DC-Industrie
Gleichstromantriebe für mobile, dezentrale und energieeffiziente Anwendungen
DC-Industrie – Gleichstromnetze für die Fabrik der Zukunft
Traditionell werden Fabriken aus dem 400-V-Drehstromnetz versorgt. Bei genauerer Betrachtung arbeitet jedoch eine Vielzahl von Verbrauchern intern mit Gleichspannung, die über Netzteile, Transformatoren oder Umrichter bereitgestellt wird. In der Fabrik der Zukunft wird ein wesentlicher Teil der Energieverteilung daher über Gleichstromnetze (DC-Netze) erfolgen. Anstatt jede Maschine, jedes Aggregat und jede Ladeeinrichtung über eigene 400-V-AC-Versorgungen und Umrichter anzubinden, speist ein gemeinsamer DC-Bus Antriebe, Maschinenmodule, Prozesstechnik, Gebäudeinfrastruktur, Speicher, Ladepunkte und erneuerbare Erzeuger in ein durchgängiges Energienetz ein.
Weniger Wandlungsstufen, bessere Energienutzung und eine flexible Kopplung von PV-Anlagen, Batteriespeichern und E-Mobilität machen DC-Industrie zu einem Schlüsselbaustein für energieeffiziente Fertigung – und zu einer wichtigen Grundlage für Konzepte wie die All Electric Society, in der Industrie, Gebäude und Mobilität elektrisch und sektorenübergreifend verknüpft sind.
SPAT® entwickelt und fertigt kompakte Antriebssysteme, die direkt am industriellen DC-Netz (650 V DC) betrieben werden können – auf Basis unserer SPAT MDS Plattform. So bringen wir die Vorteile der DC-Industrie bis in kleine Antriebe ab Baugröße 60 mm. Als aktives Mitglied der ODCA (Open DC Alliance) gestalten wir die Weiterentwicklung von DC-Netzen in der Industrie mit und forcieren den praktischen Umstieg von klassischen AC-Versorgungen auf zukunftsfähige DC-Architekturen.
DC Netze – weniger Verluste, weniger Leistung, weniger CO₂
In klassischen Anlagen wird jede Achse von einem eigenen Umrichter mit Netzgleichrichter, Gleichspannungszwischenkreis und Wechselrichter versorgt – und die beim Bremsen entstehende Energie wird häufig in Bremswiderständen in Wärme umgewandelt.
Im DC-Industrienetz wird die Energie zentral in DC gewandelt und über einen gemeinsamen Bus verteilt. Das reduziert Wandlungsverluste, ermöglicht die Nutzung von Bremsenergie im Netz und vereinfacht die Einbindung von Speichern und erneuerbaren Erzeugern.
Im Detail ergeben sich unter anderem folgende Vorteile:
Nur eine Wandlungsstufe vom öffentlichen Netz in den DC-Bus – das reduziert Umwandlungsverluste. In Pilotanlagen konnten so bis zu 10 % Energie im Antriebsbereich, in einzelnen Anwendungen sogar bis zu 20 % eingespart werden.
Rekuperation statt Bremswiderstand: Bremsenergie dynamischer Achsen wird in den DC-Bus zurückgespeist und von anderen Verbrauchern genutzt oder in Speichern gepuffert – statt sie als Wärme zu verlieren.
Durch den Einsatz von Speichern und das gemeinsame DC-Netz lässt sich die eingespeiste Netzleistung deutlich reduzieren; in Modellanlagen wurden Einspeisespitzen um bis zu 80 % und die notwendige Anschlussleistung von Teilanlagen um bis zu 85 % gesenkt.
PV-Anlagen und Batteriespeicher arbeiten ohnehin im Gleichstrombereich und können in DC-Netzen mit weniger Wandlungsstufen und geringeren Verlusten integriert werden.
Das Ergebnis sind geringere Energiekosten, eine niedrigere Stromaufnahme am Netzanschluss und ein messbarer Beitrag zur CO₂-Reduktion der Produktion.
SPAT Antriebssysteme direkt am DC-Bus – bis in den Kleinleistungsbereich
Unsere Antriebe arbeiten intern ohnehin mit Gleichspannungszwischenkreisen. Mit den SMC-Motorsteuerungen der HV-Serie realisieren wir Antriebssysteme, die direkt aus dem DC-Industrienetz (z. B. 650 V DC) gespeist werden können – ohne den Umweg über separate Netzteile und AC-Umrichter. So können diese Antriebe aktiv am Energy Sharing im DC-Netz teilnehmen und die Energieeffizienz der Gesamtanlage erhöhen.
DC-Industrie ist bei SPAT nicht auf große Servoantriebe beschränkt: Wir bringen die Technologie bis in kompakte, dezentrale Antriebe ab Baugröße 60 mm.
