Umfangreiches DC-Portfolio

Das Lapp-Leitungsportfolio wurde für verschiedene DC-Einsatzfelder im Niederspannungsbereich entwickelt. In der Karosserieproduktion in Dingolfing kommt beispielsweise die Ölflex DC 100 zum Einsatz (Bild 2). Mit ihrer Auslegung für Spannungen von 0,75 kV/1,5 kV bildet sie die ideale Basis für energieeffiziente DC-Netze in industriellen Anlagen und macht sie zur optimalen Wahl für Automobilhersteller. Ebenso verbaut ist die Ölflex DC Grid 100. Als DC-Starkstromkabel für Gleichstromnetze bietet sie in industriellen Anlagen einen flexiblen, feindrähtigen Aufbau, der in trockenen, feuchten und nassen Umgebungen eingesetzt werden kann. Somit ist sie ideal für Steuerungsanlagen, Motoren und Frequenzumrichter.

An der siebten Achse der Roboter kommt die Ölflex DC Robot zum Einsatz. Das Kabel wurde speziell entwickelt, damit Roboter sich präzise bewegen können, während es gleichzeitig widerstandsfähig gegenüber Rotationen und Biegungen bleibt. Seine kompakte Bauweise spart darüber hinaus Platz. Die Ölflex DC Chain 800 kann in Schleppketten mit langen Verfahrwegen oder hohen Beschleunigungen eingesetzt werden. Ihre besonders kurze Aderverseilung erlaubt sehr kleine Biegeradien. Ihr Außenmantel aus speziellem thermoplastischem Polymer ist chemisch beständig und erhöht ölbeständig.

Fazit

Der Anwendungspilot in Dingolfing testet die DC-Technologie in der Praxis. Er wurde im Rahmen des Projekts DC-Industrie2 initiiert. Das deutsche Forschungsprojekt untersucht die Chancen und Herausforderungen der Gleichstromtechnik in industriellen Produktionsanlagen. Langfristig planen Forschende, ganze Fabrikhallen auf Gleichstrom umzustellen. Die Ergebnisse von DC-Industrie2 sind richtungsweisend für energieeffiziente Lösungen und Standards. Die Ölflex DC 100, die im Projekt entstanden ist, ist heute als Serienprodukt auf dem Markt.

Über das Forschungsprojekt hinaus verbindet BMW und Lapp eine langjährige Partnerschaft. DC-Leitungen mit besonderen Leitungsquerschnitten wurden von Lapp eigens für den Automobilhersteller als Prototyp angefertigt. „Wir glauben daran, dass in Zukunft mehr und mehr Produktionsanlagen mit Gleichspannung versorgt werden“, fasst A. Heimler zusammen. 

Konzeptstudie Forbach

Die Lapp-Gruppe fertigt an 21 internationalen Standorten. Das größte Werk ist die Câbleries Lapp in den französischen Vogesen. Mit wachsender Nachfrage wurde es ständig erweitert, was eine Neuorganisation der Fertigungslinien und vor allem des Wertstroms in den fünf Hallen notwendig macht. In den kommenden Jahren sollen 95 % der Maschinen ihren Platz wechseln; außerdem ist eine sechste Halle geplant. Die Produktivität soll sich damit unterm Strich verdoppeln. Im Zuge dessen stehen auch die Energie- und Ressourcenoptimierung auf dem Plan. Eine Kabelproduktion ist energieintensiv, vor allem die Extrusionslinien zum Aufbringen von Ader- und Mantelmaterial verbrauchen viel Energie. Das Management von Lapp entschied daher, die Versorgung der neuen sechsten Halle und der benachbarten Halle 1 mit Gleichstrom auszustatten. Dabei wird auf eigene Technik gesetzt (Bild 4).

Planung mit dem Fraunhofer IPA

Auch das Werk in Forbach ist ein Pilot, an dem sich andere Fabrikplaner orientieren können sollen. Dazu wurde das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart mit ins Boot geholt. Es hat in einer Konzeptstudie mit einer Bestandsaufnahme der Erzeuger und Verbraucher im Werk sowie einem Stufenplan zur Einrichtung eines Gleichstromnetzes die Basis gelegt. Auch die Kosten und der ROI wurden dabei berücksichtigt. Demnach könnten 10 % der Verbraucher sofort mit Gleichstrom versorgt werden. Insgesamt sind das pro Jahr 1,5 GWh. Ein hohes Einsparpotenzial ergibt sich bei den Motoren in der Ablängerei, wo große Trommeln und somit Massen beschleunigt sowie abgebremst werden. Die Energie wird dort künftig nicht mehr über Widerstände „verheizt“, sondern ins Netz zurückgespeist.

Auch das Werk in Forbach ist ein Pilot, an dem sich andere Fabrikplaner orientieren können sollen. Dazu wurde das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart mit ins Boot geholt. Es hat in einer Konzeptstudie mit einer Bestandsaufnahme der Erzeuger und Verbraucher im Werk sowie einem Stufenplan zur Einrichtung eines Gleichstromnetzes die Basis gelegt. Auch die Kosten und der ROI wurden dabei berücksichtigt. Demnach könnten 10 % der Verbraucher sofort mit Gleichstrom versorgt werden. Insgesamt sind das pro Jahr 1,5 GWh. Ein hohes Einsparpotenzial ergibt sich bei den Motoren in der Ablängerei, wo große Trommeln und somit Massen beschleunigt sowie abgebremst werden. Die Energie wird dort künftig nicht mehr über Widerstände „verheizt“, sondern ins Netz zurückgespeist.

„Bei Gleichstrom gibt es kein Unternehmen, das alles kann“, so Dr. S. Krichel. Das Partnernetzwerk helfe, die weitere technische Entwicklung voranzutreiben. So arbeiten Unternehmen aus der ODCA an einem AI-Konverter (Active Infeed), der das AC- und DC-Netz besser koordiniert und Lastspitzen mildert. Erfahrungen bei einem Anbieter von DC-Komponenten, der bereits eine komplette Fabrik auf Gleichstrom umgestellt hat, zeigen: Die maximale Spitzen(Peak)leistung, die der Betrieb aus dem Netz bezieht, hat sich deutlich reduziert. Das Unternehmen spart damit Geld, weil es beim Stromanbieter günstigere Konditionen bekommt.

Eine Fabrik, die zu 100 % mit Gleichstrom arbeitet, hält Dr. S. Krichel grundsätzlich für möglich, aber unwahrscheinlich. Die Zukunft gehöre hybriden Netzen sowie auf die Bedarfe der Fabriken angepassten Netzkonzepten. „Was ist machbar und was ist wirtschaftlich sinnvoll? Diese Fragen wollen wir in Forbach beantworten“, erklärt sie abschließend.

Literatur

[1] U.I. Lapp GmbH, Stuttgart: www.lappkabel.de
[2] BMW Group, München: www.bmwgroup.com
[3] ODCA, Frankfurt/M.: https://odca.zvei.org
[4] DIN EN IEC 60445 (VDE 0197):2023-02 Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-Maschine-Schnittstelle – Kennzeichnung von Anschlüssen elektrischer Betriebsmittel, angeschlossenen Leiterenden und Leitern. Berlin · Offenbach: VDE VERLAG
[5] UL 758:2014-05-02 Appliance wiring material. Berlin: DIN Media