Kompetenzzentrum Industrielle Energieeffizienz

Im Zuge der Energiewende entsteht im produzierenden Gewerbe großer Handlungsbedarf, den Energieverbrauch zu senken. Die energetische Effizienz von Produktionsprozessen und -anlagen rückt dabei immer stärker in den Vordergrund.

Ziel des Kompetenzzentrums KIEff ist es, Unternehmen beim Aufsuchen von Potentialen zur Steigerung der Energieeffizienz in der Produktion zu unterstützen und Optimierungsvorschläge zu erarbeiten und umzusetzen. Dabei liegt der Fokus auf der industriellen Energieeffizienz, die durch intelligente Prozessführung, regenerative Prozesse und innovative Abwärmenutzung gekennzeichnet ist. Hauptanwendungsfeld ist dabei die Nichteisen-Schmelz- und Druckgussindustrie.

Darüber hinaus werden die Kompetenzen der Hochschule Ansbach auf dem Gebiet der industriellen Energieeffizienz gebündelt, um so die angewandte Forschung und Entwicklung dauerhaft zu stärken.

Ein Beispiel für die bislang geleistete Arbeit des Kompetenzzentrums ist die Entwicklung eines softwarebasierten Managementsystems „Smart Melting“ zur Steigerung der Energieeffizienz im Schmelzbetrieb der Metallindustrie.

Das KIEff im Überblick

Forschungsprojekte

User Interface Design von Energiedaten in energieintensiven Betrieben

Laufzeit
Januar 2017 bis Dezember 2021
Förderer
Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst

Projektbeschreibung
Im Rahmen des Teilprojekts „User Interface Design“ des Energie Campus Nürnberg wird an der nutzerspezifischen Darstellung von Energiedaten in Nichteisen-Schmelz- und Druckgussbetrieben geforscht. Ein wichtiger Punkt ist dabei die vorhandene Automatisierungsstruktur in der Industrie. Beispielhaft soll mit der an der Hochschule vorhandenen Automatisierungstechnik ein digitaler Zwilling eines Schmelz- und Druckgussbetriebes aufgebaut werden.

E|Melt: Entwicklung eines Demonstrators zum Aufzeigen der Wirksamkeit von Energieeffizienzmaßnahmen im NE-Schmelz- und Druckgussbetrieb

Laufzeit
Januar 2017 bis Dezember 2018
Förderer
Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst

Projektbeschreibung
Im Projekt "E|Melt" des Green Factory Bavaria Forschungsverbundes wurde zur simulationsgestützten Analyse von Energieeffizienzmaßnahmen ein Demonstrator entwickelt, in dem ein beliebig konfigurierbarer Schmelz- und Druckgussbetrieb virtuell abgebildet werden kann. In Zusammenarbeit mit dem Kooperationspartner Bundesverband Deutscher Gießerei-Industrie kann der Demonstrator zur Schulung und Sensibilisierung von Fach- und Führungskräften genutzt werden.

>>>Zum Demonstrator<<<

Smart Melting

Laufzeit
Oktober 2013 bis Juli 2018
Förderer
Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst

Projektbeschreibung
Ziel in dem Projekt „Smart Melting" war die Entwicklung eines softwarebasierten Prozessmanagementsystems um die Energieeffizienz im Schmelzbetrieb der Metallindustrie zu steigern. Um die komplexen Wechselwirkungen im Betrieb einzuschätzen, wurde eine hybride Material- und Energieflusssimulation eines typischen mittelgroßen Aluminium-Schmelz- und Druckgussbetriebes entwickelt und die Auswirkungen verschiedener Maßnahmen zur Erhöhung auf die Energieeffizienz und die Prozesssicherheit untersucht und bewertet. Mit einer geeigneten Online-Datenerfassung lassen sich diese Maßnahmen im Rahmen von Assistenzsystemen realisieren.

