Innovatives Energiekonzept vom Lagertechnik-Spezialisten SIVAplan Mit neuartigen Entwicklungen spart SIVAplan aus der Nähe von Bonn bei zukünftigen Projekten mehr Energie und schont Material und Technik. Die Zauberworte hierbei heißen "Lastabhängige Dynamik" - kurz "LADY".
Dass Autos und Zuchtrinder schlimme Umweltverpester sind, ist allgemein bekannt. Doch das auch Lagerhäuser die Umwelt durch ihren Energieverbrauch belasten, das ist wohl nur den Betreiber bewusst, die die Kosten hierfür decken müssen. Hier kommt neben dem Umweltaspekt auch der wirtschaftliche Faktor ins Spiel. SIVAplan, Marktführer in den Bereichen Hochregallagerbau und Logistiksysteme, hat sich dieses Themas schon vor einiger Zeit angenommen. Auf der InterCool 2010 stellte SIVAplan mit seinem Konzept LADY einige zukunftsweisende Innovationen vor. Diese sollen laut SIVAplan sowohl die Betreiber als auch die Umwelt schonen und wertvolle Ressourcen sparen.
Das Problem
In vollautomatischen Lagern wird die Ware durch Regalbediengeräte (RBG) und Kanalfahrzeuge an ihrem Bestimmungsort abgelegt. Je nach Gewicht der Artikel zeigen die RBG für den Transport einen beachtlichen Energieverbrauch. Dieser steigt zusätzlich, wenn mehrere RGB parallel mit hoher Geschwindigkeit arbeiten. Durch das schnelle Anfahren und Abbremsen ist auch der Materialverschleiß an den Fahrzeugen überproportional hoch. Hier gibt es laut SIVAplan sowohl bei den Komponenten als auch bei der Software verschiedene Faktoren, die durch LADY optimiert werden können.
Die Optimierungsansätze
SIVAplan nennt mit LADY hier ganz konkrete Punkte, beispielsweise die Antriebsdimensionierung, die Optimierung der Fahrzeiten und der Leistung der RBG, die Möglichkeit der Rückgewinnung der Bremsenergie und die Senkung der Strombereitstellungskosten. "Schon immer stand die Effizienzoptimierung bei allen SIVAplan-Projekten im Vordergrund", erklärt Dipl.-Ingenieur Peer Vespermann, Vertriebsleiter von SIVAplan. "Doch mit dem Konzept von LADY kombinieren wir die vielen einzelne Maßnahmen zu einem großen Konzept. Hierzu ist eine ausgefeilte Softwarearchitektur nötig, die uns in der Vergangenheit so noch nicht zur Verfügung stand", so Peer Vespermann weiter. Dank der Anstrengungen der Ingenieure von SIAVAplan kann LADY nun bei neuen Hochregal-Projekten von Anfang an fest in die Planung integriert werden.
1. Punkt: Die Optimierung des Antriebs
Ein entscheidender Punkt bei der Konzeption eines Lagers: die Auslegung und die Art des Antriebes. Denn die Devise "viel hilft viel" ist hier fehl am Platz. Überdimensionierte Antriebe haben nach eingehender Untersuchung von SIVAplan mehr negative als positive Eigenschaften: Sie kosten unnötig viel Energie, bringen dafür aber keinerlei Leistungsgewinn und verursachen auch nach ihrer teuren Anschaffung weitere Kosten. Eine optimale Anpassung gemäß den geplanten Einsatzbereichen kann hier auf lange Sicht sowohl Energie als auch Kapital einsparen.
2. Punkt: Die Fahrzeitoptimierung der Regalbediengeräte
In der Regel fahren RBG mit voller Leistung, unabhängig davon, wie viele Aus- und Einlagerungen aktuell beim Materialflussrechner anstehen. Hier greift die ausgeklügelte Software von LADY. Denn anstatt bei Hub- und Fahrbewegungen mit konstanter Geschwindigkeit zu arbeiten, wird diese variabel gesteuert, sodass der Energieverbrauch möglichst gering ist.
Hierfür ermittelt der Rechner vor jeder Fahrt die x- und y-Koordinaten, an denen die Ware im Lager abgestellt werden soll. Beim Tramsport sorgt die Software dann dafür, dass Fahr- und Hubwerk die Koordinaten gleichzeitig erreichen. Dies hat verschiedene Vorteile: Das dynamische Fahrverhalten des RBG wird wesentlich verbessert, der mechanische und elektrische Verschleiß der Anlage wird minimiert und der Energiebedarf für den Warentransport wird merklich reduziert.
