Energiespeicher 18.000 Watt aus der mobilen Steckdose

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

instagrid One ist eine tragbare Steckdose, die kleinere, motorbetriebene Generatoren ersetzt.

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Das Stromsystem instagrid One: Das tragbare Batteriepaket für Profis liefert volle Leistung und findet seinen Einsatz nicht nur auf Baustellen. Mit der instagrid-Technologie und dem modularen Aufbau des Systems ist Strom in Netzqualität an jedem Ort verfügbar.
Das Stromsystem instagrid One: Das tragbare Batteriepaket für Profis liefert volle Leistung und findet seinen Einsatz nicht nur auf Baustellen. Mit der instagrid-Technologie und dem modularen Aufbau des Systems ist Strom in Netzqualität an jedem Ort verfügbar.
(Bild: instagrid)

Jeder, der schon einmal Baustellenluft geschnuppert hat, weiß, dass dort mit schweren Maschinen und verschiedenen Werkzeugen gearbeitet wird, die allesamt viel Strom benötigen. Häufig kommt der Strom aus Diesel- oder Benzingeneratoren, die meist schwer sind und eine erhebliche Menge von Abgasen und Geräuschen erzeugen. Im Vergleich zu den Fahrzeugen, sind die wenigen Baumaschinen für bis zu 15 bis 20 Prozent der Emissionen in den Städten verantwortlich, die Entwicklung einer nachhaltigen Generatoralternative lag nahe.

Emissionsfreie Alternative zu Motorgeneratoren

Die Vision von Sebastian Berning und Andreas Sedlmayr begann auf einer Baustelle. Die Gründer von instagrid haben jahrelange Erfahrungen in der Elektrowerkzeug-Industrie für die Baubranche. Berufsbedingt waren sie auf vielen Baustellen unterwegs. Bei ihren Kundenbesuchen zeigte es sich: Steckdosen waren häufig nur mit hohem Aufwand und Einbußen in der Sicherheit an den Ort des Geschehens zu bringen. Als mobile Lösung zur Stromversorgung werden auf Baustellen auch heute noch häufig Rahmengeneratoren eingesetzt. Ein Umstand, der keine umweltfreundliche und zeitgemäße Lösung darstellte. Und so entwickelte sich bei den beiden Ingenieuren die Idee, eine batteriebetriebene, emissionsfreie Alternative zur mobilen Stromversorgung zu entwickeln.

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Nach ersten Recherchen war klar, dass es bisher nichts Vergleichbares auf dem Markt gab, weshalb man den Sprung in die Gründung des eigenen Unternehmens gewagt hat. Das Ludwigsburger Unternehmen hat neben dem Hauptsitz in Schwaben auch einen Sitz in Helsinki. In Ludwigsburg werden die Technologie-Plattform und die darauf basierenden Produkte von der Idee bis zur Validierung entwickelt.

Eine Holzbox als Prototyp

Die erste Box war eine konstruierte und 3D-gedruckte Hülle, um das Design – das „look and feel“ zu testen. Das Gewicht kam durch den Sand aus dem heimischen Sandkasten. Der zweite, dann funktionale Prototyp, war eine Holzkiste und noch fernab von jedem Serienstand, doch funktionstüchtig. Für ihren Einsatz wurde die Holzbox quer durch Europa – von Ludwigsburg nach Göteborg – gefahren, um frühestmöglich wertvolles Feedback der Kunden zu sammeln. Das erweiterte Fazit aus diesem Test: Das tragbare Stromsystem sollte leicht, portabel, nicht zu sperrig sein und über genügend Leistung verfügen.

Tragbare Stromversorgung überall

Nicht nur auf Baustellen finden die Powerakku-Pakete von instagrid ihren Einsatz. Vielmehr auch überall dort, wo eine netzunabhängige Stromversorgung benötigt wird. Die Stromgenerotoren sind bestens für das Arbeiten im Freien, unter Tage, mit industriellen Anwendungen und vielen weiteren Bereichen geeignet.

Die instagrid-Stromversorgung wurde für den Einsatz bei Profis entwickelt. „Wir haben eine herkömmliche Netzsteckdose tragbar gemacht und das ohne Kompromisse in der Leistungsfähigkeit. Unsere Lösung ist zudem kompakt, einfach tragbar in einer Hand und liefert durch ihr robustes, wasserfestes Design auch unter extremen Bedingungen mobile Elektrizität“ erklärt Andreas Sedlmayr.

