Prof. Dr.-Ing. Wilfried Hofmann
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30.09.2023

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden Modelle für die Projektierung und Dimensionierung von Aggregateantrieben, wie sie üblicherweise in der Holzbearbeitung (speziell: Kantenanleimmaschinen) eingesetzt werden erarbeitet. Auf Grundlage von Anwenderspezifischen Prozessvorgaben zu Nutzungsprofilen (was für Werkstücke sollen in welchen Stückzahlen in welcher Zeit produziert werden) wird aus einer Komponentendatenbank aus einer Kombination der hinterlegten Komponenten diejenigen Kombinationen bestimmt, welche die spezifizierten Anwenderanforderungen mit geringstem Energieverbrauch erfüllt. Dazu werden ausschließlich Datenblattangaben der Komponenten benötigt. Mit den im entwickelten Auslegungstool hinterlegten Verlustmodellen lassen sich die einzelnen Komponentenverluste ohne aufwendige Messreihen vorab ermitteln. Es werden Hinweise und Empfehlungen für eine energieeffiziente Projektierung solcher Aggregate gegeben. Diese erstrecken sich von Betriebsstrategien für Frequenzumrichter und Motoren bis hin zu prozesstechnischen Empfehlungen zur Werkzeugauswahl.

Die holzverarbeitende Industrie zeichnet sich durch hohen Energiebedarf und Energieverluste aus. Statistiken zum Energieverbrauch im Holzbe- und -verarbeitenden Gewerbe zeigen, dass jeweils 30% der genutzten Elektroenergie in den Maschinenantrieben und Spanabsaugung umgesetzt werden. Durch Energieeffizienzmaßnahmen lässt sich eine Einsparung dieser Energiemenge von bis zu 70% erreichen. Den Hauptteil kann hierbei die System- und Prozessoptimierung leisten. Je nach Unternehmensprofil sind mit den richtigen Maßnahmen in vielen Bereichen Einsparpotenziale realisierbar, u.a. ¿ Auslastung, Laufzeit ¿ Absaugung ¿ Druckluftverwendung ¿ Antriebsauslegung ¿ Lastspitzenreduzierung ¿ Intelligente Prozessregelung. Das Forschungsvorhaben "Energieffiziente Energiewandlung in der industriellen Holzbe- und -verarbeitung vom Prozess bis zum Stromnetz" hat das Ziel ein Unterstützungssystem zur Auswahl und Optimierung von mechanischen, thermischen und elektrischen Systemkomponenten in Maschinen und Anlagen der industriellen Holzbe- und Verarbeitung bereitzustellen. Der erste Ansatz zur Steigerung der Energieeffizienz sind eine genaue Identifizierung der einzelnen Prozessschritte. Die notwendigen Prozessgrößen müssen identifiziert und die vorherrschenden Lastprofile ermittelt werden. Dazu werden am Beispiel einer Kantenanleimmaschine Untersuchungen und Messungen des Leistungsflusses der einzelnen Aggregate durchgeführt. Der Stand der Technik wird festgehalten und es werden Maßnahmen, Hinweise, Empfehlungen und Projektierungsrichtlinien für eine energieeffiziente Projektierung solcher Maschinen erarbeitet.