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Erneuerbare Energien flexibler nutzen: Simulation hilft dabei

Produzierende Unternehmen stehen vor komplexen Herausforderungen: Die Sensibilität für Umweltauswirkungen wächst, Kundenanforderungen steigen. Jetzt liegt es in der unternehmerischen Verantwortung, Energiekosten zu reduzieren und produktionsbedingte Treibhausgasemissionen zu begrenzen.

Viele Unternehmen setzen auf erneuerbare Energien wie zum Beispiel Photovoltaik. Das führt jedoch häufig zu der Herausforderung, Produktionsprozesse in die Zeiten zu verschieben, in denen besonders viel erneuerbare Energie erzeugt wird (Stichwort Energieflexibilisierung). Um möglichst flexibel produzieren zu können, muss die grüne Energie gespeichert werden. Stationäre Stromspeicher sind allerdings häufig mit hohen Investitionen verbunden.

Auf dem Weg zur Energieflexibilität: Die INVENT GmbH

Das Mittelstand-Digital Zentrum Hannover unterstützt die INVENT GmbH dabei, Energieflexibilität zu realisieren. Im Fokus stehen batterieelektrische Speicher als Puffer in Phasen geringer erneuerbarer Energie sowie das Verlagern von Produktionsprozessen auf Zeiten mit erhöhter Verfügbarkeit erneuerbarer Energien. Diese Anpassungen können aus Produktionsmanagement-Perspektive zu Herausforderungen führen. Daher berücksichtigt das Projekt auch die Integration bidirektionaler Ladeinfrastruktur, speziell zur Bewältigung von Lastspitzen. Um diesen mehrdimensionalen Zielkonflikt von Unternehmen zu bewältigen, bedarf es eines geeigneten Werkzeugs zur Entscheidungsunterstützung.

Die INVENT GmbH ist ein Leichtbau-Spezialist aus Braunschweig, der sich auf innovative Faserverbundtechnologien spezialisiert hat. Seit 1996 entwickelt und produziert das Unternehmen hochpräzise Strukturkomponenten für die Luftfahrt, Raumfahrt und Industrie. Im industriellen Sektor ist das Unternehmen in Branchen wie Automotive, Maschinenbau, Schienenfahrzeuge und Schiffbau aktiv und bietet kundenspezifische Lösungen von der Konzeption bis zur Serienfertigung.

Zentrale der INVENT GmbH in Braunschweig. (Foto: INVENT GmbH / www.invent-gmbh.de)

Können Unternehmen Elektrofahrzeuge als Energiespeicher nutzen?

Ziel des Projekts ist es, ein Simulationswerkzeug zu entwickeln und bereitzustellen, mit dem Unternehmen die Vor- und Nachteile der Energieflexibilisierung diskutieren können, um so einen Beitrag zur Ressourceneffizienz zu leisten. Hierbei werden am Beispiel der INVENT GmbH sowohl die technischen als auch die organisatorischen Wechselwirkungen innerhalb des Produktionssystems sowie die aktuelle und zukünftige Ladeinfrastruktur im Simulationswerkzeug berücksichtigt.

Während eines Kickoff-Meetings vor Ort bei der INVENT GmbH wurden zunächst konkrete Modellanforderungen erarbeitet sowie vorhandene Daten gesichtet und bereitgestellt. In einer ersten Datenanalyse wurden die bestehenden Energieverbraucher nach elektrischer Anschlussleistung und Anlagenlaufzeit kategorisiert. Dadurch konnten kritische Anlagen identifiziert werden, auf die sich die Simulation konzentrieren wird.

Wichtige Fragestellung im Vorlauf der Simulation waren beispielsweise „Was machen wir mit überschüssigem Strom aus der Photovoltaik-Anlage?“ oder „Können Elektrofahrzeuge sinnvoll als Speichersysteme fungieren, um dann einzuspringen, wenn die Sonne nicht scheint oder Lastspitzen in der Produktion vorliegen?“. Ein grundlegendes Verständnis für den typischen Produktionsprozess, der in der Simulation anhand eines Beispielproduktes durchlaufen wird, wurde durch eine Begehung der Produktionsbereiche gefördert.

Lohnt sich ein Batteriespeicher? Simulation hilft bei der Entscheidung

Im weiteren Projektverlauf soll ein Simulationsmodell erstellt werden, welches durch Testsimulationen validiert wird. Dabei werden zukünftige Szenarien definiert, die verschiedene Elemente einschließen, wie beispielsweise das bidirektionale Laden von Elektrofahrzeugen als mobile Speicher, Entwicklungen von Strompreisen und Einspeisungsvergütungen sowie die Integration stationärer Batteriespeicher.

Die Ergebnisse der Simulation werden analysiert, um konkrete Handlungsempfehlungen abzuleiten. Diese Empfehlungen können Unternehmen beispielsweise bei Entscheidungen zur Installation eines stationären Batteriespeichers unterstützen. Dabei werden sowohl technische, finanzielle als auch organisatorische Aspekte berücksichtigt, um einen Beitrag zu leisten, Emissionen zu mindern und Kosten zu reduzieren.

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