• Jessica Dolan

Die Produktion grüner machen: 3 Technologien zur Steigerung der Energieeffizienz in der Produktion

Übersetzt von Diana Lehmann


Es lässt sich nicht leugnen, dass die Energieeffizienz ein Thema von zunehmender strategischer Bedeutung in allen Wirtschaftssektoren ist. Maschinenbauunternehmen bilden da keine Ausnahme und können sogar eine Schlüsselrolle beim Übergang zu einer nachhaltigeren Wirtschaft spielen. Laut der jüngsten Studie der BCG (Boston Consulting Group) über die Grüne Fabrik der Zukunft, sind Industriebetriebe für etwa die Hälfte der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich, wobei 40% direkt aus der Produktion und 10% aus der Logistik stammen.


(Bild-Genehmigung von Boston Consulting Group)

Neue Entwicklungen, wie der Europäische Grüne Deal, Überarbeitungen der EU-Richtlinie über die nichtfinanzielle Berichterstattung und Aktualisierungen der ISO 50001 (der Norm für Energiemanagementsysteme) erhöhen den Druck auf die Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes noch weiter, umfassende Daten über die Umweltauswirkungen ihrer Tätigkeiten zu sammeln und konkrete Schritte zur Minimierung dieser Auswirkungen zu unternehmen.


Glücklicherweise haben Investitionen in umweltfreundlichere Verfahren auch wirtschaftliche Vorteile, wie in einer gemeinsamen Untersuchung des VDMA (Verband der Maschinen- und Anlagenbauindustrie e.V.) und der BCG mit dem Titel "Grüne Technologien für grünes Geschäft" dargestellt wird. Sie schätzen das Marktpotenzial der Entkarbonisierung für Maschinenbauer bis 2050 auf 10 Billionen Euro.


In diesem Artikel werde ich drei innovative, technologische Lösungen diskutieren, die Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus auf ihrem Weg zu einem nachhaltigeren Betrieb unterstützen können.


1. Intelligentes Energiespeichersystem

Wenn es um Energie geht ist die Speicherung und Wiederverwendung von Energie der Schlüssel für eine effiziente Lösung. Der Gerotor HPS (High Power Storage) ist eine hochmoderne Energiespeicherlösung, die die Schwungradtechnologie nutzt, um mechanische Energie in Form von Rotation zu speichern. Während die Schwungradtechnologie an sich nichts Neues ist, hat das Münchener Startup Gerotor GmbH mit der Integration eines Systems zur Rückgewinnung kinetischer Energie eine wirklich innovative Lösung geschaffen: (KERS)-Technologie, die am besten für ihren Einsatz in der Formel 1 bekannt ist. Es funktioniert wie folgt: Wenn eine elektrische Achse in einer Werkzeugmaschine gebremst wird, speichert der Gerotor HPS die Bremsenergie und verwendet sie wieder, wenn die Werkzeugmaschine wieder in Betrieb geht. Der Schwungradspeicher funktioniert im Wesentlichen nach drei Prinzipien: Rekuperation, unterbrechungsfreie Stromversorgung und Spitzenlastmanagement.


(Bild-Genehmigung von Gerotor GmbH)

Das Unternehmen entwickelt außerdem eine intelligente, KI-gestützte Steuerungssoftware, die den Zeitaufwand für die Anwendung reduziert und eine automatische Anpassung an dynamische Industrieeinstellungen ermöglicht. Wenn dies in Industrieanlagen implementiert wird, kann die Energiespeicherungstechnologie, den Energieverbrauch um die Hälfte senken, was zu erheblichen ökologischen und wirtschaftlichen Vorteilen führt. Spezifisch zu den genannten Anwendungsbereichen gehören CNC-Maschinen, Robotik, Intralogistik und Anlagennetze der Gleichstromindustrie. Auch das Design des Systems selbst ist, mit einer erwarteten Lebensdauer von 20 Jahren, umweltfreundlich, da es recycelbar und langlebig ist. Das Unternehmen hat bereits eine Vielzahl von Auszeichnungen in Anerkennung ihrer bahnbrechenden Technologie erhalten, darunter den Deutschen Innovationspreis 2020 für Klima und Umwelt (IKU) und den Industrial Energy Efficiency Award 2019 auf der Hannover Messe.



