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Einsatz elektrischer Energiespeichersysteme zur energieeffizienten, dynamischen Betriebsfuehrung einer Werkzeugmaschine (WZM)

IP.com Disclosure Number: IPCOM000187675D
Original Publication Date: 2009-Sep-25
Included in the Prior Art Database: 2009-Sep-25
Document File: 2 page(s) / 93K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bislang existieren keine hocheffizienten Energiespeicher fuer Werkzeugmaschinen (WZM), so dass derzeit eine sichere Energieversorgung durch eine starke Ueberdimensionierung der Netzeinspeisung (Zuleitung vom Netzbetreiber) fuer Werkzeugmaschinen geloest wird. Eine Energierueckspeisung ist derzeit schon theoretisch moeglich, jedoch bei kurzen Leistungsspitzen ineffektiv. Kurze, rueckgespeiste Leistungsspitzen in das Energieversorgungsnetz sind nur bedingt fuer eine Effizienzsteigerung geeignet. Netzausfaelle werden derzeit mit USVs (Unterbrechungsfreie Stromversorgungen) und damit Bleibatterien als Energiespeicher abgefangen. Jedoch muessen diese Batterien auf Grund ihrer geringen Lebensdauer haeufiger gewechselt werden. Zu einer Effizienzsteigerung koennen Batterie-USVs nicht beitragen. Peak-Shaving-Funktionalitaeten koennen bislang nicht realisiert werden. Die Netzrueckwirkungen werden beispielsweise mit grossen Kondensatorstufen reduziert. Diese Kondensatorstufen koennen jedoch auf Grund ihres geringen Energieinhaltes keine weiteren Funktionen uebernehmen.

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Einsatz elektrischer Energiespeichersysteme zur energieeffizienten, dynamischen Betriebsfuehrung einer Werkzeugmaschine (WZM)

Idee: Uwe Herold, DE-Chemnitz; Uwe Baumbach, DE-Chemnitz; Prof. Dr. Mirko Bodach, Zwickau;
Bjoern Veit, DE-Zwickau

Bislang existieren keine hocheffizienten Energiespeicher fuer Werkzeugmaschinen (WZM), so dass derzeit eine sichere Energieversorgung durch eine starke Ueberdimensionierung der Netzeinspeisung (Zuleitung vom Netzbetreiber) fuer Werkzeugmaschinen geloest wird. Eine Energierueckspeisung ist derzeit schon theoretisch moeglich, jedoch bei kurzen Leistungsspitzen ineffektiv. Kurze, rueckgespeiste Leistungsspitzen in das Energieversorgungsnetz sind nur bedingt fuer eine Effizienzsteigerung geeignet. Netzausfaelle werden derzeit mit USVs (Unterbrechungsfreie Stromversorgungen) und damit Bleibatterien als Energiespeicher abgefangen. Jedoch muessen diese Batterien auf Grund ihrer geringen Lebensdauer haeufiger gewechselt werden. Zu einer Effizienzsteigerung koennen Batterie-USVs nicht beitragen. Peak-Shaving-Funktionalitaeten koennen bislang nicht realisiert werden. Die Netzrueckwirkungen werden beispielsweise mit grossen Kondensatorstufen reduziert. Diese Kondensatorstufen koennen jedoch auf Grund ihres geringen Energieinhaltes keine weiteren Funktionen uebernehmen.

Es wird nun ein elektrischer Energiespeicher fuer Werkzeugmaschinen vorgesehen, welcher die Energieeffizienz und Dynamik einer WZM deutlich verbessert. Dieser elektrische Energiespeicher kann aus Superkondensatoren, Lithium-Ionen-Sekundaerzellen, einer Kombination aus beiden Systemen oder auch weiteren modernen elektrochemischen Energiespeichern bestehen. Das Energiespeichermodul (siehe Abbildung 1, Position 1) wird dabei derart an die Werkzeugmaschine (5) angebunden, dass es aus dem Antriebszwischenkreis (DC (Direct Current/Gleichstrom) zwischen (2),
(3), (4) und (6)) der Maschine geladen bzw. entladen werden kann (3) und auch separate ueber einen Umschalter (8) zuschaltbare, rueckspeisefaehige Lade- / Entladeeinrichtung (7) aufweist. Dabei ka...