Nachhaltige Entwicklung und Vergleich zu Dieselgeneratoren

„Wir schauen in der kompletten Entwicklung auf Nachhaltigkeit“ so Sedlmayer. Hergestellt ist das instagrid Stromsystem (instagrid One) aus recyceltem Aluminium und Kunststoff. Mit seinen 19 kg, ist der instagrid One leicht, besitzt genug Akku-Leistung für einen ganzen Arbeitstag (2,1 kWh), ist wasserdicht und durch seine passive Kühlung geräuschlos.

Die Spitzenleistung von 18.000 W ermöglicht das Arbeiten mit schweren Geräten und Schweißen und hält selbst Temperaturen von –20 bis 45 °C stand. Die Hochleistungsbatterie kann an jeder Steckdose unter drei Stunden geladen werden. Gegenüber Dieselgeneratoren liefern die Stromversorgungssysteme von instagrid reine Netzleistung und müssen nicht überdimensioniert werden, um kurzfristig hohe Leistungen zu liefern. Neben der deutlich einfacheren Handhabung werden lokal keine Emissionen erzeugt.

instagrid One komplett in Solidworks konstruiert

„Wir haben alles durchgetestet was es an CAD gibt, Solidworks hat überzeugt“ freut sich Sedlmayr. Als die frühen Prototypen in die weitere Entwicklung gingen und mehr Ingenieure eingestellt wurden, kamen sie mit der bestehenden Lösung schnell an ihre Grenzen. „Es veränderten sich die Anforderungen von der Konstruktion einzelner Teile in die Konzeptionierung und Ausarbeitung von komplexen Baugruppen und den entsprechenden Fertigungsunterlagen und das dann auch mit einem entsprechenden Revisionsmanagement“, erzählt Andreas Sedlmayr weiter. „Wir mussten uns schnell um eine tragfähige Lösung bemühen. Ich habe über die Jahre schon mit fast allen CAD Programmen gearbeitet und mir gefiel Solisworks in der Bedienung und den meisten Funktionen am besten.“

Implementierung und Umsetzung der Lösungen

Kurz darauf folgte der Kontakt zur DPS Software. Dominik Wilfinger, Account Manager bei der DPS Software, betreut instagrid von Anfang an. Die Implementierung und Umsetzung der Lösungen erfolgte durch DPS. „Ich freue mich instagrid auf Seiten des CAD/PDM-Prozesses mit Solidworks unterstützen zu können und somit einen Mehrwert für das Unternehmen zu bieten.“ Andreas Sedlmayr schätzt dabei den Austausch auf Augenhöhe und den partnerschaftlichen Umgang: „DPS kümmert sich immer sofort um unsere Anliegen und sollten diese mal etwas komplexer sein, dann hilft DPS auch mit anderen Kunden in Kontakt zu kommen, die ähnliche Problemstellungen schon erfolgreich gelöst haben.“

Digital fertigungsgerechte Produkte entwerfen

instagrid benutzt Solidworks „um digital fertigungsgerechte Produkte zu entwerfen und unseren Lieferanten konsistente Daten zu liefern und die Anzahl der Iterationen so gering wie möglich zu halten. Dazu gehören auch viele nützliche Features wie Kollisionsüberprüfungen oder die Formschrägenanalyse.“ sagt Andreas Sedlmayr und schätzt auch die Integration in das bestehende eCAD und PLM. Solidworks CAD und PDM kann so „domänenübergreifend sehr gewinnbringend eingesetzt werden. Unsere Ingenieure sparen sich im Vergleich zu vorher viele Mühen und können so effizienter an den besten Lösungen für unsere Kunden arbeiten.“

Projekt saubere Luft – nachhaltige Stromversorgung auf den Baustellen

Die Luftverschmutzung in den Städten ist ein bekanntes Problem. Baustellen im Besonderen verursachen erhebliche Emissionen durch Materialien und Maschinen. Saubere und emissionsfreie Technologien sind deshalb wegweisend und werden dringend benötigt. Beachtet man das Potenzial, das sich bei Nutzung umweltfreundlicher Batterie-Generatoren gegenüber Kraftstoffbetriebener Generatoren zeigt, liegt dieses gerade in der erheblichen Reduzierung der Emissionen.

Mit dem vom EU-Life-Programm geförderten Projekt Cleaner Air, sollen umweltfreundliche Lösungen der Stromversorgung im Bauwesen und in der städtischen Umweltpflege getestet werden. Seit Herbst 2019 läuft der Pilotversuch von Geräten mit sauberer Stromversorgung in mehreren europäischen Standorten und geht noch bis 2022.

