Offensichtliche Veränderungen des Klimas, steigende Energiepreise und immer strengere Auflagen haben die Energieeffizienz in letzter Zeit zu einem zentralen Thema der Intralogistik gemacht. TGW Mechanics entwickelt und konstruiert ihre Förder- und Lagersysteme bereits seit Jahren unter dem Blickwinkel der mechatronischen Optimierung. In Bezug auf die Energieeffizienz kann dabei ein großes Potenzial ausgeschöpft werden.
Eine Reduktion des Energieverbrauchs im Betrieb automatischer Intralogistiksysteme bedeutet niedrigere Betriebskosten, raschere Amortisierung und ist nicht zuletzt ein Beitrag zum Umweltschutz. Für den Betreiber einer Intralogistikanlage stellt sich aber oft die Frage, wo anzusetzen ist, um das größte Potenzial zu nutzen. Laut den SAVE-Berichten der EU liegt bei elektromotorisch angetriebenen Systemen das größte Einsparungspotenzial mit 60 % in der mechanischen Systemoptimierung. Nicht zuletzt deshalb legt TGW Mechanics seit Jahren bei der Entwicklung ihres Gerätebaukasten auch auf eine Optimierung der Energieeffizienz großen Wert.
Gewichts- und leistungsoptimierte Geräte
Das größte Einsparungspotenzial liegt in der optimalen Auslegung des Systems in Bezug auf die jeweiligen Anforderungen. Deshalb sind die Geräte der TGW Mechanics Fördertechnik jeweils für eine klar definierte Gewichtsklasse des Förderguts optimiert.
- Behälter- und Kartonfördertechnik: bis 50 kg
- Tablarfördertechnik: bis 300 kg
- Combifördertechnik: bis 500 kg
- Palettenfördertechnik: bis 1500 kg
Innerhalb dieser noch recht groben Einteilung ist ein weiterer wesentlicher Ansatzpunkt die projektspezifische Auswahl der passenden Antriebsgrößen. Würde in jeder Gewichtsklasse nur ein Universalantrieb zum Einsatz kommen, so müsste dieser auf die Maximalleistungen ausgelegt werden und wäre dadurch in den meisten Einsatzfällen überdimensioniert. Deshalb wird bei TGW Mechanics jeder Antrieb in Abhängigkeit von Fördergeschwindigkeit, Nutzlast und Funktion individuell ausgelegt. Beim Kettenförderer für Paletten kommen daher beispielsweise Antriebe mit Leistungen von 0,55 kW bis 3,0 kW zum Einsatz.
Fokus auf konstruktive Details
Zudem wird bei der mechanischen Konstruktion sämtlicher Fördergeräte auf die richtige Auswahl der Antriebsmittel und Getriebe geachtet, weil die Wirkungsgrade dieser Komponenten die Gesamteffizienz wesentlich beeinflussen. Zum Einsatz kommen daher ausschließlich Stirnrad- und Kegelradgetriebe und die nach Funktionsanforderung optimalen Antriebsmittel. Dadurch werden Wirkungsgrade von 94 - 98 % erreicht. Auf die Verwendung von Schneckengetrieben und Keilriemen wird aufgrund des deutlich geringeren Wirkungsgrades generell verzichtet.
Auch die Qualität der eingesetzten Komponenten beeinflusst die Energieeffizienz massiv. Sämtliche Lager, Rollen und Gleitmaterialien müssen einen hohen Wirkungsgrad erlauben, um in TGW-Geräten zum Einsatz zu kommen.
Leichtbau bei dynamischen Achsen
Besonderes Augenmerk ist auf die Reduktion der bewegten Massen zu legen. Deshalb wird auf konsequente Leichtbaukonstruktion gesetzt, insbesondere bei Verfahrwagen, Vertikalförderern und Sortersystemen. Durch diese Reduktion der bewegten Massen können die Antriebsgrößen reduziert und somit der Energieverbrauch drastisch gesenkt werden.
Scheinbar widersprüchlich dazu scheint der Einsatz von Gegengewichten bei Hebern. Diese kommen insbesondere bei Palettenhebern zum Einsatz und verringern die Massendifferenz zum Hubgewicht und damit die benötigte Antriebsleistung im Hub, wodurch wiederum der Energieverbrauch gesenkt werden kann.
