Wir sind AC und DC

Michael Koch – Durch den Einsatz eines dynamischen Energiespeichers von der Michael Koch GmbH lassen sich bis zu 50 Prozent Energie sparen. Unter welchen Bedingungen – das erläutert Geschäftsführer Michael Koch im Interview. Darin erklärt er auch, warum E-Autos als Absatzbranche für ihn eher uninteressant sind oder warum der Firmenslogan missverständlich ist.

19. März 2019
Wir sind  AC und DC
Michael Koch. (Bild: Hajo Stotz)

Das Gespräch führte Hajo Stotz.

Herr Koch, rund zwei Drittel des industriellen Stromverbrauchs entfallen auf elektromotorisch angetriebene Maschinen und Anlagen. Doch die größten Energiesparoptimierungen werden bei Heizung/Klima, Druckluft und Beleuchtung erzielt. Warum ist es so schwierig, bei elektrischen Antrieben nennenswert Energie einzusparen?

Die Gründe sind vielfältig. Zum einen werden viele Elektromotoren im Dauerbetrieb eingesetzt, zum andern nimmt die hemmende Mechanik beim Bremsen häufig sehr viel Energie. Somit bleibt oft nur ein kleiner Teil von elektrischer Energie übrig, die eingefangen und wieder genutzt werden kann. Dann folgt auch gleich eine Amortisationsrechnung, bei der allerdings die in der Industrie üblichen eineinhalb bis zwei Jahre angesetzt werden, statt mit einer Zeit einer energetischen Investition zu rechnen, wie etwa bei einer Photovoltaikanlage. So geht viel elektrische Energie verloren, die man einsparen könnte.

Sie haben mit dem dynamischen Energiespeicher DES bereits vor Jahren eine Lösung auf den Markt gebracht, die die Energieeffizienz einer Anlage um bis zu 50 Prozent erhöhen kann. Wie?

Der Dynamische Energiespeicher DES arbeitet so, dass er den Spannungs- oder Energiehub aus dem Frequenzumrichter entnimmt, der beim Bremsen des Antriebs entsteht. Er speichert die Energie in einem Kondensator zwischen und gibt sie dem Frequenzumrichter zurück, wenn dieser wieder elektrische Energie benötigt, etwa beim nächsten Beschleunigungsvorgang. Wenn dies schnell hintereinander passiert, kommt einiges an Energie zusammen und man kann in manchen Fällen wirklich die Hälfte des elektrischen Stroms sparen.

Die »Schwester« des DES ist die Dynamische Energie Versorgung (DEV) – wo ist deren Einsatz sinnvoll?

Die DEV ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für elektrische Antriebe für kurze Zeiten. Überall da, wo in einer Maschine oder Anlage ein Antrieb bei Spannungseinbrüchen oder Netzausfällen zu Schäden führen kann, wird die DEV gezielt als USV eingesetzt. Es entfällt die komplette Absicherung der Maschine, die vergleichsweise sehr hohe Investitionen erfordert.

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Vita

Michael Koch: Nach dem Studium der Wirtschaftswissenschaften startete Michael Koch bei Grundig, wechselte dann zu SEW Eurodrive. 1996 machte er sich selbstständig und gründete dann vor 22 Jahren die Michael Koch GmbH. Seither hat sich das »Fabrikle«, wie sich das Unternehmen auch bezeichnet, zu einem Betrieb mit über 50 Mitarbeitern entwickelt, das jedes Jahr ein gesundes Wachstum erzielt. Besonderen Wert legt Koch auf Ausbildung und Förderung junger Menschen. Unter anderem sponsert die Koch GmbH verschiedene Sportvereine.

Als eingeschworener Fan elektrischer Energie fährt Michael Koch sehr zufrieden auch das passende Auto, einen Tesla Model S. Und wenn es der enge Zeitplan des verheirateten Familienvaters neben seinen zahlreichen Ehrenämtern zulässt, entspannt er sich auch mal bei einer Runde Golf. Auf der Hannover Messe finden Sie ihn in Halle 14 / J19.

www.bremsenergie.de

Ist eigentlich der Einsatz in mobilen Anwendungen, wie E-Autos oder Bau- und Landwirtschaft, für Ihre Lösungen auch interessant?

