Die Automatisierung hat die Art und Weise, wie Waren hergestellt werden, von Grund auf verändert. Doch hinter diesen neuen Robotern, Fertigungsstraßen und Anlagen liegt eine elementare Komponente, die oft im Hintergrund agiert: die Stromversorgung. Dieser Artikel beleuchtet die Verbindung zwischen automatisierten Industrieprozessen und einer intakten Stromversorgung und die damit einhergehenden Herausforderungen.
Inhaltsverzeichnis: Das erwartet Sie in diesem Artikel
Automatisierung ist weiterhin auf dem Vormarsch
Die Industrie zählt zu den wichtigsten wirtschaftlichen Bereichen und die vielzitierte „Industrie 4.0“ ist längst keine Illusion mehr. Automatisierte Industrieanlagen ermöglichen nicht nur eine höhere Effizienz, sondern auch eine präzisere und konstante Fertigung.
Von Robotern in der Automobilfertigung bis hin zu computergesteuerten Anlagen in der Lebensmittelverarbeitung – die Automatisierung hat die Art und Weise, wie wir produzieren, grundlegend verändert. Doch hinter diesem Fortschritt steht eine unsichtbare Kraft, die für das Funktionieren dieser Anlagen unerlässlich ist: Strom. Und davon benötigt die Industrie von Jahr zu Jahr mehr. Aber wofür benötigen moderne Industriebetriebe so viel Strom?
Drei große Faktoren sind in Zeiten von „Industrie 4.0“ die folgenden:
- Robotisierung:
Automatisch betriebene Produktionsanlagen und Maschinen sind auf dem Vormarsch und dominieren die Produktionslandschaft. Der Automatisierungsgrad wird beständig höher, die Stromabhängigkeit steigt. Auch die Roboterdichte nimmt zu und war in den letzten Jahren stets auf Rekordniveau. Über ein Drittel aller Industrieroboter Europas werden mittlerweile in Deutschland eingesetzt.
- Digitale Transformation:
Die digitale Transformation schreitet voran und wird vor allem in den Produktionsunternehmen gefördert. Vernetzte IT- und Fertigungssysteme nehmen zu, KI-Projekte und detaillierte Data-Analytics setzen auf eine sichere Stromversorgung.
- Big Data:
Das Datenvolumen wird immer mehr, der nahtlose Datenaustausch gewinnt gleichzeitig an Notwendigkeit.
Automatisierungsprozesse schreiten also voran. Doch nicht immer steht dabei die Energieeffizienz an erster Stelle – in vielen Fällen ist erst einmal nur die sichere Versorgung gefragt. (Foto: AdobeStock – 530727337 IM Imagery)
Absicherung der eigenen Prozesse und Anlagen steht an erster Stelle
Automatisierungsprozesse schreiten also voran. Doch nicht immer steht dabei die Energieeffizienz an erster Stelle – in vielen Fällen ist erst einmal nur die sichere Versorgung gefragt. Strom sparen und den Energieverbrauch deckeln? Das ist häufig nicht möglich, denn die neuen Prozesse wollen stromtechnisch abgesichert sein. Außerdem kommt dem Schutz der eigenen Anlagen und Einrichtungen eines Unternehmens in puncto Energie eine immer größere Rolle zu.
Dabei geht es vor allem um folgende Punkte:
- Zentrale Absicherung:
Das gesamte Netzwerk – allen voran Router, Server und Co. – müssen abgesichert sein. Das sollte seitens der Industrieunternehmen schon beim Aufbau des jeweiligen Netzwerkes berücksichtigt werden. Auch bei umfassenden Erweiterungen sind Maßnahmen zu ergreifen, mit denen sich die Stromversorgung dauerhaft sicherstellen lässt.
- Vor Verlusten schützen:
Industrieroboter müssen derart konzipiert sein, dass sie bei Lücken in der Stromversorgung sicher heruntergefahren werden. Damit lässt sich verhindern, dass wichtige Maschinen- und Unternehmensdaten verloren gehen. Denn dies könne wiederum zu Problemen in der Lieferkette führen. Auch teure Geräteschäden lassen sich mit der entsprechenden Absicherung der Roboter und Fertigungsstraßen vermeiden.
Die Gewährleistung einer zuverlässigen Stromversorgung ist keine einfache Aufgabe. (Foto: AdobeStock – 439136266 romaset)
Wie kann eine zuverlässige Stromversorgung sichergestellt werden?
Hier kommen Industriestromversorgungen ins Spiel, die auf Automatisierungsanwendungen zugeschnitten sind und auch starken Wechselstrom-Eingangsspannungen standhalten können. Dazu zählen robuste DC/DC- bzw. AC/DC-Netzteile, aber auch Schaltregler.
Darüber hinaus helfen intelligente Energiemanagementsysteme, den Verbrauch zu optimieren und die Lastverteilung zu steuern.
Sie analysieren historische Daten sowie aktuelle Bedingungen, um Prognosen für den Energiebedarf zu erstellen. Darauf basierend können sie automatisch Geräte ein- und ausschalten und den Energieverbrauch damit regulieren.
Das Stromnetz ist Spannungsschwankungen, Frequenzinstabilitäten und unvorhersehbaren Ausfällen ausgesetzt. (Foto: AdobeStock – 629640774 Lumos sp)
Neue Technologien erlauben also die flexible Handhabung von Lasten, was zumindest indirekte Auswirkungen auf die Prozesse innerhalb des Unternehmens hat. Vorausschauende Wartungen und Instandhaltungsarbeiten zum Zeitpunkt einer ohnehin üblichen Systemabschaltung sparen nicht nur Strom, sondern geben auch das nötige Maß an Sicherheit für eine geregelte Stromversorgung. Gleichzeitig müssen Anlagen für die Wartung nicht mehr gesondert abgeschaltet werden.
Die Crux mit der modernen Energieversorgung
Konventionelle Energieversorgungslösungen rücken dabei immer mehr in den Hintergrund, stattdessen werden neue Energieformen forciert. Diese gelten als nachhaltig, aber volatil und damit bis dato als herausfordernd. So können Windkraftanlagen etwa nur dann arbeiten, wenn es windig ist. Geht der Wind allerdings in Sturm über, ist ihre Funktionsweise erneut eingeschränkt. Photovoltaik-Anlagen benötigen wiederum viel Sonne – und diese reicht oft insbesondere im November und Dezember nicht aus.
In Summe lässt sich feststellen, dass Bemühungen diesbezüglich zwar vorhanden sind, die sogenannte „Energiewende“ berücksichtigt den Fakt, dass die Industrie bis 2030 bis zu 40 Prozent mehr Strom benötigt, allerdings kaum. Oder anders ausgedrückt: Das deutsche Stromversorgungssystem setzt zwar auf neue Energien, allerdings ohne dabei Rücksicht darauf zu nehmen, dass die Industrie einen besonders hohen Stromverbrauch hat und dieser in den kommenden Jahren noch steigen dürfte.
Der Leitsatz „Energie für Effizienz“ kann allerdings, wie bereits erwähnt, nur dann erfolgreich in die Tat umgesetzt werden, wenn die Energieversorgung gesichert ist. (Foto: AdobeStock – 620147918 Benjamin)
Bisherige Anpassungen und Reglementierungen erfolgten zudem vor allem zugunsten der Verbraucher und nicht zugunsten großer Unternehmen. Auch fehlt eine flexible Möglichkeit, die produzierte Energie abzunehmen.
Sie müsste besser gespeichert werden können, damit die Stromversorgung in jedem Fall und bei allen Bedingungen sicher und lückenlos möglich ist.
