„Smart Consumer“ – Energieeffizienz im Maschinenbestand durch systemische Kopplung von Energieströmen mittels intelligenter Mess-, Steuer-, und Regeltechnik

Das Ziel des Vorhabens ist es, intelligente Lösungen zu entwickeln, um Energiebedarfe in der Produktion zu steuern und zu reduzieren. Das Projekt Smart Consumer (Projektlaufzeit: 01.07.14 – 31.12.17) wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (FKZ: 03ET1180) gefördert und untergliedert sich in zwei Teilprojekte:

Im Teilprojekt Smart KWK liegt der Schwerpunkt auf einer optimierten Energieversorgung von Kunststoff verarbeitenden Betrieben. Am Beispiel der Firma Junghans sollen der Primärenergiebedarf und die Energiekosten um ca. 50 Prozent gesenkt werden. Um dies zu erreichen, sollen heute elektrisch beheizte Produktionsmaschinen zukünftig mit Thermoöl versorgt werden. Damit lassen sich die Maschinen flexibel durch Abwärme aus KWK-Prozessen, Verbrennung von Erdgas oder mittels elektrischer Energie betreiben. Um den Wärmenutzungsgrad zu steigern, ist es erforderlich die Spritzgießmaschinen sowie die Gebäudetechnik und die Wärmenetze in der Kunststoffwarenfabrik umzubauen.

Im zweiten Teilprojekt Smart Klima liegt der Fokus auf Energieeinsparungen im Bereich Kühlung bzw. Klimatisierung beim Süßwarenhersteller Ferrero. Zum einen wird auf alternative, effizientere Kühltechnologien umgestellt, zum anderen soll nur noch dort gekühlt werden, wo niedrige Temperaturen benötigt werden. Für die Produktion bedeutet dies, dass nicht mehr die gesamte Produktionshalle klimatisiert wird, sondern nur noch ein kleiner Bereich um die Produktionsstraße. Durch konstruktive und lufttechnische Maßnahmen wird versucht einer „Punktklimatisierung“ des Produkts möglichst nahe zu kommen.

Zusätzlich zu den Umbaumaßnahmen ist es in beiden Teilprojekten wichtig, die einzelnen Energieströme erfassen, bewerten und steuern zu können. Daher wird sowohl bei Junghans, als auch bei Ferrero ein Energiemonitoring-System implementiert, das die Basis für eine intelligente Steuerung der Energieströme ist und eine Prognose der zukünftigen Energiebedarfe ermöglicht. Die Vorhersage der Energiebedarfe ist zudem die Grundlage für eine kostenoptimierte Beschaffung von Strom und trägt gleichzeitig zur Entlastung der Stromnetze bei. Auf diesem Wege werden die Unternehmen zu Smart Consumern und damit zentrale Bausteine eines zukünftigen Smart Grids.

Die simulationsgestützte, intelligente Steuerung wird gemeinsam von den Industriepartnern ROM-Technik und Limón entwickelt, die im Bereich der Konzeptionierung und Umsetzung solcher Systeme auf vielfältige Erfahrungen zurückgreifen können. Die Steuerung untergliedert sich aufgrund der Komplexität in zwei Teile:

  • SÜS-PE: Simulationsgestützte übergeordnete Steuerung für die Maschinen und Anlagen der Produktion und deren Energieströme (Limón)
  • SÜS-EV: Simulationsgestützte übergeordnete Steuerung für die technische Gebäudeausrüstung und die Energieversorgungseinrichtungen (ROM-Technik)

Über ein Energiemonitoring-System als Basis sollen die Energieströme in der Produktion, die technische Gebäudeausrüstung (TGA) und die Energieversorgung im Sinne maximaler Energieeffizienz und unveränderter Prozesssicherheit intelligent miteinander verknüpft werden.

Prinzipieller Aufbau der simulationsgestützten übergeordneten Steuerung und Schwerpunktsetzung in den Teilprojekten

Im Zusammenhang mit unternehmensinternen Speichern kann ein optimierter Verbrauch in Hinblick auf Netzentlastungen stattfinden. Gleichzeitig lassen sich durch die Speicherung von elektrischem Strom in Form von thermischer Energie Lastspitzen verschieben.
Während Limón die Produktionstechnik integriert und Arburg die Spritzgussmaschinen umrüstet, liegt der Fokus von ROM-Technik auf den Energieflüssen der Energieversorgung und der technischen Gebäudeausrüstung.

Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (FKZ: 03ET1180).
Projektlaufzeit: 01.07.2014 – 31.12.2017