Energieeffizienz in der Werkstückhandhabung in Deutschland
BetreuerM.Sc. Michael Miller
AbteilungESA
Art der Arbeit:theoretisch
Studienrichtung:alle
Beschreibung der Arbeit

Die Steigerung der Energieeffizienz ist eines der zentralen Ziele der europäischen Energie- und Klimapolitik im Rahmen der 20/20/20-Ziele. Von großer Bedeutung zur Erreichung dieser Ziele ist der Industriesektor. In Deutschland sind etwa 22 % der CO2-Emissionen, 28 % des Endenergieverbrauchs sowie 39 % des Stromverbrauchs dem Industriesektor zuzuordnen.

Die Handhabung von Werkstücken ist Bestandteil zahlreicher industrieller Fertigungsprozesse. Beispielhaft sind die Anbringung von Frontschutzscheiben oder die Ausrichtung von Werkstücken für Bohr- oder Sägevorgänge zu nennen. Die Werkstückhandhabung lässt sich häufig mit unterschiedlichen Technologien realisieren. Hervorzuheben sind pneumatische, hydraulische und elektrische Systeme. Die effizienteste Alternative wird durch das Anforderungsprofil des jeweiligen Anwendungsfalls (langes Halten oder Einschieben eines Werkstücks etc.) bestimmt.

Ziel der Arbeit ist es für die Industrie in Deutschland den Energiebedarf für Werkstückhandhabungsprozesse zu ermitteln sowie das Einsparpotenzial durch Technologiesubstitution zu bestimmen (bspw. der Einsatz eines elektrischen Systems anstelle eines pneumatischen Systems).

Aufgabenstellung

Die Arbeit gliedert sich hierzu in die folgen Aufgabenteile:
  1. Ausarbeitung charakteristische Anwendungsfälle für die Werkstückhandhabung sowie deren Anforderungsprofil (Haltedauer, Geschwindigkeit etc.).

  2. Ermittlung des Energiebedarfs für diese Anwendungsfälle in Deutschland.

  3. Ermittlung geeigneter Kenngrößen zum Vergleich von Alternativen, wie zum Beispiel für eine Halteaufgabe [MJ/kg min]

  4. Gegenüberstellung der pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Systeme im Rahmen einer techno-ökonomischen Analyse (inkl. der Ermittlung spezifischer Verbräuche).

  5. Quantifizierung spezifischer Einsparpotenziale auf Basis möglicher Technologiewechsel (bspw. der Einsatz eines elektrischen Systems anstelle eines pneumatischen Systems) anhand der identifizierten Kenngrößen.

Beginn der Arbeit
ab sofort