Noch ist sie erst eine Konzeptstudie. Doch sie weist in die Zukunft. Spritzgießmaschinenbauer Wittmann Battenfeld und Kunde Wago haben sie gemeinsam zum Patent angemeldet. Die Studie beantwortet die Frage, wie von Solarzellen erzeugter Gleichstrom für Spritzgießanlagen genutzt werden kann – und zwar direkt, ohne die Verluste auf Umwegen über Wechselrichter, Trafo und Hochspannungsleitungen. Die Lösung konnten Besucher der K2022 auf dem Messestand des Maschinenbauers begutachten:
So sinken die Energiekosten
Eine mit Gleichstrom betriebene, vollelektrische Spritzgießmaschine EcoPower 180/750+ produzierte ein Bauteil ihrer „Ur-Klemme“ aus flammgeschütztem Polyamid mit einem 24-fach-Werkzeug von Wago. Die Teile entnahm ein modifizierter Roboter WX142 von Wittmann in DC-Ausführung, der direkt über den Gleichspannungs-Zwischenkreis der EcoPower versorgt wurde. Überschüssige Energie beim Verzögern der Achsen speist er in den Zwischenkreis zurück.
Schutz vor Netzausfällen
Nach ersten Erfahrungen bei Wittmann Battenfeld sinkt der Energiebedarf durch Wegfall der Stromverluste um 1 bis 5 %. Je nach Zahl und Größe der Maschinen summieren sich diese Einsparungen. Doch sie sind nicht der wichtigste Effekt. Der direkte Einsatz von Solarstrom hält die Energiekosten niedrig. Gleichstrom aus Solarzellen lässt sich in herkömmlichen Batterien speichern und kann somit sehr gut Stromspitzen abdecken.
Darüber hinaus bieten für DC-Betrieb ausgelegte Spritzgießmaschinen den Vorteil, komplette Netzausfälle in einem DC-Grid für eine gewisse Zeit überbrücken zu können, wie Wittmann Battenfeld mitteilt. Dazu verhelfen Synergien zwischen Energieerzeuger, -speicher und -verbraucher. Verarbeiter an Standorten mit instabilen Versorgungsnetzen können so sicherstellen, dass die Produktion aufrecht erhalten bleibt.
Je eine Zuleitung für DC und AC
Neben der reinen Einspeisung und Rekuperation von Gleichstrom an der Spritzgießmaschine sahen die Projektpartner auch die Option vor, partiell auf Wechselstrom umzuschalten. Das ermöglicht es, einzelne Ohm´sche Verbraucher wie Temperiergeräte, Einzelfördergeräte oder Beistelltrockner alternativ mit AC zu betreiben. Der Gleichstromzwischenkreis wird dabei nach wie vor über den DC-Grid mit Gleichstrom gespeist.
Der Effekt: Die Anlage lässt sich über zwei Zuleitungen mit Energie versorgen, wobei die Gleichstrom-Zuleitung die Leistungselektronik der Antriebstechnik speist und die Wechselstrom-Zuleitung die Peripherie bedient (Ohm’sche Verbraucher).
Spritzgießverarbeiter wird unabhängiger
Der Spritzgießverarbeiter kann also mit zwei Spannungsarten jonglieren, um alle an der Maschine befindlichen Aktoren, Motoren und Verbraucher ohne Verluste und Umwandlungen zu versorgen.
Wittmann Battenfeld rüstete die DC-betriebene EcoPower 180 übrigens mit der neuen Steuerung B8X aus. Die im eigenen Hause entwickelten Komponenten sollen eine höhere interne Taktfrequenz ermöglichen und somit kürzere Reaktionszeiten und eine höhere Reproduzierbarkeit der Teile. (os)
