Case studies

Um sich einen Eindruck von unseren bisherigen Projekten und unserer Arbeit verschaffen zu können, finden Sie auf dieser Seite ausgewählte Projekte, an denen wir erfolgreich beteiligt waren.

Beispiel #1: Energieeffiziente Intralogistik

Das Projekt "Intelligente Antriebs- und Steuerungstechnik für die energieeffiziente Intralogistik" (it’s OWL-IASI) wurde im Rahmen des Spitzenclusters Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe (its' OWL) realisiert. Auf der KlimaExpoNRW 2016 wurde es als Vorreiterprojekt im Bereich Energieeffizienz von der Landesregierung NRW ausgezeichnet. Etwa 60 Prozent der gesamten elektrischen Energie in Deutschland wird in elektrischen Motoren umgesetzt. Davon sind etwa ein Viertel Förderantriebe. Bislang wurde deren Energieverbrauch von den Unternehmen kaum betrachtet, da sich Investitionen in neue Antriebe gegenüber den Energieeinsparungen nicht rentierten. Vor dem Hintergrund steigender Energiekosten und der zunehmenden Komplexität der Intralogistik, ist der Energieverbrauch mittlerweile ein erheblicher Kostenfaktor, sodass sich die Einführung innovativer, intelligenter Antriebslösungen und einem intelligenten Lastmanagement insofern lohnt, als dass hohe Einsparpotenziale realisiert werden können.

Das Ziel des Projektes war die Entwicklung eines intelligenten Baukastensystems mit effizienten Antriebslösungen, um für jeden Antriebsprozess im Warenlager die ökologisch und ökonomisch optimale Lösung bereitzustellen. Darüber hinaus sollte ein intelligentes Lastmanagement konzipiert werden, um eine gleichmäßige Auslastung des Versorgungsnetzes zu gewährleisten.

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Um Energie zu sparen sind energieeffiziente Antriebe in der Industrie ein wichtiger Knackpunkt. Mit dem Projekt it´s OWL-IASI arbeitet Lenze schon seit Jahren an energieeffizienten Antrieben für die Intralogistik.

Zunächst wurde der Energieverbrauch von Antriebskomponenten der Intralogistik in bestehenden Warenlagern und Logistikzentren systematisch ermittelt und analysiert. Dazu gehörten beispielsweise Umrichter, Motoren, Getriebe und mechatronische Einheiten. Die Ergebnisse dienten zu deren Klassifizierung nach Energieeffizienz und Kosten und als Grundlage für die Entwicklung neuer Komponenten. Weiterhin wurden Instrumente für die Auslegung der Antriebstechnik unter Berücksichtigung und Optimierung der Rückwirkungen auf das Stromnetz erarbeitet. Diese wurden zu einem intelligenten Lastmanagement für Warenlager zusammengeführt. In dem Projekt wurde auf die Ergebnisse der Querschnittsprojekte „Selbstoptimierung“, „Intelligente Vernetzung“ und „Energieeffizienz“ zurückgegriffen. Die Antriebskomponenten und das intelligente Lastmanagement wurden in Pilotwarenlagern getestet und nach erfolgreicher Testphase serienmäßig umgesetzt.

Durch die neuen Antriebslösungen wird der Energieverbrauch in Warenlagern zukünftig erheblich reduziert, ohne dabei die Qualität und Wirtschaftlichkeit zu beeinträchtigen. Es werden Energieeinsparungen von mindestens 15 v. H. bei gleichbleibenden oder geringen zusätzlichen Investitionen erwartet. Das intelligente Lastmanagement ermöglicht eine optimale Auslastung des Versorgungsnetzes durch die Vermeidung von Lastspitzen. Neben dem modularen Character des Baukastensystems, fördern die neuen Antriebe Wachstum und Beschäftigung bei den Projektpartnern und Dienstleistern (rund 70 neue Arbeitsplätze sind zu erwarten). Das Projekt leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit der Anbieter und Dienstleister der Intralogistik am Standort Deutschland.

Beispiel #2: Smart Country Storage

Batterie erneuerbare Energien Illustration

Angesichts der steigenden Urbanisierung und einer altersüberdurchschnittlich hohen Bevölkerungsanteilen in Deutschland ist die Zukunft des ländlichen Raumes zunehmend präsent bei Politik und Forschung. Mit seinen rund 47 Millionen Bewohnern macht der ländliche Raum knapp 90 Prozent der Fläche Deutschlands aus. Insgesamt erwirtschaftet dieser mehr als 60 Prozent der deutschen Wirtschaftsleistung. Insbesondere die Themen Mobilität und Energie sind hierbei im Fokus, denn die ländlichen Regionen in Deutschland bieten die Möglichkeit, neue Mobilitätsdienstleistungen oder Quartiersenergielösungen zu testen.

