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News  – Nachrichten aus der Energieforschung

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Die Produktionsmaschinen und die Gebäudesystemtechnik in der Modellfabrik sind energetisch vernetzt. Der ganzheitliche Ansatz der Phi-Factory sieht darüber hinaus vor, dass die neue Fabrik Angebotsschwankungen des Stromnetzes ausgleichen kann.
© Gerhard Hirn, BINE Informationsdienst
Phi-Factory

19.12.2016

Das kinetische Energiespeichersystem zur Lastspitzenglättung in der Eta-Fabrik wird für die Phi-Factory mit einer Lithium-Ionen-Batterie zu einem hybriden Speichersystem erweitert.
© Gerhard Hirn, BINE Informationsdienst

Vernetzte Fabrik stabilisiert das Stromnetz

Die Fabrik der Zukunft arbeitet flexibel und vernetzt Maschinen und Gebäude energetisch. Die sogenannte Phi-Factory ist nicht nur sehr energieeffizient, sie trägt gleichzeitig dazu bei, das elektrische Versorgungsnetz zu stabilisieren. Die neue Modellfabrik setzt dabei auf einen hohen Anteil erneuerbarer Energien und hilft, Schwankungen des Stromangebots zu glätten.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Verbundprojekt Phi-Factory startete am 1. Dezember 2016. Diese neue Modellfabrik entsteht an der Technischen Universität (TU) Darmstadt. Beteiligt sind drei Institute der TU Darmstadt, zwei kleinere sowie vier Großunternehmen. Die Forscher wollen zeigen, wie Industriebetriebe insbesondere aus energieintensiven Branchen, wie Metallverarbeitung, Automobil- und Maschinenbau, zur Stabilisierung des zukünftigen Stromnetzes mit hohem Anteil erneuerbarer Energie beitragen können. Ziel ist, eine flexible elektrische Fabriknetzführung zu entwickeln, mit der es möglich ist, den Energieeinsatz entsprechend den Anforderungen zukünftiger Verteilnetze mit hohen Anteilen regenerativer Energien zu steuern sowie systemübergreifend die Energieeffizienz zu steigern. Die im Projekt Phi-Factory entwickelten Komponenten und Lösungen werden in die bestehende Eta-Fabrik der TU Darmstadt integriert und dort praktisch erprobt.

Fabriken stützen Verteilnetze

Die Projektpartner entwickeln neue Technik und Steuerungssoftware, die einen zeitvariablen, an die Netz- und Erzeugerkapazität angepassten Leistungsbezug von Fabriken ermöglicht. Die Fabrik kann das lokale Verteilnetz funktional stützen und somit zur Integration der volatilen erneuerbaren Energien beitragen. Zusätzlich zur Warenproduktion erfüllt sie Aufgaben wie Spitzenlastglättung, dynamische Blindleistungskompensation, Eigenverbrauchserhöhung, Bereitstellung von Regelleistung. Weiteres Ziel ist es, die Modellfabrik inselnetzfähig zu machen, um sie bis zu eine Stunde im Notbetrieb fahren zu können. Das Projekt kombiniert Lithium-Ionen-Batterien als elektrochemischen Energiespeicher für niederfrequente Lastspitzen mit einem bereits in der Eta-Fabrik installierten Schwungrad als kinetischen Energiespeicher für schnelle leistungsstarke Lastschwankungen im Bereich von Millisekunden bzw. Sekunden.

Energieeinsparpotenzial und Laststeuerung

Produktionsanlagen und Industrieprozesse bergen ungenutztes Potenzial zur Flexibilisierung des Energieverbrauchs. Flexible Lasten bei Abnehmern in Industrie und Gewerbe werden durch Laststeuerung – auch Demand-Side-Management (DSM) genannt – für das Stromversorgungssystem nutzbar. Damit lässt sich die Nachfrage nach netzgebundenen Dienstleistungen regeln. Mehr noch: Fabriken könnten selbst Systemdienstleistungen zur Netzstabilität erbringen. Beispielsweise, wenn sie Hochfahrprozesse, Auftragsreihenfolge, Pausenzeiten und genutzte Energiequellen bedarfsgerecht flexibel gestalten und einsetzen.

Dafür wollen die Forscher die Lastverschiebungspotenziale erschließen: Das DSM-Potenzial der Industrie alleine in Deutschland liegt bei etwa 2,7 Gigawatt und einer Kapazität von rund 800 Megawattstunden. Etwa 30 Prozent dieses technischen Potenzials schlummern in der metallverarbeitenden Industrie und der Automobilbranche.

Weitere Informationen zur Phi-Factory gibt es auf der Seite des Webportals EnEff:Industrie.

(gh)

Merkzettel

Adressen

Konsortialführer, Produktions-Flexibilisierung von Produktionsanlagen und -abläufen
TU Darmstadt, PTW

Links

Film zur Eta-Fabrik

Software EnEffCo

Im Projekt EnEffCo entwickelte die Softwareschmiede Ökotec eine neue Software für ganzheitliches Energieeffizienz-Controlling, mit der sich der Verbrauch von Produktionsanlagen und Versorgungssystemen reduzieren lässt. Forscher aus der Energie- und Produktionstechnik entwickelten und erprobten das System in Kooperation mit Automobilherstellern. Schon während der Projektlaufzeit konnten 15 GWh/a eingespart werden. Aufbauend auf dieser Software-Plattform können die für das Vorhaben Phi-Factory erforderlichen Bausteine zur Prognose, Optimierung und Steuerung der Anlagen entwickelt werden.


EnEff:Industrie
Weblink zum Portal mit Nachrichten und Berichten aus der Forschung für die energieeffiziente Industrie

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.