FORETA: Teilprojekt C - Großwärmespeicher

Laufzeit
2009 bis 2012
Förderer
Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst

Projektbeschreibung
In dem Projekt, das Teil des bayerischen Forschungsverbundes FORETA war, wurde der Energieverlust beim Flüssigaluminiumtransport über große Strecken mit LKWs untersucht. Dies geschah mit einer Kopplung von Strömungs- und Prozesssimulation, um die thermischen Verluste der Transportbehälter zu ermitteln. Die Ergebnisse wurden durch Messergebnisse von Transportfahrten validiert.

Kompetenzen

Das Kompetenzzentrum Industrielle Energieeffizienz der Hochschule Ansbach bündelt Kompetenzen im Bereich Simulation, Visualisierung und virtuellen Inbetriebnahme.

Simulation:

  • Analyse von Betriebsdaten in der energieintensiven Industrie (z.B. Aluminium-Druckgussindustrie)
  • Simulation betrieblicher Material- und Energieflüsse
  • Optimierung von intralogistischen Versorgungsstrategien
  • Energetische Prozessoptimierung

Digitales Produktionsabbild und Störfallanalyse:

  • Integration von Prozessmonitoring-Systemen
  • Intelligentes Störfallmanagement
  • Entwicklung von nutzerspezifischen User Interfaces zur Unterstützung von Smart Services (z.B. Staplersteuerung)

Virtuelle Inbetriebnahme:

  • Aufbau von digitalen Zwillingen
  • Optimierung von Steuerungen
  • Virtuelle Inbetriebnahme

Partner in angewandter Forschung und Entwicklung

Das Kompetenzzentrum Industrielle Energieeffizienz unterstützt Partner in angewandter Forschung und Entwicklung:  

  •     FAPS - Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik - Universität Erlangen-Nürnberg
  •     Institut für leistungselektronische Systeme (ELSYS) - Technische Hochschule Nürnberg
  •     Institut für Energie und Gebäude (ieg) - Technische Hochschule Nürnberg
  •     Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit

Industrielle Kooperationspartner

    Industrielle Kooperationspartner
    Das Kompetenzzentrum Industrielle Energieeffizienz unterstützt Partner aus der Wirtschaft:

    • Pressmetall Gunzenhausen
    • ZPF GmbH
    • ZF Gusstechnologie GmbH
    • Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie
    • Maschinenfabrik Niehoff GmbH & Co. KG
    • R. STAHL Schaltgeräte GmbH
    • u.a.

    Personen

    Prof. Dr. Wolfgang Schlüter

    Prof. Dr. Wolfgang Schlüter –

    Funktionen:

    • Professor Angewandte Ingenieurwissenschaften (AIW)
    • Bereichsleiter Technologie-Transferzentrum für den Mittelstand (TZM)

    Lehrgebiete:

    • Strömungssimulation
    • Prozesssimulation
    • Simulation ereignisdiskreter Systeme

    Angewandte Forschung und Entwicklung:

    • Simulation energietechnischer Prozesse, speziell in der Giessereitechnik
    • Prozessmonitoring und Smart Services für Giessereien
    • Numerische Strömungssimulation (CFD)
    • Strömungsmesstechnik

    Forschungsprojekte:

    • Energiecampus Nürnberg - ENCN - User Interface Design von Energiedaten in der energieintensiven Industrie
    • Technologie-Transferzentrum für den Mittelstand (TZM) Bereich „Computational Engineering”
    • Biomasseinstitut HS Ansbach - Arbeitsgebiet „Modellierung und Simulation”
    • Technologieverbund Green Factory Bavaria (Teilprojekt Smart Melting und E|MELT
    • CIPP - Centrum für innovative Produktentwicklung und Produktoptimierung - Teilprojekt „Strömungssimulation”
    • Forschungsverbund FORETA (Teilprojekt C Großwärmespeicher)
    • Forschungsverbund EnAqua - Energieversorgung für schwimmende Bauten

    Leitung der Kompetenzzentren:

    • KSTS - Kompetenzzentrum Strömungssimulation
    • KIEff - Kompetenzzentrum Industrielle Energieeffizienz

    Johannes Dettelbacher, M.Sc.

    Johannes Dettelbacher, M.Sc. –

    Funktonen:

    • Wissenschaftlicher Mitarbeiter Technologie-Transferzentrum für den Mittelstand (TZM) am Energiecampus Nürnberg