Des Modellvorhaben „Smart Country Storage“ setzt bei letzterem an durch die Entwicklung von elektrischen Energiespeichern im Rahmen einer nachhaltigen Energieversorgung im ländlichen Raum. Ziel ist es, die Machbarkeit eines Speichersystems auf Basis eines simulierten Speichereinsatzes zu überprüfen. Im Idealfall soll langfristig ein interkommunal übertragbares Versorgungskonzept außerhalb der Stadt bereitgestellt werden. Hierbei können insgesamt 13 Regionen in ganz Deutschland jeweils ihre Region als Experimentierfeld zur Erprobung individueller und innovativer Lösungskonzepte für die Zukunft erproben.

Auf Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) zum Ausbau der Stromversorgung mit Wind oder Sonne ist die Installation einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) auf dem Hausdach im März 2017 noch attraktiv. Nach 20 Jahren fallen diese Anlagen aus der EEG-Förderung, sodass die Stromeinspeisung für Privatpersonen unattraktiv werden könnte. Die bereits installierten Photovoltaikanlagen (ggf. auch Windkraftanlagen) produzieren jedoch weitehrin Strom, der mittels einer Energiedienstleistung gemeinschaftlich genutzt werden kann. Ein Smart Country Storage zur Energiespeicherung und -bereitstellung wird als eine mögliche Lösung des Problems gesehen, um einen höhere quartierbezogenen Eigenverbrauch zu generieren. Dadurch ist es möglich Wertschöpfung in der Region zu halten, indem die Besitzer von erneuerbaren Energieanlagen einen höheren Preis erziehen, als am Terminmarkt der Strombörse und gleichzeitig die Strombezugskosten der Bewohner zu senken. In der Modellregion Hagedorn im Kreis Höxter wird das Konzept einer gemeinschaftlichen Energiespeicherung und -nutzung getestet.

Eine gemeinschaftliche Energiespeicherung und -nutzung ist eine sinnvolle Anschlussnutzung, in der lokale Stromspeicher elektrische Energie zu einem günstigeren Preis als der übliche Marktpreis pro kWh an Privatpersonen verkauften. Strombedarf und -verbrauch werden pro Haushalt mittels Smart-Meter gemessen. Für die Modellregion bedeutet dies, dass die Anlage eigenständig feststellt, wann ein erhöhter Strombedarf in Hagedorn vorliegt und Strom aus dem lokalen Speicher abgerufen werden muss. Gleichzeitig erkennt das Smart-Meter eine geringe lokale Stromnachfrage und bietet in Folge des Stromüberschusses diesen zum Verkauf auf dem Strommarkt an. So können sowohl Betreiber und Nicht-Betreiber von PV-Anlagen um mehr als die Hälfte ihrer Stromkosten einsparen. Die Modellregion Hagedorn hat durch die Projektteilnahme die Möglichkeit, ein innovatives Konzept zur lokalen Energiespeicherung zu begleiten und langfristig eine Vorreiterrolle im Bereich der nachhaltigen Energieversorgung in ländlichen Gebieten einzunehmen.

Beispiel #3: Elektrifizierte Nebenaggregate für modulare Antriebswechselrichtersysteme

Das Verbundprojekt "Innovatives modulares Antriebswechselrichtersystem für die Elektrifizierung von Nebenaggregaten in Fahrzeuganwendungen" (it’s OWL-ImWR) wurde im Rahmen des Spitzenclusters Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe (it’s OWL) zusammen mit der KEB Automation KG realisiert. Das Ziel des Projekts war die Entwicklung eines modularen Wechselrichtersystems für Nebenaggregate in Nutzfahrzeugen, welches aus Modulen unterschiedlicher Leistungsklassen kundenspezifisch konfiguriert werden kann. Langfristig kann so der Engineering-Aufwand für die Konfiguration reduziert und Fehler im Feld vermieden werden. Für die Teilprojekte wurden folgende Ziele definiert:

Elektrifizierte Nutzfahrzeuge haben, je nach Typ, unterschiedliche elektrische Nebenaggregate, die über ein entsprechendes Antriebswechselrichtersystem betrieben werden. Die Nebenaggregate können sich einerseits in der Leistungsklasse unterscheiden und treten weiterhin in verschiedenen Konstellationen mit anderen Nebenaggregaten auf. Um die Entwicklungskosten für kundenspezifische Systeme zu reduzieren, eignen sich modular aufgebaute Antriebswechselrichtersysteme, die unterschiedliche Leistungsklassen berücksichtigen und für eine Vielzahl von Anwendungsfällen geeignet sind. Um für Fahrzeuganwendungen nutzbar zu sein, müssen sie in eine kompakte und solide Fahrzeugkomponente integriert werden.

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Da sich im Feld nicht nur die kundenspezifischen Systeme mit Wechselrichtermodulen verschiedener Leistungsklassen, sondern auch die Randbedingungen (z.B. Kühlung und Energieversorgung im Fahrzeug) unterscheiden, musste eine Möglichkeit geschaffen werden, schnell und effizient zu überprüfen, ob in der Gesamtkonfiguration z.B. keine thermische Überbeanspruchung oder Überlastung der elektrischen Versorgung auftritt. Hierzu wurden Bewertungsmodelle entwickelt und messtechnisch validiert, die den Applikationsprozess unterstützen und eine Problemlösung ermöglichten.