Reduzierung der Emissionen von tragbaren Maschinen

Ziel des Projektes ist die Reduzierung der Emissionen von tragbaren Maschinen in den Städten. In diesem Rahmen testet instagrid mit 20 verschiedenen Partnern aus acht europäischen Städten 100 mobile emissionsfreie Batterie-Stromversorgungssysteme, um mit Kraftstoff betriebene Ausrüstungen zu ersetzen. In dem Projekt wird die Stromversorgung kleiner elektrischer Maschinen (z. B. Rüttelplatten, Schleifmaschinen, Steinschneidemaschinen, Schweißgeräte, Abbruchhämmer, Scheinwerfer usw.) erprobt.

Die Herausforderung war, kleine tragbare Motoren (<19 kW), die überwiegend im Baugewerbe, im Garten- und Landschaftsbau gängig sind, durch eine umweltverträgliche Variante zu ersetzen. Erstere tragen durch niedrige Standards, Leerlauf und Überdimensionierung überproportional zu den Emissionen bei. Die Überdimensionierung ist zum Starten erforderlich, und Leerlauf tritt aufgrund von Unterbrechungen des Arbeitsablaufs, externen Bedingungen und Fahrlässigkeit auf.

Pilottests in acht europäischen Ländern

Der Umweltnutzen und die lokale Reduzierung von Emissionen stehen im Vordergrund. Der Ersatz von Brennstoffgeneratoren durch Batteriesysteme würden, so werden die zu erwartenden Ergebnisse zeigen, die Luftverschmutzung verringern und die Lebensqualität der Menschen verbessern. Im Sommer 2021 begannen die Pilottests in Kooperation mit 20 Partnern in insgesamt acht europäischen Ländern.

Neben diesem Projekt hat instagrid bereits 2020 sein Stromsystem in sieben Branchen getestet. „Die Tests waren für uns sehr spannend, obwohl wir seit den ersten Tagen von instagrid direkt mit Kunden getestet haben. Zuerst einmal stoßen wir immer auf starkes Interesse, weil das Konzept sofort schlüssig ist und unseren Kunden große Probleme löst. Auf der anderen Seite herrscht bis zum ersten Test auch häufig Skepsis, ob unsere kompakte Lösung die beworbene Leistung überhaupt liefern kann und wie lange die Energie reicht. Beides konnten wir eindrucksvoll beweisen.“ so Sedlmayr. Getestet wurden die Systeme auf dem Stuttgarter Markt, von einem Steinmetz, einer Tischlerei, einem Solarmodul-Unternehmen oder den Ludwigsburger Stadtwerken, um nur einige zu nennen.

Weiterentwicklung in der mobilen Stromversorgung

Das Stromversorgungssystem ist zur Markreife gebracht und der Vertrieb ist bereits gestartet. „Es zeigt sich aber schon jetzt, dass wir mit unserer Technologie noch weitere Produkte entwickeln können, die Menschen dazu befähigen ihre Arbeit effizienter und nachhaltiger zu bewältigen“ sagt Andreas Sedlmayr.

Im nächsten Schritt geht es darum, instagrid als Marke für mobile Energieversorgung zu etablieren. Weiter betont der Geschäftsführer „Gleichzeitig planen wir sowohl Produkte mit noch mehr Leistung und Energie für die Versorgung von ganzen Bereichen und die dazugehörigen dienstleistungsbasierenden Geschäftsmodelle zu entwickeln und anzubieten.“

Schon mehr als 20.000 Einheiten verkauft

Und was ist das persönliche Ziel von instagrid? Andreas Sedlmayr formuliert es mit den Worten: Wenn es heißt „Nimm deinen instagrid mit. Dann haben wir es geschafft.“

Entwicklungs- und Vertriebspartnerschaften mit namhaften Herstellern von Elektrowerkzeugen werden als weitere Absatzmöglichkeiten genutzt. So ist es instagrid gelungen schon mehr als 20.000 Einheiten zu verkaufen. Der Hauptfokus liegt hierbei auf professionellen Kunden, die für ihre Arbeit abhängig von temporärer Infrastruktur sind so zum Beispiel in den Bereichen Bauwesen, Veranstaltungen, Film- und Medienproduktion und behördliche/öffentliche Sicherheit.

EU-Gesetzgebung zur Nachhaltigkeit von Batterien

Und auch auf EU-Ebene tut sich hier einiges. So schlug im Dezember 2020 die Europäische Kommission eine neue EU-Gesetzgebung zur Nachhaltigkeit von Batterien vor. Die Entwicklung in eine nachhaltigere Batterienproduktion unterstützt dabei, die langfristige Strategie der EU zu erreichen – bis 2050 klimaneutral zu werden.

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