Geld sparen, wenn der Roboter bremst

„Rekuperation“: Diesen Begriff kennen die meisten – so er ihnen überhaupt schon begegnet ist – wohl im Zusammenhang mit Elektro-Autos. Er bezeichnet die Rückgewinnung von Energie beim Bremsen, bei der die Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und so für den Motor nutzbar wird.

Fast die Hälfte: So groß ist der Anteil der Industrie am gesamten deutschen Stromverbrauch und stellt mit über 230 Terrawattstunden im Jahr den „stromhungrigsten“ Sektor des Landes dar. Entsprechend hoch ist der Kostenanteil für Energie in der Industrie, er beträgt zwischen zehn und über 40 Prozent, je nach Branche. Ein schlechter CO2-Fußabdruck geht einher.

Aus diesen Gründen sind inzwischen mehrere Unternehmen dabei, Rekuperation verstärkt in der Industrie einsetzbar zu machen: Hier wechseln Elektromotoren sehr häufig zwischen Beschleunigen und Abbremsen, etwa, wenn ein Roboterarm sich bewegt und wieder anhält, eine Maschine hin- und herfährt und Ähnliches.

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Einsparung: Ständig setzten zahlreiche Elektromotoren Roboter in Bewegung und halten sie wieder an. Die Bremsenergie kann auch durch Rekuperation nutzbar gemacht und dadurch Strom gespart werden.

Das in Puchheim bei München beheimatete Start-up „Gerotor“ zum Beispiel hat einen Hochleistungsspeicher entwickelt und dafür immerhin den „Innovationspreis für Klima und Umwelt 2020“ des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit in der Kategorie „Prozessinnovationen für den Klimaschutz“ erhalten. Gerotor setzt die Schwungmassenspeicher-Technologie ein, um bis zu 60 Kilowatt Spitzenleistung aus Rekuperation zur Verfügung zu stellen. Und das „je Einheit“, wie das Unternehmen mitteilt, von denen mehrere auch parallel zusammengeschaltet und so die Lade- und Entladeleistung noch erhöht werden könne. Der Wirkungsgrad des Systems, dessen Herzstück ein kinetische Energie in Form einer rotierenden Masse speicherndes Schwungrad ist, erreiche dabei bis zu 95 Prozent; die Technik habe eine 20-jährige Lebensdauer, sei wartungsarm und halte „nahezu unendlich viele Lade- und Entladezyklen“ aus, so die Gerotor GmbH.

Ein Schwungmassenspeicher bringt neben der Energierückgewinnung zwei weitere Vorteile mit sich: Er glättet in gewissen Grenzen Lastspitzen beziehungsweise stellt kurzfristig eine besonders hohe Energiemenge zur Deckung einer Spitzenlast zur Verfügung. Außerdem kann die im Schwungrad enthaltene Energie für einen Augenblick lang Stromausfälle überbrücken.

Für die Industrie dürfte aber besonders die Reduzierung des eigenen CO2-Fußabdrucks wichtig sein, denn mutmaßlich immer mehr Kunden werden künftig darauf achten, wie „grün“ ein Produkt hergestellt wurde. Außerdem ist das Kostenargument ein sehr zugkräftiges: Mit rund Dreiviertel entfällt der Großteil des hohen industriellen Energieverbrauchs auf elektrische Antriebe zum Beispiel für Aufzüge, Pressen oder Roboter. Hier Einsparungen zu erzielen, zahlt sich für die Industrie langfristig also erheblich monetär aus.

Uwe Schmalenbach