Energieeffizienz im Focus der Intralogistik

Entsprechend diesem Grundprinzip funktioniert heute jeder Personenaufzug: Gegengewichte sorgen hier für eine hohe Energieeffizienz. Umso erstaunlicher ist es, dass Gegengewichte nicht überall dort eingesetzt werden, wo Lasten gehoben und gesenkt werden. Viele der am Markt angebotenen Regalbediengeräte verzichten noch völlig auf diese Möglichkeit. Daifuku rüstet seine Geräte schon seit vielen Jahren standardmäßig mit Gegengewichten aus – und senkt damit den Stromverbrauch. Diese Art der Konstruktion ist ein kleiner Teil der "Basic Environmental Policy", mit der Daifuku den verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen schon im Jahre 1999 als konkretes Unternehmensziel festgeschrieben hat.

Damit waren die Intralogistik-Spezialisten ihrer Zeit um rund zehn Jahre voraus. Denn in der Branche setzt sich der schonende Umgang mit Energie erst jetzt auf breiter Front durch. Einen zusätzlichen Schub erfährt diese Entwicklung durch aktuelle Entscheidungen und Beschlüsse der Politik. So fordert der energiepolitische Aktionsplan der Europäischen Union das Reduzieren des CO²-Ausstoßes bis zum Jahr 2020 um 30 Prozent – bezogen auf das Niveau von 1990. Als wesentliche Maßnahme zur Umsetzung dieses Zieles wurde die Steigerung der Energieeffizienz um 20 Prozent festgeschrieben.

Bewertung fällt schwer
Konkretisiert wurden die EU-Vorgaben durch die Richtlinie 2005/32/EG des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 6. Juli 2005 – auch bekannt unter den Begriffen Ökodesign – oder EuP-Richtlinie. Sie beschäftigt sich vor allem mit der umweltgerechten Gestaltung energiebetriebener Produkte und wurde am 7. März 2008 unter dem sperrigen Namen "Energiebetriebene-Produkte-Gesetz" in Deutschland in nationales Recht umgesetzt. Erste konkrete Folge ist bspw. die Verbannung der Glühbirnen aus dem Handel. Anders als bei Leuchtmitteln fällt das Bewerten der Energieeffizienz von Material-Handling-Equipment und -Systemen jedoch schwer. "Hier müssen die Voraussetzungen für eine objektive Vergleichbarkeit geschaffen werden", fordert Werner Gubesch, Leiter Engineering von Daifuku Europe in Mönchengladbach. Kurzfristig wird sich dieser Wunsch nicht erfüllen lassen – dazu sind die einzelnen Lösungen zu umfangreich.

Reduzierte Gewichte
Unabhängig davon stellen die Hersteller schon jetzt eine steigende Nachfrage nach energieeffizienten Material-Handling-Lösungen fest. Gubesch ist überzeugt, dass dieser Trend in den nächsten Jahren weiter anhalten wird. Dies sei "zum einen auf die steigenden Kosten für Energie und zum anderen auf die politischen Einflüsse" zurückzuführen. "Schon heute geben bei Investitionen nicht mehr ausschließlich die Leistungskriterien wie Durchsatz oder Dynamik den Ausschlag", beobachtet sein Kollege Thomas Balluff, Director Factory Automation & Distribution Automation (FA & DA) bei Daifuku Europe Ltd., und stellt darüber hinaus fest: "Der Energieverbrauch der Systeme wird im Rahmen von Ausschreibungen immer wichtiger." Der Energieverbrauch hängt ganz wesentlich von den zu bewegenden Massen ab.

In den vergangenen Jahren hat Daifuku deshalb das Eigengewicht von Regalbediengeräten drastisch reduziert. Dadurch konnte bei gleichen oder besseren dynamischen Werten die Antriebsleistung der eingesetzten Motore und damit der Energieverbrauch minimiert werden. Ein konkretes Beispiel liefern die Paletten-Regalbediengeräte der H-Klasse, die bis zu einer Gerätehöhe von 40 Metern gebaut werden – hier wurden 25 Prozent der Masse eingespart. Erreicht wurde dies unter anderem durch ein vollkommen überarbeitetes Mastdesign. Diese Lösung besteht aus einer Kombination von Gittermast und Stahlrohrprofilen. Ergänzt werden diese konstruktiven Maßnahmen durch ausgeklügelte Steuerungskonzepte, die zum Beispiel den Mastschwingungen beim Beschleunigen und Verzögern aktiv entgegenwirken.

