Innovatives Gleichstromnetz für Standorterweiterung

Im Detail

Die Lapp Gruppe und das Fraunhofer IPA arbeiteten gemeinsam an einem Projekt zur Optimierung der Energieversorgung in einem Produktionsstandort in Frankreich.

Die Hauptziele des Projekts waren:

• Konzeption eines effizienten DC-Netzes für die Câbleries Lapp Sarl in Forbach, Frankreich: Entwicklung eines maßgeschneiderten Gleichstromnetzes in drei Ausbaustufen, um die Energieeffizienz in der neuen Produktionshalle zu steigern.
• Integration erneuerbarer Energieanlagen in neue und bestehende Gebäude: Untersuchung von Lösungen zur nahtlosen Einbindung von erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenenergie in das industrielle Energiesystem.
• Betrachtung von Batteriespeichern zur Erhöhung des Eigenenergieverbrauchs: Analyse des Einsatzes von Energiespeichern, um die Eigenverbrauchsrate zu erhöhen, die Netzstabilität zu garantieren und die Stromversorgung zuverlässiger zu gestalten.
• Integration von Bestandsmaschinen in das DC-Netz zur Minimierung von Wandlungsverlusten: Untersuchung von Möglichkeiten, um bestehende Maschinen effizient in das Gleichstromnetz zu integrieren und den Energieverlust bei der Umwandlung zu minimieren.

Die entwickelte Lösung basierte auf einer dreigeteilten Strategie für den Auf- und Ausbau einer DC-Infrastruktur:

• Dimensionierung von PV-Anlagen mit DC-Netzanbindung: Auswahl und Anbindung von Photovoltaikanlagen mit Gleichstromanschluss, um erneuerbare Energiequellen zu nutzen.
• Erarbeitung eines skalierbaren DC-Netzkonzepts: Entwicklung eines flexiblen Gleichstromnetzkonzepts, das mit den steigenden Anforderungen des Werks mitwachsen kann.
• Investitionsbewertungstool auf Basis variabler Rahmenbedingungen wie dem Strompreis: Implementierung eines Tools zur Bewertung der Investitionen unter Berücksichtigung variabler Faktoren wie Strompreise.

Die Ergebnisse dieser Zusammenarbeit bieten eine Vielzahl von Vorteilen:

• Skalierbares DC-Netz, das mit dem Leistungsbedarf mitwächst und in benachbarte Bestandshalle erweitert werden kann: Die Implementierung eines skalierbaren Gleichstromnetzes ermöglicht eine effiziente Stromversorgung nicht nur für die heutige gleichstromversorgte Produktion, sondern auch für den zukünftig steigenden Strombedarf der lokalen Produktion und der benachbarten bestehenden Hallen.
• Effiziente Anbindung von PV-Anlagen am DC-Netz und Eigenverbrauchsoptimierung: Die Nutzung von Photovoltaikanlagen im Gleichstromnetz trägt zur Optimierung des Eigenverbrauchs bei und reduziert die Abhängigkeit von konventioneller Stromversorgung.
• Effiziente Anbindung bestehender Großverbraucher: Die Integration von bestehenden Großverbrauchern in das Gleichstromnetz trägt dazu bei, Wandlungsverluste zu minimieren und die Gesamteffizienz zu steigern.

Diese Kooperation zwischen dem Fraunhofer IPA und Lapp demonstriert, wie innovative Technologien und sorgfältige Planung die Energieversorgung in Fabriken nachhaltiger, effizienter und wirtschaftlich erfolgreicher gestalten können. Dies legt den Grundstein für umweltfreundliche und nachhaltige Produktionsprozesse in der Industrie. Auf Basis der Projektergebnisse detailliert ein Elektrofachplaner jetzt die weitere Realisierung und führt diese bis zur Inbetriebnahme. Für spezifische Fragestellungen in dieser Fachplanungsphase bietet das Fraunhofer IPA weitere Unterstützung in detaillierten Analysen für die Auslegung und Inbetriebnahme der Netzregelung, des Schutzsystems und der Infrastruktur zur Energieverteilung an.

»Die Konzipierung eines Gleichstromnetzes in unserem Standort in Forbach war ein herausforderndes und technisch spannendes Vorhaben, vor allem bei einem Thema, das gerade erst Einzug in die Industrie hält. Das Fraunhofer IPA mit seinem hohen praxisnahen und gleichzeitigen wissenschaftlichen Bezug war genau der richtige Partner dafür.«

Dr. Susanne Krichel & Eric Lebert, Lapp Group