Energieeffiziente Antriebe
Von den 40 % Einsparpotenzial, das laut den SAVE-Berichten im Bereich der Motoren ausgeschöpft werden kann, fallen 3/4 der elektronischen Drehzahlregelung zu. Insbesondere in dynamischen Anwendungen, bei denen häufige Beschleunigungen nötig sind, tragen frequenzgeregelte Motoren wesentlich zur Effizienzsteigerung bei. Bei der Auswahl der Antriebe setzt TGW deshalb seit Jahren auf die elektronische Drehzahlregelung. In der Palettenfördertechnik werden beispielsweise bereits 70 % aller Antriebe bei Umsetzgeräten frequenzgeregelt ausgeführt. Bei Hebern, Verfahrwagen oder Sortern, die höhere Antriebsleistungen als bei normalen Förder- und Umsetzgeräten benötigen, setzt TGW Mechanics immer frequenzgeregelte Antriebe ein.
Nur 10 % des gesamten Einsparungspotenzials liegt nach den SAVE-Berichten im Einsatz von Energiesparmotoren, die laut EU-Richtlinie in der Leistungsklasse ab 0,75 kW ab 2011 eingesetzt werden müssen. Bei Behälter- und Kartonfördersystemen, wo die Nutzlast bei maximal 50 kg je Fördergut liegt, werden allerdings zu 80 % Antriebe unter 0,75 kW eingesetzt. In dieser Leistungsklasse stehen Energiesparmotore (IE2 und IE3) nicht zur Verfügung, weshalb der elektronischen Drehzahlmessung wiederum größere Bedeutung zukommt. In der Leistungsklasse ab 0,75 kW kommen bereits jetzt optional IE2 Antriebe zum Einsatz, meist jedoch die noch effizienteren frequenzgeregelten Antriebe.
Eigenes Berechnungstool für Energieverbrauch
Neben all diesen Details sind für den Betreiber einer automatischen Intralogistiklösung vor allem der zu erwartende Gesamtenergieverbrauch und die damit verbundenen Kosten interessant. Zur Berechnung des voraussichtlichen Energieverbrauchs bereits in der Planungsphase hat TGW Mechanics ein eigenes Berechnungstool entwickelt. In Abhängigkeit von einigen Schlüsselwerten können mit Hilfe dieses Tools zuverlässige Aussagen zum Anschlusswert der Anlage, dem Energieverbrauch pro Stunde, Tag oder Jahr sowie eine Hochrechnung der Energiekosten gemacht werden. Die Ergebnisse des Berechnungstools wurden bereits mit tatsächlichen Messwerten aus in Betrieb befindlichen Anlagen validiert, wodurch die Zuverlässigkeit bestätigt werden konnte.
Energieeffizienz wird auch in den nächsten Jahren eines der zentralen Themen automatischer Intralogistiksysteme bleiben. TGW setzt alles daran, ihren Kunden die effizienteste Lösung für die spezifischen Leistungsanforderungen zu realisieren - in der Kombination von optimaler Mechanik und intelligenter Steuerung.
Eine Reduktion des Energieverbrauchs im Betrieb automatischer Intralogistiksysteme bedeutet niedrigere Betriebskosten, raschere Amortisierung und ist nicht zuletzt ein Beitrag zum Umweltschutz. Für den Betreiber einer Intralogistikanlage stellt sich aber oft die Frage, wo anzusetzen ist, um das größte Potenzial zu nutzen. Laut den SAVE-Berichten der EU liegt bei elektromotorisch angetriebenen Systemen das größte Einsparungspotenzial mit 60 % in der mechanischen Systemoptimierung. Nicht zuletzt deshalb legt TGW Mechanics seit Jahren bei der Entwicklung ihres Gerätebaukasten auch auf eine Optimierung der Energieeffizienz großen Wert.
Gewichts- und leistungsoptimierte Geräte
Das größte Einsparungspotenzial liegt in der optimalen Auslegung des Systems in Bezug auf die jeweiligen Anforderungen. Deshalb sind die Geräte der TGW Mechanics Fördertechnik jeweils für eine klar definierte Gewichtsklasse des Förderguts optimiert.
- Behälter- und Kartonfördertechnik: bis 50 kg
- Tablarfördertechnik: bis 300 kg
- Combifördertechnik: bis 500 kg
- Palettenfördertechnik: bis 1500 kg
Innerhalb dieser noch recht groben Einteilung ist ein weiterer wesentlicher Ansatzpunkt die projektspezifische Auswahl der passenden Antriebsgrößen. Würde in jeder Gewichtsklasse nur ein Universalantrieb zum Einsatz kommen, so müsste dieser auf die Maximalleistungen ausgelegt werden und wäre dadurch in den meisten Einsatzfällen überdimensioniert. Deshalb wird bei TGW Mechanics jeder Antrieb in Abhängigkeit von Fördergeschwindigkeit, Nutzlast und Funktion individuell ausgelegt. Beim Kettenförderer für Paletten kommen daher beispielsweise Antriebe mit Leistungen von 0,55 kW bis 3,0 kW zum Einsatz.
