Zur Erreichung der Klimaziele Deutschlands müssen sowohl die Energieeffizienz, als auch der Anteil der erneuerbaren Energien gesteigert werden. Dies kann mit einer Umstellung der Elektroenergieversorgung von wechselstrombasierten Systemen auf Gleichstromsysteme über alle Spannungsebenen hinweg erreicht werden. Allerdings stellen diese zukünftigen Gleichstromsysteme deutlich höhere Anforderungen im Bereich der Sicherheit. Hier setzt dieses Verbundprojekt an. Die TU Ilmenau entwickelt hier gemeinsam mit weiteren Partnern aus Industrie und Forschung die nächste Generation elektrische Schaltgeräte zur Erfüllung dieser Anforderungen an den Personen- und Anlagenschutz im Niederspannungsbereich. In Frage kommen hierbei nur hybride Schaltgeräte-Konzepte. Diese kombinieren klassische mechanische Schaltelemente und leistungselektronische Schaltelemente in Verbindung mit einem geeigneten Überspannungsschutz zur Erfüllung dieser hohen Anforderungen. Hierbei müssen diese einzelnen Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sein und der Schaltvorgang durch eine gemeinsame Steuerung koordiniert werden. Der betrachtete Schaltvorgang umfasst dabei die Erkennung eines Fehlerfalls, den Vorgang der Unterbrechung des Gleichstromes und die anschließende Herstellung einer sicheren elektrischen Trennstrecke. Der Schwerpunkt der TU Ilmenau liegt in den experimentellen und simulationsgestützten Untersuchungen der mechanischen Schaltstrecken für Spannungen bis 800 V DC, sowie Betrachtungen zur Skalierbarkeit der erarbeiteten Konzepte für die Spannungsebene 1500 V DC. Darüber führt die TU Ilmenau Simulationen zu den betrachteten Konzepten hybrider Schaltgeräte durch als Grundlage der Erstellung von Demonstratoren durch die Projektpartner.
Die Gesellschaft fuer Elektrischen Strassenverkehr mbH betreibt Forschung, Entwicklung und Erprobung auf dem Gebiet elektrischer Strassenfahrzeuge und deren Versorgungskomponenten in Zusammenarbeit mit der einschlaegigen Industrie. Im Rahmen von Grossversuchen werden Batterie-elektrische MAN-Standardlinienbusse (z.Z. 22 Fahrzeuge) sowie 20 Daimler Benz Hybridbusse im praxisnahen Linienbetrieb und auf Versuchsgelaenden getestet. Parallel hierzu werden an Elektrotransportern der Firma Daimler-Benz AG und Volkswagenwerk AG in einem Experimental-Forschungsprogramm Untersuchungen durchgefuehrt sowie erste Schritte der Elektrifizierung von Pkw eingeleitet. Bei den laufenden Programmen stehen neben den Fahrzeugen mit ihren Antriebskomponenten die Entwicklung leistungsfaehiger Energie-Speicher (Batterie) und einer auf die Besonderheiten des Fahrzeuges zugeschnittenen Versorgungstechnik (Batterie-Wechsel, Service- und Ladeeinrichtung) sowie eine Optimierung des Gesamtsystems im Vordergrund.
Am Beispiel der Glasindustrie ist ersichtlich, dass eine Betrachtung von Einzelmaßnahmen nicht das volle Potential im Sinne der Energieeffizienz und Dekarbonisierung der Industrie ausschöpfen kann und sich über die Handlungsfelder: Transformation der Kernprozesse, Transformation sektorenkoppelnder Sekundärprozesse, Anpassung elektrischer Verteilernetze sowie optimierte Energiebereitstellung und Energiedienstleistungen erstrecken muss. Daher ist es Ziel des Vorhabens ZORRO 2, am Beispiel der Thüringer Glasindustrie zu zeigen, wie eine hochverfügbare, nachhaltige und wirtschaftliche Elektroenergieversorgung umgesetzt werden kann. Im Teilvorhaben: Das Ziel von diesem Teilvorhaben ist es, mögliche Konzepte für die Energiebereitstellung für vollelektrische Schmelzwannen (VES) zu vergleichen und zu entwickeln. Dabei muss im Rahmen von diesem Teilvorhaben zunächst die Voraussetzung zur Erarbeitung dieser Konzepte gegeben werden. Auf Grundlage der Anforderungsdefinition und Datenbereitstellung zunächst für das Wiegand-Glas-Werk in Schleusingen, anschließend für die gesamte Wiegand-Glas-Gruppe und weitere Glashersteller. Da es sich bei Behälterglas um Massenware handelt, muss unter Berücksichtigung der anderen Teilprojekte im Rahmen der Möglichkeiten die Wettbewerbsfähigkeit und wirtschaftliche Umsetzbarkeit bei dem im späteren Verlauf des Projektes favorisierten Konzept gewährleistet sein. Da die Glasschmelzwannen ca. 10 Jahre ohne Unterbrechung arbeiten ist eine hohe Versorgungszuverlässigkeit unbedingt erforderlich. Da es sich bei dem Werk in Schleusingen um eins der modernsten Werke der Behälterglasindustrie handelt muss das entwickelte Konzept gut in das bestehende Werksnetz integrierbar sein.
