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Gleichstrom statt Wechselstrom Die wahre Revolution in der Fabrik ist nicht Industrie 4.0

Fabrik-Revolution betrifft vor allem die Energieversorgung Quelle: imago images

Industrie 4.0? Die wahre Revolution in den Fabriken betrifft die Energieversorgung! Fabriken werden in Zukunft nicht mehr mit Wechselstrom, sondern mit Gleichstrom betrieben. Das hat viele Vorteile.

Vielleicht ist Ihnen das auch schon passiert: Wie jeden Morgen hat Sie der Radiowecker pünktlich geweckt, auch die Uhr am Backofen zeigte noch genügend Zeit fürs Frühstück. Und doch haben Sie den Bus verpasst. Mitte Januar muss das vielen Berufstätigen und Schülern in Europa so ergangen sein. Ursache war nicht kollektive Schlafmützigkeit, sondern Probleme im europäischen Verbundstromnetz. Schaffen es die Kraftwerke nicht, genügend elektrische Energie zu erzeugen, gerät das Stromnetz aus seinem auf 50 Hertz festgelegten Takt. Die Folge: Alle Uhren, die mit der Netzfrequenz als Taktgeber arbeiten, gehen nach – innerhalb weniger Wochen kamen so um die fünf Minuten zusammen.

Mag der Zeitverzug für Schüler eine willkommene Ausrede sein, die Mathearbeit zu schwänzen, für die Industrie ist er eine Hiobsbotschaft. Denn starke Schwankungen in der Netzfrequenz sind Vorboten von Stromausfällen. Und die fürchten produzierende Betriebe wie der Teufel das Weihwasser. Man denke nur an eine Anlage, in der kontinuierlich chemische Reaktionen ablaufen. Fällt die elektrische Heizung aus, werden Tonnen Chemikalien zu Abfall. Stoppt ein Roboter mitten im Schweißvorgang, kann das betreffende Teil Schrott sein – und im schlimmsten Fall der Roboter gleich dazu.

Die Statistik der Stromausfälle gibt Anlass zur Besorgnis. Der SAIDI-Index, der die Häufigkeit der Stromausfälle länger als drei Minuten nach Ländern auflistet, bescheinigt Deutschland mit die wenigsten Stromausfälle weltweit, ihre Zahl ist in den letzten Jahren sogar gesunken. Eines verschweigt der Index allerdings: Die Stromausfälle kürzer als drei Minuten haben deutlich zugenommen, die Energieversorger müssen heute häufiger zur Stabilisierung des Netzes eingreifen.

Weil ihnen das aber offenbar immer schlechter gelingt, arbeiten Firmen mit empfindlichen Produktionsprozessen an Strategien, um die Energieversorgung auf eigene Beine zu stellen. Die herkömmliche Vorgehensweise, Notstromaggregate vorzuhalten, ist bei großen Fabriken und hohem Strombedarf etwa fürs Schweißen oder Erhitzen großer Flüssigkeitsmengen aussichtslos. Hier sind intelligentere Lösungen gefragt: ein Zusammenspiel aus erneuerbaren Energien und Speichern unter eigener Regie.
Die Richtung vorgegeben haben die 13 Partner des AREUS-Projekts, das 2016 zu Ende gegangen ist. Darin haben unter anderem Daimler, Siemens, Kuka sowie vier Universitäten eine Fertigungszelle mit einem Roboter aufgebaut, der Karosserieteile montiert. Diese Demofertigung steht in der TEC-Fabrik von Daimler in Sindelfingen und dient als Blaupause für die Produktion der Zukunft.

Versorgt wird die Anlage mit Strom sowohl aus dem öffentlichen Netz als auch von einer Solaranlage auf dem Hallendach. Ist Energie übrig, wird sie in Batterien gespeichert, das geschieht auch mit der Energie, die der Roboter beim Abbremsen erzeugt – wie bei einem Hybridauto. Eine Energieeinsparung von zehn Prozent ist nach Angaben der Partner möglich.

Die eigentliche Innovation sieht man der Anlage nicht auf den ersten Blick an. Sie wird nämlich komplett mit Gleichstrom versorgt. Der Technik trauen Energieexperten zu, den herkömmlichen Wechselstrom langfristig zu ersetzen. Dabei ist sie uralt. Der geniale Erfinder Thomas Edison setzte in den 1880er Jahre auf sie, musste sich aber seinem Widersacher Nikola Tesla geschlagen geben. Der favorisierte den Wechselstrom, weil sich dieser leicht mit Transformatoren auf höhere Spannungen bringen lässt. Erst damit wurden Hochspannungsnetze zur Übertragung großer Leistungen möglich.

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