Foto: Dambach Lagersysteme
Spitzenleistungen aus dem Speicher

Dambach Lagersysteme und SEW Eurodrive haben ein innovatives Energiespeichersystem für den Einsatz in Regalbediengeräten operativ umgesetzt.

Das System, das auch bei Spitzenbelastungen der Anlage für einen gleichmäßigen Energiebezug aus dem Netz sorgt, bewährt sich in der ersten Installation weltweit bei Boehringer Ingelheim.

 

„Bereits im Jahr 2007 hatte SEW mit Entwicklungen im Bereich Energiespeicher begonnen“, so Dipl.-Ing. Lionel Roche, Manager Industry Transportation & Warehouse Logistics bei SEW-Eurodrive, Bruchsal. Die ersten Energiespeicher wurden 2011 auf den Markt gebracht und in Shuttlesystemen von Dambach-Lagersysteme eingesetzt, die damit Vorreiter für die Verwendung von Energiespeichern waren, die hier allerdings primär als Alternative zur Batterie dienten.


Wie Dirk Lorenz, Bereichsleitung Steuerung und Modernisierung bei Dambach Lagersysteme, erläutert, weckten die gemeinsam mit SEW realisierten Speichersysteme für Shuttle bei Boehringer Ingelheim das Interesse für eine größere Speicherlösung, und zwar im Zusammenhang mit der Modernisierung des Hochregallagers, bei der die vorhandenen Regalbediengeräte durch neue ersetzt werden sollten. Nach einer gemeinsamen Machbarkeitsprüfung, die die Realisierungsmöglichkeit und Installation größerer und RBG-tauglicher Energiespeicher bestätigte, wurde dieses Thema mit in das Angebot von Dambach aufgenommen.


Im Rahmen des Vorhabens Austausch Regalbediengeräte (RBG) im Hochregallager (HRL) kam es bei Boehringer Ingelheim zu der Frage, warum die entstehende Energie im System vernichten wird und nicht für den weiteren Betrieb genutzt werden kann.


„Sicherlich beschleunigte die konkrete Nachfrage und die Investitionsbereitschaft des Kunden die technische Realisierung, obgleich SEW unabhängig davon bereits seit längerem geplant hatte, größere Energiespeicher zu entwickeln. Wir hatten hierfür Anfang 2014 intern einen Projektantrag“, so Sylvain Lafortune, Project Manager Industry Transportation & Warehouse Logistics bei SEW Eurodrive. „Im Januar 2014 haben wir auf Basis der Projektierungsdaten von Dambach mit der Analyse des Leistungsbedarfs begonnen“. Die Entscheidung beider Unternehmen, große Energiespeicher für Regalbediengeräte umzusetzen, fiel nach der Hannover Messe 2014. Und bereits „Ende 2014 hatten wir einen Testaufbau in einer ehemaligen Logistikhalle bei uns installiert, in dem ein vorhandenes RBG mit dem Energiespeicher und der erforderlichen Software ausgestattet und die entsprechenden Funktionen vor der Installation beim Kunden getestet werden konnten, was für die Realisierung in technischer und zeitlicher Hinsicht sehr hilfreich war “, so Dipl.-Ing. Michael Laux, Leiter Technisches Büro Karlsruhe von SEW-Eurodrive.

 

Erster Energiespeicher in einer RBG-Applikation


In diesem Testzentrum konnten bereits im Dezember 2014 die Energiespeicher den Verantwortlichen von Boehringer Ingelheim in realen Umgebungen präsentiert werden, die von den Funktionen und der Performance der Innovation sehr überzeugt waren. Angesichts der erforderlichen umfassenden Bedarfsanalyse und der zu leistenden umfangreichen Arbeiten ein insgesamt sehr kurzer Zeitraum. Wesentliche Bestandteile dieser Analyse bildeten im Hinblick auf die Dimensionierung und das Engineering der Speicher auch die Bereiche Installation und Sicherungstechnik.


„Wir benötigten für die RBG-Anwendungen wesentlich größere Energiespeicher“, so Laux. „Bis zu diesem Zeitpunkt standen aber lediglich Elektronik-Komponenten und Software für eine konstante Dauerleistung von 4 Kilowatt zur Verfügung, nun aber benötigten wir das Vierfache.“ Daher hat sich SEW einschlossen, eine Kaskade zu bauen, also drei 6 Kilowatt-Leistungsmodule zu einem großen Speicher zusammenzufügen und parallel zusammenzuschalten. Wichtig aufgrund der Gleichspannung (DC) sind zudem Aspekte wie Leitungssicherung und für Wartungsarbeiten auch eine Entladeeinheit. Des Weiteren sind in dem Paket Befestigungsvorrichtungen enthalten, sowohl für die Leistungsmodule wie auch für die Energiespeicherblöcke.