Verbundvorhaben: Am Beispiel der Glasindustrie ist ersichtlich, dass eine Betrachtung von Einzelmaßnahmen nicht das volle Potential im Sinne der Energieeffizienz und Dekarbonisierung der Industrie ausschöpfen kann und sich über die Handlungsfelder: Transformation der Kernprozesse, Transformation sektorenkoppelnder Sekundärprozesse, Anpassung elektrischer Verteilernetze sowie optimierte Energiebereitstellung und Energiedienstleistungen erstrecken muss. Daher ist es Ziel des Vorhabens ZORRO 2, am Beispiel der Thüringer Glasindustrie zu zeigen, wie eine hochverfügbare, nachhaltige und wirtschaftliche Elektroenergieversorgung umgesetzt werden kann. Teilvorhaben: Die TEAG Thüringer Energie AG wird mit den Tochterfirmen TEN Thüringer Energienetze und TMZ Thüringer Mess- und Zählerwesen und gemeinsam mit den Projektpartnern an der Transformation der Netzinfrastruktur, an der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf weitere Industriebranchen sowie an der Steuerbarkeit der industriellen Verbraucher arbeiten. Die Projektergebnisse können genutzt werden, um langfristig die Sektorenkopplung in Thüringen auszubauen und ggfs. die Elektrifizierung von Unternehmen zu beschleunigen. Es werden Grundlagen gelegt, welche die Machbarkeit einer klimaneutralen Glasproduktion in Thüringen aufzeigen und somit mittelfristig den Wirtschaftsstandort Thüringen attraktiver gestalten. Dies kann anschließend über verschiedene Kanäle kommuniziert werden um anderen Projekten bei der Transformation oder Umsetzung zu helfen.
Am Beispiel der Glasindustrie ist ersichtlich, dass eine Betrachtung von Einzelmaßnahmen nicht das volle Potential im Sinne der Energieeffizienz und Dekarbonisierung der Industrie ausschöpfen kann und sich über die Handlungsfelder: Transformation der Kernprozesse, Transformation sektorenkoppelnder Sekundärprozesse, Anpassung elektrischer Verteilernetze sowie optimierte Energiebereitstellung und Energiedienstleistungen erstrecken muss. Daher ist es Ziel des Vorhabens ZORRO 2, am Beispiel der Thüringer Glasindustrie zu zeigen, wie eine hochverfügbare, nachhaltige und wirtschaftliche Elektroenergieversorgung umgesetzt werden kann. Im Teilvorhaben: Das Fraunhofer IOSB-AST setzt sich zum Ziel eine energetische Betriebsoptimierung unter Berücksichtigung der Produktionsplanung umzusetzen. Dabei sollen neben dem Kernprozess der Produktion auch sektorenkoppelnde Sekundärtechnologien, sowie lokal erzeugter Strom aus erneuerbaren Energien beachtet werden. Die in dem Teilprojekt erarbeiteten Methoden und Modelle sollen Unsicherheiten der Bedarfsprognosen und der erneuerbaren Erzeugung abbilden und abfedern können. Es werden verschiedene Use Cases betrachtet, die sowohl auf einen markt- als auch einen netzdienlichen Betrieb steuerbarer Erzeuger, Verbraucher und Speicher abzielen. Dabei sollen die erarbeiteten Methoden im Sinne der Übertragbarkeit möglichst generisch sein und neben den im Projekt betrachteten Unternehmen auch auf andere Unternehmen der Branchen (Glasindustrie, metallverarbeitende Industrie), aber auch auf weitere Branchen übertragbar sein.