Flexibele productie voor verminderde energie-afhankelijkheid

Veel productiebedrijven investeren vandaag in eigen hernieuwbare energie. Zonnepanelen, windenergie en batterijen helpen om energiekosten te verlagen en minder afhankelijk te worden van het elektriciteitsnet. Toch blijft één vraag centraal: hoe benut je die energie optimaal wanneer het aanbod fluctueert?

Wij ontwikkelden een proof of concept waarbij een productieproces volledig kan draaien op zelf opgewekte energie. Door de productiesnelheid slim af te stemmen op de beschikbare energie, kunnen bedrijven hun eigen energie maximaal benutten en hun afhankelijkheid van het elektriciteitsnet sterk verminderen.

Van uitdaging naar opportuniteit

De beschikbaarheid van hernieuwbare energie is variabel. Zonnepanelen produceren alleen bij zonlicht, windenergie hangt af van de weersomstandigheden, en batterijen hebben een beperkte opslagcapaciteit.

Productieprocessen zijn vandaag nog ontworpen voor een stabiele energievoorziening. Machines draaien aan een vaste snelheid, ongeacht hoeveel energie er op dat moment beschikbaar is. Toch zit er in veel maakprocessen flexibiliteit. Wanneer machines hun snelheid kunnen aanpassen, ontstaat een belangrijke kans: de productie afstemmen op de energie die op dat moment beschikbaar is.

Twee algoritmes voor energie-gestuurde productie

Twee complementaire algoritmes maken het mogelijk om de beschikbare energie zo efficiënt mogelijk te benutten.

Productie afgestemd op beschikbare energie

We integreerden een realtime energy balancing algoritme dat de productiesnelheid aanpast aan de beschikbaarheid van energie uit bijvoorbeeld zonnepanelen, wind of een batterij.

Wanneer er veel hernieuwbare energie beschikbaar is, kan de productie sneller draaien. 
Wanneer het aanbod lager is, verlaagt het systeem automatisch de snelheid. Zo blijft de productie in balans met de beschikbare energie en wordt eigen energie maximaal benut.

Adaptief én efficiënt

Een variabele productiesnelheid betekent ook dat de energie-efficiëntie van machines belangrijk wordt. Niet elk bewegingsprofiel is immers even efficiënt. Daarom hanteren we ook een motion profile optimization algoritme (OptiM) om het optimale bewegingsprofiel bij verschillende snelheden te bepalen. Dit algoritme minimaliseert het energie-verbruik en houdt rekening met voorwaarden eigen aan het productieproces, zoals bijvoorbeeld synchrone beweging bij meerdere actuatoren.

In onze simulaties zagen we dat dit kan leiden tot een reductie van het energieverbruik tot 33%.

Volledige onafhankelijkheid van het net

Door beide algoritmes te combineren ontstaat een productieproces dat:

• de productiesnelheid afstemt op beschikbare hernieuwbare energie
• tegelijk via het meest efficiënte bewegingsprofiel produceert

Het resultaat is een productieproces dat de beschikbare energie zo efficiënt mogelijk benut. 

Simulatie met realistische industriële data: Onze proof of concept voerden we een simulatiestudie uit op basis van een cold forming machinery proces. We gebruikten historische data van zon- en windenergie in combinatie met een realistische industriële investering in deze hernieuwbare energiebronnen.  

In jouw productieomgeving

Wil je weten wat dit kan betekenen voor jouw productieomgeving? Dit onderzoek kadert in een breder Europees onderzoeksinitiatief waarin we strategieën ontwikkelen om flexibel energieverbruik te integreren in productieplanning.

Ons doel is bedrijven te helpen het flexibiliteitspotentieel van hun productieprocessen beter te benutten.

Contacteer ons en ontdek hoe we samen kunnen onderzoeken welke flexibiliteit in jouw proces mogelijk is.