Jederzeit nachrüsten
Bezüglich einer kompakten und leichten Bauweise setzen auch die hochdynamischen AKL-Geräte der neuen Generation für DUOSYS-Applikationen mit einem Gerätegewicht unter 350 Kilogramm Maßstäbe. Bis zu 1.100 Doppelspiele pro Stunde sind das beeindruckende Ergebnis dieses Systems. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des DUOSYS-Konzeptes ist die Skalierbarkeit des Systems. Es besteht die grundsätzliche Möglichkeit, die Gassen zunächst nur mit einem Regalbediengerät zu betreiben. Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die erwarteten und prognostizierten Zuwachsraten Realität werden, können die Gassen mit weiteren Geräten nachgerüstet werden. Diese Flexibilität bleibt auch nach der Nachrüstung erhalten: So kann in Schwachlastphasen – je nach Auslastungsgrad – eines der beiden AKL-Geräte innerhalb einer Gasse automatisch in seiner Dynamik reduziert oder sogar stillgelegt werden. Bei Bedarf kann die Maschine jederzeit wieder automatisch zugeschaltet werden. "Diese Skalierbarkeit von logistischen Systemen und Anlagen wird an Bedeutung gewinnen", ist Material-Handling-Experte Gubesch überzeugt. Solche Systeme ermöglichen eine schrittweise Anpassung an zukünftig zu erwartende Leistungsanforderungen. So ist es nicht mehr erforderlich, eine Logistikanlage in Erwartung künftiger Steigerungen mit zu großen Kapazitäten auszustatten. Dadurch lassen sich die Investitionen auf einen längeren Zeitraum verteilen und die Energieeffizienz signifikant erhöhen. Denn die Anlage wächst in kleinen Schritten mit und verfügt immer über die optimale Größe.

Strom statt Wärme
Ein bewährtes Beispiel dafür sind die so genannten Sorting Transfer Vehicle – kurz STV-Kreisläufe – in den Vorzonen von Hochregallagern. Dort haben die so genannten "STV-Loops" sich als Alternative zu konventionellen Fördererstrecken etabliert. Anders als bei statischen Systemen mit fest installierten und ständig betriebenen Förderkomponenten sorgt ein STV-Loop mit seinen hochdynamischen Shuttlefahrzeugen für eine wesentlich flexiblere und effizientere Anlagennutzung. Bereits in der Planungsphase dieser STV-Vorzonen werden die ggf. zukünftigen Leistungsanforderungen der Anlage konzeptionell berücksichtigt, d. h. die spätere Ergänzung weiterer Fahrzeuge zur Leistungserhöhung ist deutlich einfacher und kostengünstiger zu realisieren als mit konventioneller Fördertechnik.

Einen weiteren Ansatzpunkt zum Sparen bietet die Energierückgewinnung. Daifuku Regalbediengeräte verfügen schon seit Jahren über Antriebssysteme, mit denen die beim Bremsen entstehende kinetische Energie in Strom umgewandelt und zurückgespeist wird. "Diese Technik ist mittlerweile weit fortgeschritten und ausgereift", betont Thomas Balluff und ergänzt: "Negative Netzrückwirkungen, die außerhalb der zulässigen Grenzwerte der EMC-Normen liegen, werden sicher ausgeschlossen." Der Einsatz lohnt sich: Je nach Masse und Dynamik können durch die Energierückspeiseeinheiten Einsparungen zwischen zehn und 25 Prozent erzielt werden. Einsparpotenziale sieht Energieexperte Gubesch schließlich auch in der bedarfsorientierten Steuerung von Material-Handling-Lösungen: "Die Systeme müssen sich schnell umstellen können – gefordert ist eine hohe Dynamik in Spitzenzeiten und eine geringe Dynamik im Normalbetrieb."

Hier liefert Duosys ein Beispiel. Die Leichtgewichte können dank ihrer modernen Steuerung die Gerätedynamik selektiv reduzieren oder erhöhen. Durch leistungsabhängige Sollwertvorgaben wird die Stromaufnahme der Antriebsaggregate wesentlich optimiert. Das Ergebnis dieser und weiterer Maßnahmen ist eine Leistungsaufnahme von rund 30 kVA. Dieser Wert gilt wohlgemerkt für eine einzelne Duosys-Gasse mit vier AKL-Geräten, die auf zwei Ebenen einer Gasse verteilt sind. Das sind etwa 30 Prozent weniger als bei einem konventionellen AKL. Für das "Retrofitting" bestehender Anlagen gehören moderne Steuerungssysteme zu den wichtigsten Komponenten auf dem Weg zu mehr Energieeffizienz. Denn die intelligente Software kann vergleichsweise einfach und individuell nachgerüstet werden. Das Modernisierungsgeschäft bietet hier also weit reichende Chancen – für Betreiber, Anlagenbauer und die Umwelt.

Quelle: MyLogistics