Ein CO₂-neutraler Fertigungsstandort

Nach zweijähriger Planungs- und Bauphase stellte ABB im Mai 2019 ihren ersten CO₂-neutralen Fertigungsstandort in Deutschland der Öffentlichkeit vor und nahm beim Tochterunternehmen Busch-Jaeger in Lüdenscheid – als sichtbares Zeichen hierfür – ein Solarkraftwerk in Betrieb.

Der Fertigungsstandort umfasst fünf Gebäude auf einer Fläche von 27.700 m² mit einem Jahresenergiebedarf von 5,7 GWh. Um diesen regenerativ abzudecken, wurde ein gesamtheitliches Energiekonzept erstellt.

„Die Photovoltaikanlage ist Teil einer ganzheitlichen Lösung, die alle Aspekte der Energieerzeugung und -verteilung abdeckt und es ermöglicht, hier künftig an Sonnentagen bis zu 100 % des Strombedarfs zu decken“, sagte Hans-Georg Krabbe, Vorstandsvorsitzender von ABB Deutschland. „Mit diesem Vorzeigeprojekt zeigen wir, welche Vorteile entstehen, wenn man ein System schafft, in dem alle Komponenten digital miteinander vernetzt und im Sinne von Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung steuerbar sind.“ Das Werk des Herstellers von Gebäudeautomatisierungslösungen ist die weltweit erste CO₂-neutrale und (nahezu) energieautarke Fabrik des ABB-Konzerns.

Solare Komponenten

Die 3.500 m² große, über den Parkplätzen des Firmengeländes installierte Photovoltaikanlage hat eine elektrische Leistung von 1257 kW_p und wird pro Jahr rund 1.100 MWh an klimaneutralem Sonnenstrom – also etwa den Jahresbedarf von 3.360 Privathaushalten – liefern. Außerhalb der Produktionszeiten wird der überschüssig produzierte Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist und trägt damit zur Versorgung der Region mit nachhaltig produzierter Energie bei. Sollte die Sonne einmal nicht scheinen, wird zusätzliche grüne Energie von der MVV Energie AG bezogen, was eine 100-%-ige CO₂-neutrale Produktion gewährleistet. Der Standort wird durch die Solaranlage jährlich etwa 630 t CO₂ einsparen.

Elektrospeicher

Für die elektrische Energiespeicherung ist ein Batteriespeicher BESS (Battery Engine Storage System) mit einer Leistung von 200 kW und einer Kapazität von 275 kWh verantwortlich. Dieser speichert überschüssigen Sonnenstrom und vermeidet Lastspitzen. Zusätzlich wird dieser Speicher geladen, wenn Strom an der Strombörse günstig ist, um ihn in Zeiten hoher Energiepreise entladen zu können.

Energieverteilung

Die Energieverteilung basiert auf den ABB-„Stringcombiners“, den 25 ABB-„Trio 50“-Wechselrichtern, der 400 V ABB-Schaltanlage und dem 1600 kVA ABB-Trockentransformator, welcher den Solarstrom auf 10 kV anhebt. Zu guter Letzt wird der Solarstrom innerhalb einer ABB-„Safeplus“-Schaltanlage in das interne Mittelspannungsnetz eingespeist.

Ladeinfrastruktur

Darüber hinaus wurden Ladestationen von ABB verbaut, an denen Mitarbeiter und Besucher ihre Elektrofahrzeuge kostenfrei aufladen können. Für Besucher stehen zwei ABB Terra 53 Ladestationen mit einer Leistung von bis zu 50 kW Gleichstrom zur Verfügung. Für Mitarbeiter und die betriebseigenen Elektrofahrzeuge stehen acht ABB „EV Lunic AC“-Wallboxen zur Verfügung. Die Aufladung erfolgt mit 4,6 bis 22 kW Ladeleistung.

Heizwärme und Kraft-Wärme-Kopplung

Ein BHKW mit 200 kW_el und 263 kW_th ergänzt das System. Dieses wird wärmegeführt betrieben und dient vorrangig der Heizungsunterstützung. Zusätzlich wird eine Kältemaschine angesteuert, welche überschüssigen Sonnenstrom in Kälte für die Produktion umwandelt.

Energiemanagement als Herzstück

Technologisches Herzstück des Gesamtsystems in Lüdenscheid ist das skalierbare Energiemanagementsystem „Optimax“ aus der ABB-„Ability“-Energy-Management-Suite (EMS). Die digitale Lösung stellt die laufende Überwachung und optimale Steuerung der Energieerzeugung, des Verbrauchs und der Speicherung sicher und arbeitet weitgehend autonom. Das lernende System berechnet dabei auf Basis von Vorhersagedaten den optimalen Energiefluss und gleicht Abweichungen in Echtzeit aus. Neben dem Energiemanagementsystem und der Photovoltaikanlage mit Wechselrichtern vereint das Gesamtsystem weitere Technologien von ABB, die digital miteinander vernetzt sind.

Das Energiemanagement umfasst auch die Heizungskomponenten. So kann das BHKW bei überschüssigem Solarangebot und vollem Batteriespeicher abgeschaltet werden. Bevor dieses passiert, wird die betriebsinterne Kältemaschine zugeschaltet, um zusätzlichen Sonnenstrom in Form von Kälte zwischen zu speichern. Die Steuerung beispielsweise von Heizungen erfolgt indirekt über ein Gebäudemanagementsystem. „Optimax“ gibt dabei den Energie-Sollwert vor und das Gebäudemanagementsystem entscheidet dann individuell über die Ausführung.

Alle Stromerzeuger (BHKW, PV, Batterie und das Netz) werden permanent gemessen und überwacht. Ebenfalls werden alle Stromverbraucher bis zur 400-V-Ebene dauerhaft gemessen und überwacht.

Alle Energiedaten werden gespeichert, und das System „lernt“ dazu. Das „Collaborative Operations Center“ von ABB in Mannheim bietet darüber hinaus eine Überwachung des Systems und der Komponenten bis hin zu Empfehlungen für künftige Erweiterungen des Systems an.