Startseite » Forschung » Energetische Systemanalyse und Optimierung von Produktionsmaschinen

Energetische Systemanalyse und Optimierung von Produktionsmaschinen

Produktionsmaschinen, wie beispielsweise Werkzeugmaschinen, Reinigungs- und Trocknungsanlagen oder Härteöfen, sind im produzierenden Gewerbe verbreitet im Einsatz und bieten sowohl bei Neu- als auch bei Bestandsanlagen erhebliche Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz und Energieflexibilität. Die beiden wesentlichen Schritte zur Ausschöpfung dieser Potentiale sind die Systemanalyse und die Optimierung. Während die Systemanalyse darauf abzielt, energetische Optimierungspotenziale von Produktionsmaschinen offenzulegen, werden bei der Optimierung Methoden zur Hebung dieser Potenziale entwickelt.

 

Industrietaugliche Messkonzepte zur Transparenzsteigerung 

 

Zur Steigerung der Transparenz über Energiebedarfe und zur umfassenden Analyse und Optimierung von Anlagen sind energiebezogene Daten notwendig. Um diese Daten wirtschaftlich im industriellen Umfeld erfassen zu können, müssen Messkonzepte flexibel und ohne aufwändigen Eingriff in die Anlagenkomponenten eingesetzt werden können. Insbesondere müssen Messkonzepte tauglich sein, energiebezogene Daten von Maschinen unterschiedlicher Altersklassen im industriellen Bestand zu erfassen und für die weitere Auswertung bereitzustellen. Die Konzeptionierung und Erprobung dieser Messkonzepte ist Bestandteil der Forschung in der ETA-Fabrik.

 

Datengestützte Energiesystemanalyse 

 

Um Transparenz über das Verhalten und die Einflüsse energetisch relevanter Komponenten zu schaffen, setzt sich dieser Forschungsschwerpunkt mit der Entwicklung von Werkzeugen und Methoden zur datengestützten Energiesystemanalyse auseinander. Für einen hohen Transfergrad orientieren sich die entwickelten Werkzeuge und Methoden eng an der industriellen Praxis. Insbesondere bei datengestützten Methoden zur Energiesystemanalyse wird im Rahmen der Digitalisierung Wert auf automatisierte Prozesse gelegt.

 

Energieeffizienz und -flexibilität von Anlagen und Prozessen 

 

Basierend auf Messkonzepten zur Transparenzschaffung und datengestützten Energiesystemanalysen lassen sich zahlreiche Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz von Produktionsmaschinen und zur Befähigung für einen energieflexiblen Betrieb ableiten. Diese Maßnahmen erforschen wir auf Anlagen- und Prozessebene in der ETA-Fabrik wie auch in der industriellen Praxis, um die Eignung zu überprüfen. Wir forschen zudem auch an Methoden zur Umsetzung dieser Maßnahmen an Produktionsmaschinen im Brown- und Greenfield.

 

Effiziente Querschnittstechnologien und thermische Vernetzung 

 

Neben Effizienz- und Flexibilitätspotenzialen im eigentlichen Produktionsprozess stellen installierte Querschnittstechnologien, wie Kälte- oder Hydraulikaggregate, einen signifikanten Stellhebel zur energetischen Optimierung dar. Hierzu werden für Querschnittstechnologien im Rahmen von Produktionsanlagen Maßnahmen und Betriebsstrategien zur Steigerung der Energieeffizienz sowie zur Energieflexibilisierung untersucht. Ferner werden zum Abwärmemanagement Ansätze zur anlageninternen und -übergreifenden Abwärmenutzung erarbeitet und validiert. Hier tragen Konzepte zur thermischen Vernetzung von Produktionsanlagen im industriellen Energiesystem zur ganzheitlichen energetischen Optimierung bei.

PTW, Ghada Elserafi

Überblick

energiesimulation_prod

Kontakt

Bildquelle:

  • 20211020_Schaubild_SP5-2: PTW, Ghada Elserafi
  • ETA Fabrik: Jan Hosan