Mit Gleichstrom zu mehr Nachhaltigkeit in der Automobilproduktion

Versuchsanlage zeigt: DC lohnt sich

DC-Netze in der Industrie helfen, Energie und Rohstoffe einzusparen und sind ein Baustein auf dem Weg zur Klimaneutralität. Wie Gleichstromtechnologie auch in der Automobilproduktion erfolgreich eingesetzt werden kann, zeigt eine Produktionsanlage im bayerischen Dingolfing - mit Komponenten von Phoenix Contact.
Bild 1 | Eine Produktionsanlage im Werk Dingolfing der BMW Group wird über ein DC-Netz versorgt. Ein Erfolgsmodell, nicht nur in der Automobilproduktion: Gleichstromnetze lohnen sich.
Bild 1 | Eine Produktionsanlage im Werk Dingolfing der BMW Group wird über ein DC-Netz versorgt. Ein Erfolgsmodell, nicht nur in der Automobilproduktion: Gleichstromnetze lohnen sich. Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Roboterarme drehen sich, beschleunigen und bremsen vor silberglänzenden Karosserieteilen ab. Auf den ersten Blick sieht hier alles aus wie eine gewöhnliche Produktionslinie in der Automobilindustrie. Doch diese Anlage im Werk Dingolfing der BMW Group ist anders: Sie wird über ein DC-Netz versorgt.

Bild 2 | Der DC-Leistungsschalter Contactron ELR HDC verfügt über eine Vorladefunktion, um insbesondere kapazitive Lasten auf eine gemeinsame Spannung zu heben und so Strom- und Spannungsspitzen während des Schaltvorgangs zu verhindern.
Bild 2 | Der DC-Leistungsschalter Contactron ELR HDC verfügt über eine Vorladefunktion, um insbesondere kapazitive Lasten auf eine gemeinsame Spannung zu heben und so Strom- und Spannungsspitzen während des Schaltvorgangs zu verhindern.Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Am Anfang war die Wechselstromversorgung

Im späten 19. Jahrhundert tobte der Stromkrieg zwischen Thomas Alva Edison (DC) und George Westinghouse (AC). Die Frage, die in diesem Wettstreit geklärt werden sollte, war wie die großflächige Versorgung von Stromnetzen in der Zukunft aussehen wird. Die Wechselspannung hat sich schlussendlich durchgesetzt. Einer der Gründe war, dass zu diesem Zeitpunkt AC-Spannung einfach hoch- und runtertransformiert werden konnte.

Bild 3 | Um eine Gleichstrom-Infrastruktur in einer Produktionsumgebung aufzubauen, muss zunächst das öffentliche AC-Netz mit Produkten aus dem Bereich High Power Systems in ein DC-Netz umgewandelt werden.
Bild 3 | Um eine Gleichstrom-Infrastruktur in einer Produktionsumgebung aufzubauen, muss zunächst das öffentliche AC-Netz mit Produkten aus dem Bereich High Power Systems in ein DC-Netz umgewandelt werden. Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Die Vorteile des Gleichstroms

Trotz des Erfolgs der AC-Technik ist die DC-Technik nie in Vergessenheit geraten. Die technologische Entwicklung der Leistungselektronik bietet heute die Möglichkeit, hocheffizienten Gleichstrom preisgünstig nutzbar zu machen. DC-Netze bieten weitere Vorteile. Die meisten elektronischen Geräte wie PCs oder LED-Beleuchtungen arbeiten an Gleichspannung. Auch Elektroautos werden mit der Energie aus Batterien betrieben, die Energie in Form von Gleichstrom speichern. In der Industrie arbeiten viele Verbraucher mittels Frequenzumrichter an einem Gleichspannungszwischenkreis. Bei all diesen Verbrauchern kann in einem DC-Netz auf die verlustbehaftete AC/DC-Wandlung verzichtet werden. Ebenfalls lassen sich erneuerbare Energie wie die Photovoltaik oder Speichersysteme wie Brennstoffzellen deutlich effizienter in ein Gleichstromnetz einbinden. Durch eine intelligente Steuerung des Leistungsflusses und die Vernetzung der Sektoren aus Verbrauch und Erzeugung lässt sich eine hohe Verfügbarkeit bei gleichzeitiger Versorgungssicherheit sicherstellen. Lösungen für diese Bereiche bietet Phoenix Contact.

Bild 4 | Durch den besonderen technologischen Ansatz des Steckverbinders ArcZero, ist das häufige und sichere Stecken und Ziehen unter Last ohne Lichtbogen in Gleichstromnetzen möglich geworden.
Bild 4 | Durch den besonderen technologischen Ansatz des Steckverbinders ArcZero, ist das häufige und sichere Stecken und Ziehen unter Last ohne Lichtbogen in Gleichstromnetzen möglich geworden.Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Gleichstrom als Schlüsseltechnologie

Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung in einer All Electric Society gilt es, erneuerbare Energien effizient zu nutzen sowie Energie- und Materialressourcen bestmöglich zu schonen. Beides bietet die Gleichstromtechnologie. Da weniger Leitungen und ein geringerer Leitungsquerschnitt notwendig sind, um die gleiche Leistung zu übertragen, sparen Gleichstromanwendungen Rohstoffe wie Kupfer ein. „All das sind Vorteile, die den Gleichstrom in industriellen Produktionsanlagen sehr wirtschaftlich werden lassen“, erklärt Dr. Martin Wetter, Executive Vice President Innovation bei Phoenix Contact. Das Familienunternehmen ist genauso wie die BMW Group Mitglied der Open Direct Current Alliance (ODCA) und engagiert sich schon seit Jahren für die Etablierung der Gleichstromtechnik. Als im Jahr 2016 bei BMW der Startschuss fiel, um den Einsatz von Gleichstromtechnologie in einer Produktionszelle im Werk Dingolfing zu erforschen, konnte Phoenix Contact dank seines Lösungsportfolios schnell unterstützen. „Durch langjährige ko-operative Zusammenarbeit steht Phoenix Contact dem Projektteam von BMW mit Produkten und Lösungen für die Planungs- und Projektierungsarbeiten zur Seite. Das bestehende und stetig wachsende DC-Produktportfolio wird gerne angenommen und durch praktische Anwendungen final optimiert“, berichtet Manfred Klotz, Industrie- und Key Account Manager Automotive bei Phoenix Contact.

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