3. Punkt: Die Leistungsanpassung der Regalbediengeräte
Auch hier setzt LADY bei der Koordination der Regalbediengeräte an. Nach Erkenntnis der Ingenieure von SIVAplan ist die Anzahl der Ein- und Auslagerungen in Hochregallagern nicht konstant über den Tag verteilt. In der Regel gibt es Spitzen, in denen besonders viele Fahrten absolviert werden und ruhige Zeiträume, in denen die RBG nur wenige Aufträge abarbeiten müssen.
LADY optimiert diesen Prozess, indem es die Leistung der Regalbediengeräte an die jeweils benötigte Anlagenleistung anpasst. Dazu ermittelt der Materialflussrechner die Anzahl der Ein- und Auslagerungen, die in einem bestimmten Zeitfenster anstehen. Für diese berechnet LADY eine prozentuale Sollleistung in Bezug zur benötigten Maximalleistung und übermittelt dies an die Steuerung der Regalbediengeräte. Die Sollleistung wird hierbei wie folgt berechnet: Wenn aktive Auslagerungen anstehen, beträgt die Sollleistung 100 %, da auf Ware gewartet wird. Wenn keine aktiven Auslagerungen anstehen, beträgt die Sollleistung - abhängig von der Anzahl der noch auszuführenden Einlagerungen - zwischen 50 und 100 %. Nicht benötigte Antriebe werden dann konsequent abgeschaltet. Die Sollleistung reguliert Beschleunigung, Verzögerung und Endgeschwindigkeit aller Bediengeräte, was die Vorteile der Fahrzeitenregulierung aus Punkt 2 noch einmal verstärkt.
4. Punkt: Rückspeisung der Bremsenergie
Bei Erreichen der vorgegebenen Koordinaten werden die Regalbediengeräte abgebremst, um die Ware sauber am vorgegebenen Ort absetzen zu können. Die Bremsenergie wurde dabei bisher ungenutzt als Wärmeenergie an den Raum abgegeben und musste in Niedrigtemperaturbereichen wieder mit teuerer Kühlleistung neutralisiert werden. Ein Umstand, der die Ingenieure von SIVAplan schon lange störte und auch ein großes Thema auf der InterCool 2010 sein wird.
Nun bietet SIVAplan durch die Installation von Rückspeisemodulen die Möglichkeit, die Bremsenergie wieder in elektrische Energie umzuwandeln. Diese kann in das Stromnetz eingespeist oder anderen Antrieben zur Verfügung gestellt werden. Um möglichst viel Bremsenergie nutzen zu können, wird durch LADY die Dynamik der Fahr- und Hubwerksachen optimal aufeinander abgestimmt. Diese Technik des Interpolierenden Fahrens ist heute so ausgreift, dass bei höchster Energieeffizienz und Materialschonung die Durchsatzleistung der Regalbediengeräte uneingeschränkt erhalten bleibt.
5. Punkt: Senkung der Strom Bereitstellungskosten (E-Max)
Ein weiterer Punkt, an dem das von SIVAplan entwickelte Konzept LADY greift:
Stromversorger erheben hohe Gebühren für Lastspitzen, die über den üblichen Grundbedarf hinausgehen (Stichwort: Leistungsbereitstellungspreis). Durch ein intelligentes Energiemanagement lassen sich solche Lastspitzen vermeiden oder zumindest glätten. Die Ingenieure von SIVAplan denken hier vor allem an die vielen Betreiber größerer Logistikzentren, die Mittelspannungskunden sind und über einen eigenen Transformator verfügen, der ebenfalls für die maximale Anschlussleistung dimensioniert sein muss.
Der Lösungsansatz von LADY: Gerade beim ersten Anfahren brauchen Regalbediengeräte besonders viel Energie, werden mehrere Geräte gleichzeitig gestartet, kann es zu Verbrauchsspitzen kommen. Durch das ausgeklügelte Konzept von SIVAplan erfolgt der Start der RBG zeitversetzt, so dass der übersteigerte Verbrauch vermieden wird. Darüber hinaus überwachen der Materialflussrechner und die LADY den Stromverbrauch der gesamten Anlage permanent und gleichen diesen mit einem definierten Sollwert ab. Bei Überschreitung dieses Wertes wird die Leistung der Geräte durch LADY kurzfristig minimiert.
Auch die Optimierung wird weiter verbessert
"Unser Konzept LADY ist schon ein Schritt in die richtige Richtung. In Zeiten knapper Ressourcen und teurer Rohstoffe muss viel mehr Wert auf diesen Bereich gelegt werden", betont Peer Vespermann. "Auch wir bei SIVAplan suchen weiterhin nach Möglichkeiten, die Lastenabhängige Dynamik weiter zu optimieren und unseren Kunden noch effizientere Technik zur Verfügung zu stellen. Wir freuen uns aber darauf, LADY auf der InterCool 2010 einem breitern Publikum vorstellen zu können", so der Ingenieur von SIVAplan weiter.
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