Ihre Vorteile mit SPAT® Antriebssystemen für DC-Industrie
Auslegung für industrielle DC-Netze mit 650 V DC Nennspannung
weniger Wandlungsstufen, Nutzung von Bremsenergie und reduzierte Einspeisespitzen
Antriebssysteme ab Baugröße 60mm
nur zwei aktive Leiter – weniger Kupfer, geringere Leitungsverluste und weniger Installationsaufwand
weniger Schaltschrankbedarf, kurze Leitungswege und hohe Flexibilität bei modularen Maschinenkonzepten
Motor, Getriebe, Steuerung und Encoder passgenau kombiniert – bereit für PV- und Speicherintegration sowie energieflexible Fabrikkonzepte
Typische Einsatzbereiche in der DC-Industrie
Immer dann, wenn viele elektrische Antriebe, Leistungsumrichter, Speicher und erneuerbare Erzeuger zusammenkommen und Energieeffizienz, Netzentgelte und CO₂-Bilanz eine wichtige Rolle spielen. Gern prüfen wir gemeinsam, welche Bereiche Ihrer Anlage von einem DC-Industriekonzept profitieren können – von der ersten Pilotzelle bis zur durchgängigen DC-Fabrik.
FAQ
Antriebstechnik in der DC-Industrie
Antworten auf häufige Fragen rund um präzise, leistungsstarke Antriebslösungen für DC-Anwendungen.
Unsere Antriebssysteme können für industrielle DC-Netze im Bereich von ca. 600 V DC ausgelegt werden, wie sie in DC-Industrie-Konzepten vorgesehen sind. Auf der Motorseite arbeiten wir mit angepassten Gleichspannungszwischenkreisen und dafür ausgelegten SMC-Motorsteuerungen. Für höhere DC-Spannungsniveaus sind projektspezifische Anpassungen möglich.
DC-Industrie ist nicht auf Greenfield-Projekte beschränkt. In vielen Fällen können bestehende Linien schrittweise über DC-Sektoren oder einzelne Maschinenmodule an ein DC-Netz angebunden werden. Wir unterstützen sowohl bei Neuanlagen als auch bei Retrofit-Konzepten, bei denen zunächst ausgewählte Antriebsgruppen auf DC-Betrieb umgestellt werden.
Nein, ein Umstieg auf DC-Industrie bedeutet nicht zwangsläufig, dass alle vorhandenen AC-Antriebe auf einmal ersetzt werden müssen. In der Praxis entstehen häufig hybride Strukturen, in denen bestehende AC-Technik weiterbetrieben und neue oder erneuerte Antriebe direkt am DC-Bus versorgt werden. Wir entwickeln gemeinsam mit Ihnen ein Migrationskonzept, das zu Ihrem Anlagenbestand und Investitionsrahmen passt.
Durch weniger Wandlungsstufen, die Nutzung von Bremsenergie im DC-Netz und die bessere Einbindung von Speichern und Photovoltaik lassen sich der Energieverbrauch und die bezogene Netzleistung deutlich reduzieren. In antriebsintensiven Anlagen können so spürbar geringere Energiekosten, niedrigere Einspeisespitzen und damit verbundene Einsparungen bei Netzanschluss und Lastspitzenentgelten erreicht werden.
Ja, unbedingt. Ein großer Vorteil unserer Lösung ist, dass wir DC-fähige Antriebssysteme bis hinunter zu Motordurchmessern ab 60 mm realisieren können. Damit können auch kleinere Achsen, Handlingsysteme, Hilfsantriebe und Nebenaggregate in das DC-Netz integriert werden, anstatt als isolierte AC-Inseln mit eigenem Umrichter zu laufen. Gerade in Anlagen mit vielen kleinen Antrieben summiert sich das Effizienzpotenzial deutlich.
SPAT® ist aktives Mitglied der ODCA (Open DC Alliance) und begleitet die Weiterentwicklung von DC-Industrienetzen auf Verbandsebene. Wir bringen unsere Erfahrungen aus konkreten Antriebsprojekten ein und stellen sicher, dass unsere Lösungen sich an aktuellen Richtlinien, Schnittstellenkonzepten und Schutzkonzepten orientieren. Davon profitieren Anlagenbauer, die früh in DC-Industrie einsteigen und dennoch auf zukunftsfähige, standardnahe Lösungen setzen möchten.
Wir betrachten gemeinsam mit Ihnen Anlagenstruktur, Lastprofile und Rekuperationspotenziale und leiten daraus ein sinnvolles Antriebskonzept für das DC-Netz ab. Dazu gehören die Auswahl geeigneter Motor-Getriebe-Kombinationen, die Auslegung der SMC-Motorsteuerungen für den DC-Betrieb sowie die Betrachtung von Verkabelung, Schutzkonzept und Integration in die übergeordnete Steuerung. Auf Wunsch arbeiten wir eng mit Ihren Schaltschrankbauern, Anlagenbauern und Energieplanern zusammen.