Elektrische Maschinen von Wittmann

Annina Schopen,

Gleichstrom als Energiequelle

Wittmann hat eine über einen Solarstromspeicher betriebene vollelektrische Maschine der neuen Ecopower B8X Baureihe vorgestellt. Das Konzept wurde erstmals auf der K 2022 präsentiert, auf der Fakuma 2023 war nun die Nutzung von Gleichstrom ohne Umweg über Wechselrichter anhand einer Ecopower 180/750+ B8X zu sehen.

EcoPower B8X 180/750+ © Wittmann

Das Konzept des Betriebs einer Maschine mit Gleichstrom, erzeugt durch erneuerbare Energien aus Sonnenkraft, wurde von Wittmann Battenfeld erstmals auf der K 2022 vorgestellt und ist auf breites Interesse gestoßen. Zum einen bietet die Versorgung einer Maschine mit über eine eigene Solaranlage produzierten Strom dem Anwender die Möglichkeit Kosten zu sparen und die Umwelt zu schonen, zum anderen lässt sich Gleichstrom auch gut in Batterien speichern und kann somit hervorragend für die Abdeckung von teuren Stromspitzen und die Erhöhung der Versorgungssicherheit genutzt werden. Zusätzlich können durch den Einsatz der Gleichstromtechnologie CO2-Emissionen durch die erhöhte Energieeffizienz und Ressourcenschonung eingespart werden.

Die vollelektrische Ecopower von Wittmann, die mit hochdynamischen Servomotoren zum Antrieb der Hauptbewegungen ausgerüstet ist, eignet sich besonders für den Einsatz im DC-Netz. Die Maschine ist standardmäßig mit dem patentierten KERS – Kinetic Energy Recovery System – ausgestattet. Dieses wandelt bei Bremsvorgängen Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Diese Strommenge wird innerhalb der Maschine, z. B. für die Zylinderheizung, genutzt. Mit KERS kann der Energieverbrauch zusätzlich reduziert werden. Ebenfalls eignet sich ein Roboter in DC-Ausführung, welcher direkt über den Gleichspannungs-Zwischenkreis der Ecopower versorgt wird und die überschüssige Energie bei Verzögerung der Achsen gleichermaßen in den Zwischenkreis zurückspeist. Wird die Maschine im DC-Netz betrieben, kann die Bremsenergie auch ins DC-Netz eingespeist werden. Damit können auch andere im DC-Netz angebundene Maschinen mit dieser Energie gespeist oder diese Energie in Batterien gespeichert werden.

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Wittmann hat seit der ersten Vorstellung dieser Technologie weitere Entwicklungsschritte getätigt, um dieses Zukunftsthema voranzutreiben. Zur bestmöglichen Beratung von Interessenten hat das Unternehmen einen Partner für den Bereich der DC-Infrastruktur gesucht und in der Schweizer Firma Innovenergy gefunden. Innovenergyentwickelt und betreibt seit fast 10 Jahren Energiespeichersysteme mit Salzbatterien. Ursprünglich wurde die Sodium-Nickel-Technologie für die E-Mobilität entwickelt, hat nun jedoch erfolgreich Eingang in die stationären Speicher für unterschiedlichste Anwendungen gefunden.

Supercaps zum Ausgleich kurzfristiger Lastspitzen © Wittmann

Innovenergybietet ein Portfolio von 9 kWh bis 999 kWh Speicherkapazität sowie Wechselrichterleistungen von 3 kVA bis 300 kVA. Bisher wurden ca. 1000 Salzbatteriespeichersysteme erfolgreich installiert. Im Rahmen ihrer Entwicklungen im industriellen Bereich hat die Firma festgestellt, dass die Themen Energieeffizienz, Anschlussleistungsbegrenzungen bestehender AC-Infrastrukturen, Unabhängigkeit und Autarkie sowie Ausfallsicherheit bei Netzunterbrüchen immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Alle diese Aspekte lassen sich mit einem sogenannten DConnect-Konzept gewinnbringend umsetzen: Erneuerbare Energien (Photovoltaik oder Windkraft), Energiespeicher und Verbraucher sind über ein eigenes DC-Netz miteinander verbunden und die gewonnene Energie kann so direkt und fast ohne Umwandlungsverluste genutzt werden. Nur der Strom-Überschuss wird ins Netz zurückgeliefert. Damit lassen sich DC/AC/DC Wandlungsverluste von der Photovoltaik bis zur Maschine um bis zu 15% reduzieren. Zudem kann das gesamte Potential an Photovoltaikanlage von großen Dachflächen ohne Investitionen in eine eventuell notwendige Netzanschlusserweiterung erschlossen werden. Mit dem DC gekoppelten Salzbatteriespeichersystemen stehen im Regelbetrieb als auch im Falle eines Netzausfalls ausreichend Energiereserven zur Verfügung.

Mit einem DConnect kann Innovenergyvom Konzept über die Detailauslegung bis zur Auswahl passender DC-Komponenten eine effiziente und kostensparende Gesamtlösung bieten. Bei der Realisierung und Installation der DC-Netzkomponenten schult und unterstützt Innovenergyden lokalen AC-Netzplaner und Installationspartner, um einen nahtlosen Übergang zwischen der vorhandenen AC-Installation und dem DC-Microgrid sicherzustellen.

Wittmann hat auf der Fakuma 2023 die Nutzung von Gleichstrom ohne Umweg über Wechselrichter anhand einer Ecopower 180/750+ B8X gezeigt. Mit einem 1-fach-Werkzeug der österreichischen Firma Kunststofftechnik Grabher wurde ein Drainagekörper aus Polypropylen hergestellt. Der Teil wurde mit einem modifizierten Wittmann-Roboter WX142 in DC-Ausführung entnommen. Um den Besuchern die DC-Technologie live präsentieren zu können, wurde die Maschine während der Messe autark vom Messestromnetz über einen Solarstromspeicher bestehend aus ökologischer Salzbatterietechnik von Innovenergybetrieben. Um die kurzfristigen Lastspitzen der Spritzgießmaschine auszugleichen, wurden zusätzlich elektrochemische Kondensatoren, sogenannte Supercaps, eingesetzt, die die Sodium-Nickel-Speicher ergänzten.

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