Zudem mussten, wie Roche erläutert, für die RBG zusätzliche Softwarefunktionen aufgebaut werden, um den Energiespeicher abhängig von den Leistungsanforderungen an die RBG optimal verwalten zu können. Hardwaremäßig sind die RBG mit dem Movi-Axis-Servoverstärker ausgerüstet, während die Software in der Movi-PLC um die Leistungen des standardisierten Applikationsmoduls Energiemanagement, Funktionen speziell für den Energiespeicher, erweitert wurde.

 

Adäquate Dimensionierung der Energiespeicher


„Neben der Integration der Komponenten des Energiespeichers in das RBG war der größere Part für uns, die nötige Informationen für die anwendungstechnische Auslegung des Energiespeichers zur Verfügung zu stellen“, so Peter Tiebel, Technischer Leiter von Dambach Lagersysteme. Denn nur mit genauer Kenntnis des geforderten Leistungsprofils der Applikation – also der Spiele, der Dynamik der Fahrbewegungen und der Fahrzyklen des RBG und somit des für die Realisierung des Gesamtsystems erforderlichen Know-hows über Funktionen, Leistungen und Betriebszustände im Lager – lässt sich die erforderliche Speicherkapazität exakt berechnen und damit der Speicher adäquat dimensionieren.


Wie Tiebel betont, ist für ein optimal dimensioniertes Energiespeichersystem „stets eine enge Zusammenarbeit aller Beteiligten erforderlich, zwischen dem Betreiber der Anlage, dem RBG-Lieferanten und dem Lieferanten des Energiespeichers und der dazu gehörigen Software und Elektronik“.


All dies war bei der weltweit ersten Installierung gegeben, so dass ab Juli 2015 im Rahmen der Modernisierung des Hochregallagers sukzessive die alten RBG durch neue Geräte des Typs Mono ESA 1000/32 mit je 32,4 Meter Höhe ersetzt wurden. Im September 2015 konnte dann bei Boehringer Ingelheim die weltweit erste Hochregallager-Anlage in Komplett-Betrieb gehen, bei der RBG mit Energiespeichern ausgestattet sind.


„Der Informationsaustausch mit allen Partnern lief reibungslos, was eine schnelle Montage und Inbetriebnahme ermöglichte“, betont Olaf Schwarzer, technischer Bereichsleiter der Logistik bei Boehringer Ingelheim. „Das kam unserem eng gesteckten Zeitplan sehr entgegen, um unsere Lieferfähigkeit aufrecht zu erhalten.“

 

Speicherenergie für RBG-Spitzenleistungen


Wie Roche betont, „werden beispielsweise die für die Bewegung der RBG benötigte Spitzenleistungen nicht direkt aus dem Netz entnommen, sondern vom Energiespeicher. Dieser wird kontinuierlich geladen, allerdings mit viel geringeren Leistungen als üblicherweise zum Betrieb eines RBG notwendig. Das Energiespeichersystem dient auch dazu, die Energie in der Applikation zu behalten. Das System hat mit Rückspeisung von Energie ins Netz nichts zu tun“. Dies bedeutet, die Energie bleibt auf dem RBG, und die generative erzeugte Energie wird verwendet, um die Energiespeicher wieder zu laden.


Ein Ziel des Einsatzes der Energiespeicher ist somit, dass für den RBG-Betrieb nicht ständig Spitzenleistungen aus dem Netz abgerufen werden müssen, sondern die Fahrzeuge kontinuierlich auf möglichst geringem Energielevel gleichmäßig versorgt werden. Wenn beispielsweise in der Beschleunigungsphase 80 Kilowatt Spitzenleistung kurzfristig benötigt würden, lässt sich die Eingangsleistung auf 15 Kilowatt begrenzen. Für die Applikation bei Boehringer Ingelheim sind die Speicher so ausgelegt, dass die RBG auch Extrempunkte anfahren können, ohne Leistungsreduzierungen vornehmen zu müssen, das bedeutet, „wir betreiben die Anlage so, als ob der Speicher gar nicht vorhanden wäre und wir grenzenlos Energie vom Netz nehmen könnten“, so Lorenz. Wie Boehringer Ingelheim bestätigt, funktioniert dies hervorragend und ohne jegliche Leistungsminderungen auch bei Höchstbelastungen.

www.dambach-lagersysteme.de

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Beitrag aus dhf 5.2016

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