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Neue Infrastruktur für neuen Strom

Leoni arbeitet in Friesoythe daran, Strom aus regenerativen Energiequellen für die Industrie besser nutzbar zu machen.

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Gleichstrom für die Industrie: Für viele Nutzungen muss Solarstrom heute noch mehrfach umgewandelt werden. Gemeinsam mit Industrie- und Wissenschaftspartnern arbeitet Leoni in Friesoythe daran, Strom aus regenerativen Energiequellen direkt nutzbar zu machen.   Foto: dpa/Rolf Haid

Gleichstrom für die Industrie: Für viele Nutzungen muss Solarstrom heute noch mehrfach umgewandelt werden. Gemeinsam mit Industrie- und Wissenschaftspartnern arbeitet Leoni in Friesoythe daran, Strom aus regenerativen Energiequellen direkt nutzbar zu machen.   Foto: dpa/Rolf Haid

Computer brauchen Strom. Der kommt normalerweise als Wechselstrom aus der Steckdose. Dummerweise arbeiten aber sowohl der heimische PC als auch leistungsfähige Anlagen, die in der Industrie Maschinen und Roboter steuern, mit Gleichstrom. Sie haben deswegen immer auch ein Netzteil, das den Wechselstrom (AC für „alternating current“) in Gleichstrom (DC für „direct current“) umwandelt.

Ingenieuren wie Matthias Eick und Fabian Vornhagen ist das ein Dorn im Auge. „Bei jeder Umwandlung kommt es zu Verlusten“, erläutert Vornhagen, der bei Leoni Special Cables in Friesoythe als Produktmanager arbeitet. „Das sind zwar nur wenige Prozente, aber bei großen Werken wie etwa in der Automobilindustrie ist das dann schon eine große Menge.“

Gleichstromfans: Fabian Vornhagen (links) und Matthias Eick entwickeln die benötigten neuen Kabel.    Foto: LeoniGleichstromfans: Fabian Vornhagen (links) und Matthias Eick entwickeln die benötigten neuen Kabel.    Foto: Leoni

Dabei wäre die Stromumwandlung gar nicht nötig, denn Gleichstrom gibt es bereits "ab Werk": "Solaranlagen beispielsweise liefern Gleichstrom, der heute zunächst in Wechselstrom um- und dann für die Computer wieder in Gleichstrom zurückverwandelt wird", erläutert Eick. "Genau das aber ist nicht wirklich effizient."

Strom wird für Industrie nutzbar gemacht

Der Leiter des Produktmanagements bei Leoni arbeitet deshalb gemeinsam mit Vornhagen in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt "DC Industrie – Energiewende trifft Industrie 4.0" mit. 40 Firmen und Forschungseinrichtungen - neben Leoni unter anderem noch Schwergewichte wie Siemens, Daimler und Bosch, zwei Fraunhofer-Institute, die Universität Stuttgart und die Hochschule Ostwestfalen-Lippe - erforschen hier gemeinsam, wie der aus erneuerbaren Energien gewonnene Strom ohne die zweimalige Umwandlung für die Industrie nutzbar gemacht werden kann.

"Damit würde es für Unternehmen attraktiver werden, die Energieversorgung über erneuerbare Energien zum Teil selbst herzustellen", nennt Vornhagen ein Argument für das Projekt. Auch ein praktisches Beispiel hat er parat. "Wenn in einem Hochregallager Produkte von oben nach unten transportiert werden müssen, fällt automatisch Bremsenergie an", erläutert der 28-Jährige. "In einem AC-Netz verpufft die Energie als Wärme, in einem DC-Netz kann sie - ähnlich wie bei der Rekuperation in einem E-Auto – zurück in das Netz gespeist werden." Dadurch seien Effizienzsteigerungen von bis zu 30 Prozent möglich.

Infrastruktur muss für neue Anforderungen angepasst werden

Doch so trivial es auch klingt, den vor Ort erzeugten Gleichstrom für entsprechende Anwendungen zu nutzen, so schwierig ist es in der Realität. "Während die AC-Technik jahrzehntelang weiterentwickelt und optimiert wurde, sind wesentliche Komponenten eines DC-Netzes im industriellen Umfeld teilweise noch in frühen Entwicklungsstadien", erläutert Vornhagen. Netzteile, Schaltschränke oder eben auch Kabel seien ausschließlich auf Wechselstrom ausgelegt, müssten also für die neue Anforderung erst passend gemacht werden.

Und so habe jeder der Projektpartner sein eigenes Spezialgebiet, erläutert Vornhagen. "Eine einzelne Firma würde den Markt gar nicht entsprechend verändern können", sagt der Altenoyther. "Was nützt etwa ein einzelnes ideal geeignetes Kabel, wenn die Infrastruktur dafür nicht da ist?"

"Wir wissen jetzt, dass es funktioniert und die gewünschten Effekte hat."Matthias Eick, Leoni, Leiter Produktmanagement

Vor vier Jahren ging das Projekt an den Start, inzwischen gibt es erste Erkenntnisse. "Wir wissen jetzt, dass es funktioniert und die gewünschten Effekte hat", sagt Eick. Kleine Anwendungsinseln wie etwa eine Roboterzelle bei Daimler hätten die Projektpartner bereits aufgebaut und erfolgreich betrieben. "Jetzt geht es in der zweiten Stufe darum, das Ganze massentauglich zu machen und größere Anlagen aufzubauen."

Kunststoff ist entscheidend

Eick macht die neue Aufgabe an einem Leoni-Produkt deutlich: "Es gibt mehrere hundert unterschiedliche Kunststoffummantelungen für verschiedene Kabel", erläutert er. "Wir wissen, welcher Kunststoff im AC-Netz unter welchen Bedingungen und in unterschiedlichen Einsatzbereichen wie reagiert." Das gelte für reine Strom- oder Datenkabel ebenso wie für Hybridleitungen, die sowohl Strom als auch Daten transportieren.

"Beim Gleichstrom gibt es diese Erfahrungswerte noch nicht", sagt Eick. "Das muss jetzt alles untersucht, berechnet und neu entwickelt werden." Denn erst wenn die Infrastruktur steht, kann der Gleichstrom fließen.

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