Forschung für die Energiewende

08.03.2017

Forschung für die Energiewende

Modellfabrik „PHI-Factory“ stabilisiert das Stromnetz

In der Modellfabrik „PHI-Factory“ wird erforscht, wie Industriebetriebe gleichzeitig energieeffizient arbeiten und zur Stabilisierung des zukünftigen Stromnetzes mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energien beitragen können. Von etit ist das Fachgebiet Elektrische Energiesysteme unter Einsatz Erneuerbarer Energien (E5) an dem interdisziplinären Projekt beteiligt.

An der PHI-Factory forschen 16 Partner aus Industrie und Wissenschaft. Bild: Sibylle Scheibner
An der PHI-Factory forschen 16 Partner aus Industrie und Wissenschaft. Bild: Sibylle Scheibner

Beheimatet ist die PHI-Factory in der ETA-Fabrik auf dem Campus Lichtwiese. Mit der ETA-Fabrik nahm im März 2016 an der TU Darmstadt ein Leuchtturm der Energieproduktivität für die metallbearbeitende Industrie seine Arbeit auf.

Die Energiemenge, die aus erneuerbaren Energieträgern gewonnen wird, ist zeitlich stark schwankend, da die Erzeugung von unbeeinflussbaren Faktoren wie dem Wetter abhängig ist. In der PHI-Factory entwickeln Forscher neue Lösungen, die einen zeitvariablen Leistungsbezug von Fabriken ermöglichen, der sich an die aktuelle Netzkapazität anpasst. Neben der Verschiebung von Lasten werden Maßnahmen zur Verbesserung der Netzqualität sowie die Einbindung von dezentralen Erzeuger- und Speichersystemen in das Energiemanagement untersucht. Damit können zusätzlich zur eigentlichen Warenproduktion das lokale Verteilnetz stabilisiert und Kosten eingespart werden. Das Ziel ist es, eine flexible Fabriknetzführung zu entwickeln, die es möglich macht, sowohl den Energieeinsatz zu steuern als auch die Energieeffizienz zu steigern.

Die etit-Wissenschaftler aus dem Fachgebiet E5 erforschen in diesem Rahmen die Auswirkungen und Möglichkeiten, die eine Flexibilisierung von industriellen Verbrauchern für den Betrieb und zukünftigen Ausbau von Energieversorgungsnetzen beinhaltet. Insbesondere gehen sie der Frage nach, welche Dienstleistungen eine flexible Fabrik erbringen kann, um weiterhin einen sicherer und stabiler Betrieb der elektrischen Netze zu gewährleisten. Neben der technischen Betrachtung der Themenstellung geht es auch darum zu ermitteln, wie diese Dienstleistungen in den bestehenden Energiemarkt integriert werden können.

Zentrale Herausforderungen der Energiewende

„Mit dem Projekt PHI-Factory greifen wir zentrale Herausforderungen der Energiewende und die Chancen der Digitalisierung in der Industrie auf. Am Campus Lichtwiese werden wir demonstrieren, wie neue Geschäftsmodelle durch eine flexible Fabriknetzführung entstehen. Die Validierung an einem realen Großdemonstrator ist in dieser Form einzigartig“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele, Leiter des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW).

Projektleiter Niklas Panten: „Das Projekt berücksichtigt ganzheitliche Lösungen im Zusammenspiel von energieflexiblen Verbrauchern beziehungsweise Wandlern über Speicher und Erzeuger bis hin zu energieadaptiven Produktionsprozessen. Bei der dynamischen Betriebsoptimierung werden fabrikindividuell mehrere Zielgrößen unter Beachtung von technischen sowie organisatorischen Nebenbedingungen abgewogen.“

Insgesamt forschen 16 Partner aus den Branchen Software, Maschinenbau, Elektrotechnik sowie Energiewirtschaft gemeinsam in der PHI-Factory. Das Projektvolumen beträgt über 6,6 Millionen Euro. Geleitet wird das interdisziplinäre Konsortium vom Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) des Fachbereichs Maschinenbau. Das Projekt läuft über drei Jahre und wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

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