Energiemanagement

Kraft aus dem Speicher

Effizientes Energiemanagement. Das Dambach-Smart-Energiemanagement ermöglicht eine signifikante Reduzierung der Spitzenströme aus dem Netz und damit deutliche Energieeinsparungen.

Shuttle mit Powercap: Die Shuttles werden während des Einsatzes nachgeladen, was im Normalfall jeweils nur rund sechs Sekunden dauert. (Foto: Dambach)

„Bereits seit mehr als fünf Jahren beschäftigt sich Dambach mit dem Einsatz von Speichertechnologien in Verbindung mit unterschiedlichsten Anwendungen in der Lagertechnik“, so Dirk Lorenz, Bereichsleitung Steuerung und Modernisierung bei Dambach Lagersysteme. Typische Vertreter dieser Entwicklung sind das Compact Shuttle (DCS) als Gerät, das Smart Energiemanagement (DSE) als Einrichtung auf einem Gerät und der Ecologic Drive Profiler (EDP) als Applikation. Das mit 400-Volt-Antriebstechnik ausgestattete DCS ist für den Transport der unterschiedlichsten Palettenformate konzipiert. Die Power-Cap-Energiespeicher ersetzen Kabel oder Batterien und leisten so die Energieversorgung der Shuttles für autarken Betrieb in Kanaltiefen bis zu 40 Meter. Dambach setzt abhängig von der Kanaltiefe drei Speichergrößen ein, so dass auch Power Caps für 15 und 22 Meter Fahrtiefe zur Verfügung stehen. Das DCS ist nahtlos in die Steuerung des Regalbediengeräts eingebunden. Bis zu drei DCS lassen sich zu einem RBG zuordnen. Die Platzvergabe im Kanal geschieht fest oder flexibel bis hin zu First-in-First-out bei durchgehenden Kanälen. Die Energiesparfunktion erlaubt Wartezeiten im Kanal von einer Stunde und mehr.

Dynamisches Nachladen in wenigen Sekunden
Wie Dirk Lorenz betont, beträgt die maximale Ladezeit der Shuttles nur zwölf Sekunden: „Wir laden während des laufenden Einsatzes dynamisch und damit immer nur so lange, dass das Shuttle die nächste Bewegung sicher durchführen kann.“ Generell sind die DCS für Einsätze in dem extrem breiten Temperaturspektrum von minus 30 bis plus 40 Grad Celsius geeignet.

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Dambach bietet seine RBG der Baureihen Mono, 18m und EKT mit Energiemanagement DSE (Dambach Smart Energiemanagement) an. Lorenz: „Die RBG sind in dieser Ausführung vollelektrische Hybriden: Nur 15 bis 20 Prozent der momentan geforderten Leistung wird dem klassischen Versorgungsnetz entnommen, der weitaus größere Rest kommt aus dem im RBG integrierten Hochleistungs-Energiespeicher.“ Bei Nutzung der vorhandenen Netzeinspeisung können die Regalbediengeräte in ihrer Leistung gesteigert werden. Die hierfür benötigte Zusatzenergie wird aus den Power Caps entnommen, die durch Energierückgewinnung beim Bremsen der Regalbediengeräte und Senken der Last geladen werden. Die zurückgewonnene Energie wird dann zusätzlich zur Energie aus dem Netz für die Antriebe eingesetzt.

Dirk Lorenz, Bereichsleitung Lager bei Dambach: seit fünf Jahren Speichertechnologie in der Erprobung. (Foto: Dambach)