Im Prinzip ja. Allerdings sind uns die Anforderungen in der Elektromobilität zu eingeschränkt in Bezug auf Fahrzeug und Hersteller, was zu einer großen Abhängigkeit führen kann. In anderen Branchen ist das nicht so gegeben. Bei der Elektrifizierung von Baumaschinen oder in der Landwirtschaft ist der Einsatz unsere Geräte sehr wohl eine gute Option und auch schon gegeben.

Sind die DES und die DEV inzwischen vollkommen ausgereift oder gibt es da noch mögliche Verbesserungen?

Eine technische Entwicklung ist wohl niemals am Ende. Es gibt immer Verbesserungsmöglichkeiten im Detail und im Ganzen. Wir haben mittlerweile sehr viel Erfahrung und eine recht breite Kundenbasis. Die nächste Gerätegeneration wird dies widerspiegeln.

Können Sie uns mit ein, zwei Beispielen anschaulich machen, wo sich der Einsatz ausgezahlt hat?

In Getränkeabfüllmaschinen, bei denen die Sternenräder synchron zum Stillstand kommen müssen, in Textilmaschinen, bei denen bei Stromausfall keine Garne reißen dürfen, da kommt die DEV-Funktion bestens zur Geltung. Bei schnell laufenden Robotern mit größeren Massen kann mit der DES-Funktionalität die Energieeffizienz deutlich gesteigert werden, bei Schneidmaschinen wird die Anzahl der Schnitte pro Sekunde, also die Produktivität sehr deutlich gesteigert.

Warum lohnt der Einsatz nur unter speziellen Einsatzbedingungen, wie etwa kurzen Start-/Stopp-Zyklen?

Die USV-Funktionalität lohnt sich eigentlich immer. Da ist der Fall einer Versicherung gegen Spannungseinbrüche gegeben. Passiert dies dann, passiert nichts. Ohne DEV würde es mechanische Schäden und hohe Zeitverluste geben, die nie wieder aufgeholt werden können. Bei der DES- oder Effizienz steigernden Funktionalität sieht es etwas anders aus. Bei einer Bremsung eines Elektromotors kommt am Ende oft nur sehr wenig Energie im Frequenzumrichter an. Dies muss sehr häufig vorkommen, um eine zählbare Energiemenge zu erreichen. Dagegen wird die Investition in das aktive Energiemanagementsystem gerechnet. Um zu einer sinnvollen Amortisationszeit zu kommen, müssen sehr häufige und möglichst energiereiche Bremsungen stattfinden.

»Bei schnell laufenden Robotern kann unser Energiespeicher die Effizienz deutlich steigern.«

— Michael Koch, Michael Koch GmbH

Gibt es für die Lösungen auch Leistungsbegrenzungen nach oben oder unten?

Wir bieten Lösungen für Antriebe von Leistungen unter 1 bis weit über 100 Kilowatt an. Die technische Auslegung ist aber immer abhängig von der Anwendung und vor allem auch von den Erwartungen der Kunden, eher sogar noch von den Betreibern der Maschine oder Anlage. Es ist beispielsweise ein großer Unterschied, ob bei einer Spritzgießmaschine bei Stromausfall nur das Werkzeug geleert oder noch ein oder mehrmals Gutteile produziert werden sollen.

Eignen sich die Lösungen eigentlich auch zum Nachrüsten oder müssen sie vom Start der Maschinenkonzeptphase an konstruktiv berücksichtigt werden?

Unsere Geräte sind sehr einfach an bestehende Frequenzumrichter-Systeme anzuschließen. Sie folgen dem Plug-and-play-Prinzip, sind also auch sehr einfach in Betrieb zu nehmen. Oder kurz: Sie eignen sich sehr gut für das Nachrüsten. Bedingung ist dabei natürlich eine auf die Anwendung passende technische Auslegung.

Sie fokussieren sich ja laut Slogan »Managing DC Energy« auf den Gleichstrom-Antrieb – warum? Wären entsprechende Lösungen im AC-Markt nicht auch interessant?