2. Integrierte Energiemanagement-Software

Ein umfassender Überblick über den Energieverbrauch ist für die Bemühungen um Energieeffizienz von entscheidender Bedeutung. Nur so lassen sich detaillierte Analysen durchführen und Daten basierte Entscheidungen treffen. Die SIMATIC Energy Suite von Siemens macht es möglich, Energieverbrauchsdaten aus verschiedenen Quellen, einschließlich Geräten von Siemens und Drittanbietern, zu aggregieren und Berichte auf der Grundlage von Kennzahlen zu erstellen. Die Energiemanagement-Software ist hoch skalierbar, was die Transparenz sowohl auf Produktionsebene als auch auf Unternehmensebene erleichtert. Die Suite umfasst den S7-Energieeffizienzmonitor, der eine standardisierte Bewertung der Maschineneffizienz und die Visualisierung auf einem HMI-Gerät ermöglicht. Dieses Verfahren steht im Einklang mit der VDMA-Norm 34179 über Messanweisungen zur Ermittlung des Energie- und Ressourcenbedarfs von Serienwerkzeugmaschinen. Mit der Energiemanagement-Software SIMATIC, die nach ISO 50001 zertifiziert ist, lassen sich erhebliche Reduzierungen der CO2-Emissionen und Energiekosten realisieren.


(Bild-Genehmigung von Siemens)

Viele Produktionsunternehmen haben bereits die hochmodernen Energiemanagementlösungen von Siemens genutzt. Am Standort von Coca Cola in Edelstal, Österreich, wurde kürzlich der SIMATIC Energy Manager Pro implementiert, um die Energieeffizienz weiter zu steigern. Aufgrund seiner Benutzerfreundlichkeit ermöglicht die Lösung den Mitarbeitern, das Energiemanagement selbstständig durchzuführen. Berichte können schneller und einfacher als je zuvor erstellt werden, ohne dass eine Programmierung erforderlich ist. Sie können nun auch genau bestimmen, wie viel Energie für jedes einzelne Produkt benötigt wird. Dadurch ist es dem Werk gelungen, den CO2-Ausstoss auf 17,5 g pro Liter Getränk zu reduzieren, was der Hälfte der erfassten Menge im Jahr 2010 entspricht.



3. Modulares Energiemessgerät

Bevor eine Analyse stattfinden kann, ist es wichtig, genaue Messungen des Energieverbrauchs zu haben. Sammeln von Daten aus verschiedenen Quellen in dem Fabrikumfeld kann eine Herausforderung sein, vor allem aufgrund unterschiedlicher Standards, Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle. Das Messgerät UMG 801 von Janitza löst dieses Koordinationsproblem, indem es verschiedene Kommunikationsschnittstellen anbietet und die direkte Datenübertragung an übergeordnete Systeme über OPC UA, einen Standard für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, ermöglicht.


(Bild-Genehmigung von Janitza electronics GmbH)

Das Gerät verfügt über acht Strommesskanäle und kann mit einklickbaren, modularen Erweiterungen elektrische Parameter mit hoher Präzision auf bis zu 92 Messkanälen messen. Es ist vielseitig einsetzbar, da es für das Energiemanagement, die Differenzstromüberwachung und die Überwachung der Netzqualität verwendet werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Abtastfrequenz (bis zu 51,2 kHz pro Kanal) eine schnelle Leistung, und verfügt für die Speichermessung der Messdaten über einen großzügigen Speicher von 4 GB. Die Daten können mit Hilfe von Janitza's GridVis®-Software visualisiert und analysiert werden, die ebenfalls der ISO 50001 entspricht. Das hessische Unternehmen Janitza ist führend auf dem Gebiet des Energiemanagements und hat Projekte in der ganzen Welt durchgeführt.



Die hier erwähnten Technologien kratzen nur an der Oberfläche. Immer mehr Unternehmen entwickeln innovative Lösungen, um die schädlichen Auswirkungen der Produktion auf die Umwelt zu verringern. Die Verfügbarkeit dieser Lösungen kann Anlagen- und Maschinenbauunternehmen dabei helfen, den Kohlenstoffausstoß zu minimieren, Energiekosten zu senken, gesetzliche Anforderungen zu erfüllen und einen Wettbewerbsvorteil auf diesem Gebiet zu erlangen.


Sie sind sich immer noch nicht sicher, wie die neuesten Technologien und Industrie 4.0-Innovationen dazu beitragen könnten, Probleme, wie das Energiemanagement in Ihrer Produktionsumgebung zu lösen? Wenn ja, zögern Sie nicht, uns unter info@rokin.tech eine Nachricht mit Einzelheiten zu Ihrem Problem zu schicken. Auf Grundlage unserer Branchenexpertise und KI - basierten Suchmethoden, führen wir umfangreiche Recherchen durch und schlagen die besten technologischen Lösungen vor, die auf Ihre spezifische Situation zugeschnitten sind.

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Thomas Kinkeldei

Co-Founder

ROKIN, Lothstraße 21, 80797 München, Email: info@rokin.tech, Tel.: +49 89 21536319

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