DIGITALISIERUNG
ZUM
ANFASSEN
Cross-dynamisches Energiemanagementsystem
ERNEUERBARE ENERGIEN UND LASTFLEXIBILITÄT IN DER INDUSTRIE
Die Ausgangslage
Die umfängliche Integration der Stromerzeugung aus volatilen regenerativen Energien in Fertigungsprozessen bietet die Möglichkeit, nachhaltige Produkte herzustellen, das Stromnetz zu entlasten, Fertigungsprozesse resilient zu gestalten und Fabriken als „Net-Zero Energy Factories“ zu betreiben. Hierfür ist es notwendig, nachhaltige, digitale, flexible und intelligente Lösungen in den Fabriken zu integrieren. Bei einigen Fertigungsprozessen spielt die Akzeptanz der Mitarbeitenden gegenüber den installierten Lösungen eine wichtige Rolle, um die notwendige Flexibilität für die Integration volatiler regenerativer Energie zu gewinnen.
Die Lösung
Für die Ausführung der volatilen Energieerzeugung und der Flexibilitätsoptionen mit dem Ziel, das ganze System als „Net-Zero Energy Factory“ zu betreiben, sind die Entwicklung und der Einsatz eines intelligenten Energiemanagementsystems geboten. Bei der Tischlerei „aRTE Möbel“ in Ottersleben (Magdeburg) wurde solch ein intelligentes System eingesetzt, welches dank des Einsatzes von KI-Methoden die Stromerzeugung aus regenerativen Energien (Sonne) und den Stromverbrauch von Prozessen vorsieht. Diese Informationen werden von einem intelligenten Energiemanagementsystem bearbeitet. Auf diese Weise werden Signale an Mitarbeitende verschickt, welche für Fertigungsprozesse zuständig sind, um die industriellen Prozessen zu flexibilisieren. Die Steuerung der Prozesse wird mit dem Ziel der maximalen Integration der Stromerzeugung aus der Photovoltaikanlage umgesetzt.
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Lesetipp
Blogbeitrag:
Mithilfe Intelligenter Energiemanagementsysteme Unternehmensprozesse Energieeffizienter gestalten
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Worin liegt der Nutzen?
Der Demonstrator „Cross-dynamisches Energiemanagementsystem“ adressiert die folgenden Zielgruppen: Elektroinstallateur:innen, Fabrikbetreibende und Forschungseinrichtungen. Die Auswahl der geeigneten Sensoren – zur Erfassung der Daten und Übertragung in einem entsprechenden sicheren Format – ist einer der Kernpunkte in der Planung der digitalen Infrastrukturen, damit eine „Net-Zero Energy Factory“ möglichst optimal betrieben werden kann. Die Auswertung der Daten und das Training der jeweiligen KI-Algorithmen ist besonders für die Genauigkeit der Prognose und für die Identifizierung des Energieeinsparpotentials der fertigenden Maschinen relevant. Die Integration der notwendigen Flexibilitätsoptionen, wie beispielsweise die Energiespeicher und deren Steuerung, benötigen maßgeschneiderte Lösungen (z. B. Algorithmen), um das gesamte System mit maximaler Effizienz steuern zu können.
Was hat die Lösung gekostet?
Zu Beginn wurden das Ausmaß der Energieflexibilität identifiziert und die Optimierungspotenziale für KMU-Industrieprozesse analysiert. Anschließend wurden ein Simulationsmodell einer integrierten Energiekette entwickelt und dabei Potenziale für zusätzliche Flexibilität definiert, um Steuerungsstrategien und -algorithmen für einen flexiblen Einsatz von Energiequellen in industriellen Prozessen abzubilden und zu bewerten. Die praktische Implementierung des Demonstrators in die Infrastruktur des Unternehmens erforderte die Entwicklung eines IKT-Konzepts sowie die Installation von Mess- und Steuergeräten zur Datenerfassung, deren Weiterverarbeitung und der Optimierung von Produktionsprozessen. Die Wahl der Technologie zur Implementierung eines Energiemanagementsystems ist hauptsächlich von der im Unternehmen vorhandenen Infrastruktur und den Zielen des Projekts abhängig. Die Kosten für eine Beispielinstallation zur Messung des Energieverbrauchs in einem Unternehmen und dessen 20 Quellen mit dem größten Energiebedarf, sowie deren zentraler Erfassung und Visualisierung, können zwischen 20.000 € und 30.000 € variieren.
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ANSPRECHPARTNER
Dr. Sergii Kolomiichuk
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