Fokus auf konstruktive Details
Zudem wird bei der mechanischen Konstruktion sämtlicher Fördergeräte auf die richtige Auswahl der Antriebsmittel und Getriebe geachtet, weil die Wirkungsgrade dieser Komponenten die Gesamteffizienz wesentlich beeinflussen. Zum Einsatz kommen daher ausschließlich Stirnrad- und Kegelradgetriebe und die nach Funktionsanforderung optimalen Antriebsmittel. Dadurch werden Wirkungsgrade von 94 - 98 % erreicht. Auf die Verwendung von Schneckengetrieben und Keilriemen wird aufgrund des deutlich geringeren Wirkungsgrades generell verzichtet.
Auch die Qualität der eingesetzten Komponenten beeinflusst die Energieeffizienz massiv. Sämtliche Lager, Rollen und Gleitmaterialien müssen einen hohen Wirkungsgrad erlauben, um in TGW-Geräten zum Einsatz zu kommen.
Leichtbau bei dynamischen Achsen
Besonderes Augenmerk ist auf die Reduktion der bewegten Massen zu legen. Deshalb wird auf konsequente Leichtbaukonstruktion gesetzt, insbesondere bei Verfahrwagen, Vertikalförderern und Sortersystemen. Durch diese Reduktion der bewegten Massen können die Antriebsgrößen reduziert und somit der Energieverbrauch drastisch gesenkt werden.
Scheinbar widersprüchlich dazu scheint der Einsatz von Gegengewichten bei Hebern. Diese kommen insbesondere bei Palettenhebern zum Einsatz und verringern die Massendifferenz zum Hubgewicht und damit die benötigte Antriebsleistung im Hub, wodurch wiederum der Energieverbrauch gesenkt werden kann.
Energieeffiziente Antriebe
Von den 40 % Einsparpotenzial, das laut den SAVE-Berichten im Bereich der Motoren ausgeschöpft werden kann, fallen 3/4 der elektronischen Drehzahlregelung zu. Insbesondere in dynamischen Anwendungen, bei denen häufige Beschleunigungen nötig sind, tragen frequenzgeregelte Motoren wesentlich zur Effizienzsteigerung bei. Bei der Auswahl der Antriebe setzt TGW deshalb seit Jahren auf die elektronische Drehzahlregelung. In der Palettenfördertechnik werden beispielsweise bereits 70 % aller Antriebe bei Umsetzgeräten frequenzgeregelt ausgeführt. Bei Hebern, Verfahrwagen oder Sortern, die höhere Antriebsleistungen als bei normalen Förder- und Umsetzgeräten benötigen, setzt TGW Mechanics immer frequenzgeregelte Antriebe ein.
Nur 10 % des gesamten Einsparungspotenzials liegt nach den SAVE-Berichten im Einsatz von Energiesparmotoren, die laut EU-Richtlinie in der Leistungsklasse ab 0,75 kW ab 2011 eingesetzt werden müssen. Bei Behälter- und Kartonfördersystemen, wo die Nutzlast bei maximal 50 kg je Fördergut liegt, werden allerdings zu 80 % Antriebe unter 0,75 kW eingesetzt. In dieser Leistungsklasse stehen Energiesparmotore (IE2 und IE3) nicht zur Verfügung, weshalb der elektronischen Drehzahlmessung wiederum größere Bedeutung zukommt. In der Leistungsklasse ab 0,75 kW kommen bereits jetzt optional IE2 Antriebe zum Einsatz, meist jedoch die noch effizienteren frequenzgeregelten Antriebe.
Eigenes Berechnungstool für Energieverbrauch
Neben all diesen Details sind für den Betreiber einer automatischen Intralogistiklösung vor allem der zu erwartende Gesamtenergieverbrauch und die damit verbundenen Kosten interessant. Zur Berechnung des voraussichtlichen Energieverbrauchs bereits in der Planungsphase hat TGW Mechanics ein eigenes Berechnungstool entwickelt. In Abhängigkeit von einigen Schlüsselwerten können mit Hilfe dieses Tools zuverlässige Aussagen zum Anschlusswert der Anlage, dem Energieverbrauch pro Stunde, Tag oder Jahr sowie eine Hochrechnung der Energiekosten gemacht werden. Die Ergebnisse des Berechnungstools wurden bereits mit tatsächlichen Messwerten aus in Betrieb befindlichen Anlagen validiert, wodurch die Zuverlässigkeit bestätigt werden konnte.
Energieeffizienz wird auch in den nächsten Jahren eines der zentralen Themen automatischer Intralogistiksysteme bleiben. TGW setzt alles daran, ihren Kunden die effizienteste Lösung für die spezifischen Leistungsanforderungen zu realisieren - in der Kombination von optimaler Mechanik und intelligenter Steuerung.
