„Technischer Fortschritt und politische Rahmenbedingungen formen die Anforderungen des Marktes um und eröffnen den Unternehmen neue Perspektiven" - darum hat sich das Driescher Energie-Forum neu aufgestellt und geht über eine Hausmesse hinaus. Mehr über den Schaltanlagenhersteller Driescher hier auf dessen Website.
Forschung für die Zukunft der Batterie-Sicherungen
Batterieanlagen und Gleichstrom-Versorgung werden immer wichtiger, eine neue Norm für die dazu passenden Sicherungen steht kurz vor der Veröffentlichung. SIBA arbeitet aber schon jetzt mit der TU Dresden daran, dass Sicherungen für diese Anwendungen noch mehr leisten können als der Standard fordert.
Die Teams von SIBA und der Professur für Hochspannungs- und Hochstromtechnik der TU Dresden stecken aktuell zwar noch mitten in ihrem gemeinsamen Forschungsprojekt „Entwicklung eines Ganzbereichs-Sicherungseinsatzes mit erhöhter Zuverlässigkeit für den Einsatz im Energieversorgungsnetz der Zukunft“. Dennoch haben sie schon jetzt wichtige Erkenntnisse gewonnen, wie Diplomingenieur Lukas Büttner berichtet, der das Projekt bei der TU inhaltlich leitet und mit seinem Team die ersten Muster-Schmelzleiter bereits untersuchen konnte. Das Augenmerk lag dabei auf der Lötstelle, die bei den NH-Schmelzleitern der Batteriesicherungen fürs Abschalten bei Überlast zuständig ist. „Es hat sich gezeigt, dass das Schaltverhalten von mehr Faktoren beeinflusst wird als einzig von der Temperatur am Lot. Anders als bisher angenommen spielt in diesem Bereich zum Beispiel die Geometrie des Schmelzleiters eine entscheidende Rolle für die Zuverlässigkeit.“
an der Lötstelle, die für das Abschalten bei Überlast zuständig ist.
Wer also wie SIBA Sicherungen bauen will, die etwa in Energiespeicheranlagen nicht schon nach fünf Jahren vorzeitig abschalten, weil sie wegen der hohen Belastungen zu schnell altern, der hat nun einen weiteren interessanten Anhaltspunkt für die Konstruktion. Genau das, nämlich relevante Forschung für die Praxis zu machen, ist das Ziel des Kooperationsprojekts, für das sich SIBA und die TU Dresden eine Förderung aus dem ZIM, dem „Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand“ des Bundeswirtschaftsministeriums sichern konnten. Im ZIM finanziert der Staat mit, dass deutsche KMU im internationalen Wettbewerb vorn bleiben. „Der Förderbescheid kam im Juni 2020 und gleich danach haben wir unser Projekt auch gestartet“, berichtet Dr. Jens Weber, Leiter Entwicklung bei SIBA, wie es losging. Zwar konnten sich die beiden Teams im Sommer nur einmal real treffen, haben aber seitdem alle ein bis drei Wochen Videocall-Kontakt. „Wir tauschen uns also rege aus“, sagt Weber, „und sind daher auch gut im Zeitplan“. Der ist auf 20 Monate ausgelegt, von dem aktuell, Anfang April, knapp die Hälfte geschafft ist. Mit den jetzt schon gewonnenen Erkenntnissen, da sind sich beide Partner sicher, geht es optimal in die Langzeitversuche. Dazu hat SIBA den TU-Forschern erst kürzlich neue Schmelzleiter-Muster geliefert. „Wir schauen uns nun an, wie sich die Lötstelle unter hoher und anhaltender Belastung verhält“, sagt Büttner. Dabei profitieren die Forscher von den Kompetenzen am Lehrstuhl. Denn, so Gruppenleiter Dr.-Ing. Christian Hildmann, „neben dem Know-how unserer Gruppe ,Elektrische Kontakte und Verbindungen‘ verfügt die Professur auch über viel Forschungserfahrung beim Wärmefluss in elektrischen Komponenten.“ Mit Wärmenetzmethoden und metallurgischen Untersuchungen prüfen die Forscher in der zweiten Hälfte des Vorhabens, wie sich das Lotmaterial und der Schmelzleiter unter langer Belastung zueinander verhalten. SIBA kann dann seinerseits mit seinem Know-how die Überlastengstelle produktionstechnisch optimieren.
gehen, wird im Projekt mit der TU Dresden genau untersucht, welche
Parameter auf sie einwirken.
Theoretisch könnten aus solchen Projekten sogar Patente werden, aber das sei hier nicht zu erwarten, sagt Hildmann. Zwar habe man schon neue Zusammenhänge entdeckt, aber „wir sehen eben auch, dass die Parameter fast für jeden einzelnen Anwendungsfall sehr unterschiedlich sind.“ Immerhin aber zeichnet sich eine in der Praxis sehr brauchbare Methodik ab, mit der man Sicherungen für Energieanlagen und ähnliche Einsatzziele schneller und effizienter auf ihre spezifischen Leistungsdaten hin konstruieren kann. „Das ist es, was wir brauchen und was uns Wettbewerbsvorteile bringen kann“, sagt SIBA-Entwicklungschef Weber. Denn für die immer weiter steigenden Anforderungen im Bereich der Energiespeicherung oder der kommenden Gleichstromversorgung in Fabriken brauchen die Anwender Sicherungen, die lange halten und trotzdem genau dann abschalten, wenn es nötig ist. Die neue Norm für Batteriesicherungen (DIN EN 60269-7 VDE 0636-7), deren Endfassung bald veröffentlicht wird, führt unter anderem eine eigene Betriebsklasse ein – gBat genannt. Künftige gBat-Sicherungen von SIBA werden dank der Kooperation mit der Wissenschaft schon mehr leisten als die Norm verlangt.