Energieverbrauch um ein Drittel reduziert
Die Power Caps dienen auch als Energiereserve für kurzzeitige Leistungsspitzen, beispielsweise beim Beschleunigen und Heben. Können die Energiespeicher durch die Energie-Rückgewinnung nicht vollständig gefüllt werden, so sorgt das DSE für eine Nachladung aus dem Netz. Dabei werden Niedriglastzeiten der Anlage genutzt und Leistungsspitzen aus dem Netz vermieden. Bei einer Erweiterung bestehender automatischer Lagersystemer lassen sich Engpässe bei der Energieeinspeisung und Energieunterverteilung vermeiden, da DSE die Energieversorgung optimiert und den Investitions- und Installationsaufwand reduziert. DSE eignet sich aber auch besonders für Anwendungen an Standorten mit schwacher Energie-Infrastruktur oder Netzen, die nur für geringe Leistungsspitzen ausgelegt und störanfällig sind und bei denen eine Energieeinsparung durch Netzrückspeisung nicht möglich ist. Durch die intelligente Nachladung der Energiespeicher teils aus dem Netz und teils aus der Energierückgewinnung wird der aus dem Netz entnommene Spitzenstrom um den Faktor Fünf reduziert. Die zurückgewonnene Energie wird lokal wiederverwendet. Insgesamt wird der Energieverbrauch um ein Drittel gesenkt. Außerdem erzeugt der Einsatz von DSE keinerlei Rückwirkungen auf das Netz und kann daher in entsprechend geschützten Bereichen eingesetzt werden.

Bausteine sind wartungsfrei
Was die Folgekosten betrifft, etwa für Wartung und Instandhaltung, so sind die Bausteine des DSE „grundsätzlich wartungsfrei“, so Lorenz. Wie Lorenz betont, ist es sehr wichtig, dass bei Planungen von Neuanlagen das DSE von Dambach frühzeitig in die Planungsphase mit einbezogen werden. Wird DSE bei der Planung einer Anlage von vornherein berücksichtigt, können die Einsparungen in der Netzinfrastruktur die Mehrkosten des DSE zu einem großen Teil kompensieren, den Rest bringt die jährliche Energieeinsparung in Höhe von bis zu 40 Prozent.

Hinsichtlich des Einsatzspektrums ist das DSE keinesfalls auf Regalbediengeräte und Shuttles beschränkt: So ist seit kurzem ein Transferwagen in der Anlage eines kanadischen Unternehmens im Einsatz. Das Gerät wird berührungslos und induktiv mit Strom versorgt und ist auch im Tiefkühlbereich im Einsatz. Künftig könnten in Bereichen, in denen aus Sicherheitsgründen keine Schleifleitungen eingesetzt werden können, RGB auch mit berührungsloser Energieübertragung fahren. Diese bietet zwar einen nicht so hohen Wirkungsgrad, aber mit dem Einsatz des Energiespeichers lassen sich die benötigten Spitzen- und Kurzzeitleistungen erzeugen.

Das DSE bewährt sich derzeit erfolgreich in der weltweit ersten Installation in einem Hochregallager von Boehringer Ingelheim. Dort sind vier jeweils 32 Meter hohe RBG mit dem System ausgestattet. Die mit DSE erreichten Leistungswerte sind beachtlich: Die RBG fahren bis zu 3,5 Meter pro Sekunde schnell, heben mit einem Meter pro Sekunde und erreichen eine Fahrbeschleunigung von 1,2 Meter pro Quadratsekunde. Dies bei einer positiven Energiebilanz, denn die aus dem Netz benötigte Leistungsspitze sinkt auf ein Fünftel.

Den aktuellen Anforderungen anpassen
Die meisten Systeme der Intralogistik wurden und werden auch heute noch ausschließlich auf Spitzenleistung ausgelegt, so auch die von Dambach Lagersysteme hergestellten RBG. Dies führt dazu, dass diese Geräte unabhängig von der tatsächlich geforderten Transportleistung immer mit maximalen Fahrwerten unterwegs sind, die eigentlich nur zum Abdecken von Spitzen erforderlich sind. In der überwiegenden Zeit könnten die Geräte mit reduzierten Fahrwerten betrieben werden – ohne Nachteile für vorgelagerte oder nachgeschaltete Bereiche. Untersuchungen haben ergeben, dass der Energieverbrauch pro Transport bei einer Reduktion der Fahrwerte auf 50 Prozent der Maximalwerte um rund zehn Prozent sinkt.

Reinhard Irrgang/bw

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