Oh, vielen Dank für die Frage! Da ist unser Slogan »Managing DC Energy« offenbar leider missverständlich. Da müssen wir wohl etwas ändern, denn: Unsere Geräte werden zwar immer an dem Gleichstrom-Zwischenkreis eines Frequenzumrichters angeschlossen, sie arbeiten also immer mit Gleichstrom. Allerdings ist das Antriebssystem immer ein AC-Antriebssystem mit einer oder auch mit mehreren Achsen, sofern diese über einen Zwischenkreisverbund angeschlossen sind. Wir sind also immer im AC-Markt unterwegs.

Sehen Sie die aufkommende Gleichstromversorgungs-Diskussion in der Industrie als eine Wachstumschance?

Ja, auf jeden Fall! Unsere aktiven Energiemanagementsysteme, die ja über 100 Kilowatt Leistung und mehrere Megajoule Energie bringen können, sind ebenfalls ohne Weiteres als Puffereinheiten für Gleichstromnetze einsetzbar. Diese größeren Einheiten nennen wir KTS, das sind Schaltschränke gefüllt mit Elektronik und Speichereinheiten und wie die kleinen Einzelgeräte per Plug-and-play nutzbar. Einfacher geht es nicht!

Somit können Lastspitzen deutlich reduziert werden, umgekehrt kann über die KTS auch sicher Bremsenergie aufgenommen und dem Gleichstromnetz, also dem Gesamtsystem, wieder zur Verfügung gestellt werden. Sollten sich Gleichstromnetze in der Industrie etablieren, wären wir von Beginn an, ja sofort bereit, derartige Puffereinheiten in Serie zu liefern.

Gestartet sind Sie ja 1997 mit elektrischen Bremswiderständen. Welchen Anteil hat die Produktgruppe heute noch am Umsatz, und was ist der große Vorteil des Widerstands aus Ihrem Haus?

Die sicheren Bremswiderstände aus dem Fabrikle sind unser »Brot und Buttergeschäft«. Sie machen weiterhin einen Großteil unseres Umsatzes aus und finden ihre Abnehmer in der ganzen Welt. Vorteile unserer sicheren Bremswiderstände sind ihr sicheres Verhalten im Überlastfall, die elektrische und mechanische Flexibilität aufgrund der Modularisierung und ihre schnelle und sichere Verfügbarkeit wegen sehr kurzer Lieferzeiten.

Unsere kleineren Baugrößen werden in Frequenz- und Servoumrichtern integriert, größere Einheiten bauen wir auch gerne kunden- oder applikationsspezifisch auf, in gewünschter Schutzart, Gehäuse, individuellen Kabellängen, Stecker – je nachdem, was eben gebraucht wird.

2016 erhielt Ihr Unternehmen den »Großen Preis des Mittelstandes«, und auch dieses Jahr sind Sie wieder dafür nominiert. In welchen Kriterien muss ein Unternehmen denn besonders herausragen, um nominiert oder ausgezeichnet zu werden?

Ja, 2016 erhielten wir den Premier, das ist der Große Preis des Mittelstandes auf Bundesebene. Da sind wir sehr stolz darauf, wie Sie sich vorstellen können. Auf Landesebene wurden wir mit dem Großen Preis schon 2007 ausgezeichnet. Das Besondere an dem durch eine Stiftung organisierten und finanzierten Wettbewerb ist, dass ein Unternehmen die jeweilige Preiskategorie nur einmal gewinnen kann. Kriterien sind 1. die Gesamtentwicklung des Unternehmens, 2. die Schaffung beziehungsweise die Sicherung von Arbeits- und Ausbildungsplätzen, 3. Modernisierung und Innovation, 4. das Engagement in der Region sowie 5. das Kriterienbündel »Service und Kundennähe, Marketing«. In all diesen Bereichen sind wir in Relation zu unserer Unternehmensgröße sehr aktiv. Vielleicht haben wir in diesem Jahr eine Chance auf einen Sonderpreis.

Erschienen in Ausgabe: 02/2019