Mit dem neuen Tempro plus DC lässt sich jetzt auch für die Werkzeugtemperierung aus Photovoltaik gewonnener Gleichstrom ohne Wandlungsverluste direkt nutzen.
Der Ausbau der erneuerbaren Energien rückt die Stromversorgung über Gleichstromnetze in den Fokus. Solarenergie ist ebenso wie Windenergie und andere regenerative Energien Gleichstrom (DC). Die allgemeine Stromversorgung aber erfolgt über Wechselstrom (AC). Um die alternativen Energien nutzen zu können, kommen deshalb Stromwandler zum Einsatz. DC wird zum Transport und Verteilen in AC umgewandelt – und am Energieverbraucher zum Teil wieder zurück in DC transformiert. Sowohl in der industriellen Produktion als auch im täglichen Leben wird ständig DC in AC umgewandelt und umgekehrt, und bei jeder Umwandlung geht ein Teil der Energie verloren. Die Energieeffizienz der Anwendungen sinkt. Der Aufbau von Gleichstromnetzen parallel zur bestehenden AC-Versorgung bietet hier den Vorteil, dass der erzeugte Gleichstrom direkt genutzt werden kann. Auf dem Weg von der hauseigenen Photovoltaikanlage über Gleichspannungswandler zur Verarbeitungsmaschine kommt es nur zu vergleichsweise sehr geringen Umwandlungsverlusten. Wittmann, Wien (Österreich), hat sich zum Ziel gesetzt, dieses bislang unausgeschöpfte Effizienzpotenzial zu erschließen.
Temperieren ohne Wandlungsverluste: Das Temperiergerät Tempro plus DC lässt sich in ein Gleichstromnetz integrieren. (Foto: Wittmann)
Startklar für die Serienproduktion
Auf der K 2022 stellte Wittmann erstmalig eine elektrische Spritzgießmaschine EcoPower mit DC-Versorgung als Konzeptstudie vor. Die Handhabung der gespritzten Fertigteile übernahm ein Roboter der Serie WX, der über einen gemeinsamen Zwischenkreis ebenfalls direkt mit Gleichstrom versorgt wurde.
Gemeinsam mit seinem Partnerunternehmen innovenergy, Meiringen (Schweiz), hat Wittmann die DC-Spritzgießtechnologie inzwischen zur Serienreife entwickelt. Innovenergy ist Spezialist für den Aufbau von DC-Netzen in Industriebetrieben und anderen Bereichen sowie die Entwicklung und Herstellung von nachhaltigen, mit Kochsalz arbeitenden Solarspeicherbattieren. Auch die Zwischenspeicherung von Solarstrom in Batterien ist in DC-Netzen energieeffizienter als bei der Verwendung von AC-Netzen und Wechselrichtern.
Doppelt Energie sparen
Wittmann hat jetzt das für den Einsatz in DC-Netzen verfügbare Spritzgießkomponentenspektrum um Temperiergeräte erweitert. Das neue Tempro plus DC erreicht die exakt gleich hohen Leistungsdaten wie die entsprechenden herkömmlichen Tempro-plus-Geräte für den Wechselstrombetrieb. So beträgt die Heizleistung des kürzlich präsentierten Tempro plus D90 DC, das für Temperaturen bis 90° C eingesetzt wird, 9 kW bei 750 V DC. Die Kühlleistung liegt bei 40 kW bei einer Differenztemperatur von 75 K.
Die DC-Version ist bereits in der Grundausstattung mit einem 1,1-kW-Synchronmotor und einem Umrichter ausgerüstet. Der Motor treibt eine dichtungsfreie Tauchpumpe mit einem Arbeitsdruck von maximal 7,5 bar und einem Durchfluss von maximal 60 l/min an. Im kavitationsfreien Betrieb werden Praxiswerte von bis zu 40 l/min und 5 bar erreicht. Der Umrichter ermöglicht sowohl den direkten Anschluss an den Zwischenkreis der Maschine als auch die Drehzahlregelung in Abhängigkeit der gewünschten Prozessparameter. Auf diese Weise werden Umwandlungsverluste vermieden und die Pumpenleistung an die prozesstechnischen Gegebenheiten angepasst. Dies ergibt eine doppelte Steigerung der Energieeffizienz.
Viele Stunden autark produzieren
Auf einer Präsentation während der Competence Days bei Wittmann hat eine komplette Arbeitszelle, bestehend aus einer Spritzgießmaschine EcoPower 180 DC, einem Linearroboter WX142 DC und einem Temperiergerät Tempro plus D90 DC autark vom AC-Stromnetz Bauteile produziert. Der Solarstromspeicher auf Basis der ökologischen Salzbatterietechnik von innovenergy verfügt über eine Kapazität von 45 kWh. Das ist ausreichend für einen unterbrechungsfreien Produktionsbetrieb über mehrere Stunden.
