappschalter, Schütze und Bahnkomponenten. In diesem Zusammenhang wird eine CO2-freie Produktionshalle (NExT Factory) geplant, die 2022 zum Einsatz kommen soll. Der Fokus des Projekts zwischen der Schaltbau GmbH und dem Fraunhofer IPA liegt auf der entwicklungsprojektbegleitenden Konzept- und Systemanalyse der Energieversorgung der Produktionshalle. Darin inbegriffen sind Fragestellungen zu geeigneten Energiespeichertechnologien und deren wirtschaftlichem Einsatz.

Im Detail

Dieses Projekt versteht sich als unterstützende Tätigkeit während der Entwicklung und Realisierung der Produktionshalle. Die Produktionshalle dient neben dem operativen Geschäft als Technologieleitwerk und Showcase für ein DC-Smartgrid. 

Das Fraunhofer IPA forscht und entwickelt unter anderem an der Energieversorgung für die industrielle Anwendung. Im Fokus dabei steht der sichere und effiziente Betrieb der Anlagen. Dabei besitzt das Fraunhofer IPA den Status eines Systemintegrators, der die übergreifende Verknüpfung mehrerer Fachgebiete begleitet. Besonderer Fokus liegt in dem Abbilden des Systemverhaltens in Simulationsmodellen, die das Gesamtsystem evaluieren und für die Weiterentwickelung genutzt werden. Darüber hinaus forscht das Fraunhofer IPA an dem Einsatz von Energiespeichern in der Industrie und verfügt über umfangreiche Erfahrungen und ein breites Wissen über Energiespeichertechnologien sowie deren Einsatzmöglichkeiten und wirtschaftlichen Potenziale.

Die Aufgabe dieses Projekts liegt im Aufzeigen von technischen und methodischen Risiken während der Konzeption und Entwicklung des Energieversorgungssystems. Dabei sollen Lösungsansätze auf ihre Eignung überprüft werden. Daher soll das komplexe Zusammenspiel der Technologiethemen Energieverteilung, Speicherung, erneuerbare Energien und Ziele, wie Effizienzsteigerung im Fokus stehen und mit dem aktuellen Stand der Technik und Forschung abgeglichen werden.

Innerhalb des Projektes wurde vom Fraunhofer IPA die komplette Energieversorgung in verschiedenen Szenarien simulativ abgebildet. Essenzielle Komponenten waren dabei Photovoltaikanlage, elektrochemische Energiespeicher und E-Fahrzeuge/Ladestationen für die elektrische Energieversorgung sowie Wärmepumpen und thermische Energiespeicher für die thermische Energieversorgung.

Durch die simulative Bewertung der Szenarien und die Auslegung einzelner Technologien konnte das Fraunhofer IPA einen effektiven Beitrag für die Planung der CO2-freien Produktionshalle der Schaltbau GmbH leisten und das Planungsrisiko somit verringern.

»Durch die Unterstützung des Fraunhofer IPA konnte die Wirtschaftlichkeit und Effizienz des vorentwickelten Energiekonzeptes weiter optimiert werden. Die Simulation unterschiedlicher Szenarien ermöglicht eine passgenaue Dimensionierung der beteiligten Systeme für den Fabrikanlauf und eine darauf aufbauende Strategie für den wirtschaftlichen Ausbau im späteren Serienbetrieb.«

Dr. Michael Ettl Director Operations, Authorised Signatory, Schaltbau GmbH