Bei der Energierückgewinnung wird in Abwärtsbewegungen der Krane Bremsenenergie gespeichert und dem Bedarf bei der Aufwärtsbewegung hinzugefügt. (Bild: Swisslog)
Bei der Energierückgewinnung wird in Abwärtsbewegungen der Krane Bremsenenergie gespeichert und dem Bedarf bei der Aufwärtsbewegung hinzugefügt. (Bild: Swisslog)

Integrierte Kontrollen

Eines der interessanteren Systeme, die in automatisierten Verteilungszentren im Einsatz sind, ist das Konzept der integrierten Energiemanagementsteuerung. Sobald die Energieverbrauchswerte für jedes automatisierte System, Subsystem und E/A festgelegt sind, verknüpfen integrierte Energiemanagementsteuerungen die Energieleistung dieser automatisierten Lagermaterialflusssysteme – etwa automatische Regalbediengeräte, Förderanlagen, Aufzüge und Shuttlesysteme – mit dem tatsächlichen Echtzeit-Energiebedarf dieser Systeme. „Im Grunde sind diese verschiedenen Systeme und Subsysteme über Ethernet oder IoT miteinander verbunden und sie kommunizieren und teilen sich ein Energiebudget“, sagt Samuel Schaerer, Leiter der Steuerungsentwicklung beim Technologiezentrum für Lager- und Distributionslösungen von Swisslog mit Sitz in Buchs, Schweiz. „Ihre Steuerungen blicken die nächsten fünf Sekunden voraus und sie können sich gegenseitig mitteilen, welche Energiemenge jedes System, Subsystem und jede Achse produziert oder verbraucht. Die Controller können dann die Verteilung (gemeinsame Nutzung) der geernteten Energie von einem System, Subsystem oder einer Achse auf ein anderes koordinieren und optimieren. Sie können auch die Verzögerungs- und Startfunktionen zugehöriger Systeme koordinieren, um die Nutzung der geernteten Energie erneut zu optimieren und Spitzen in der Leistungsaufnahme, die durch gleichzeitige Maschinenstarts verursacht werden, zu minimieren.“

Rückgewinnung und -teilung

ASRS-Kräne, Regalbediengeräte, Shuttlesysteme und Lifte haben die Kapazität, Strom zu erzeugen. Indem sie ihre Motoren als Generator verwenden, bringen sie Energie aus der Reibung beim Bremsen bei vertikaler Abwärtsbewegung ein. Die Energierückgewinnung kann bei Förderbandliften etwa drei Prozent und bei ASRS-Kränen und Kleinteil-RBG’s sieben bis zehn Prozent ausmachen. Diese zurückgewonnene Energie kann dann, wenn sie gemeinsam genutzt wird, erhebliche Auswirkungen auf die Verringerung des Energiebedarfs haben. Bei ASRS-Kränen beispielsweise kann die Energie, die aus der Abwärtsbewegung des Kranwagens in vertikaler Richtung erzeugt wird, umgeleitet oder geteilt werden, um den vergleichsweisen höheren Energiebedarf aus der gleichzeitigen Bewegung des Krans in horizontaler Richtung auszugleichen. Mit dieser Fähigkeit im Spiel kann der gesamte ASRS-Energieverbrauch um bis zu 20 Prozent reduziert werden. Eine solch hohe prozentuale Reduzierung des Energiebedarfs ist auch bei Shuttlesystemen möglich, indem die Bewegungen der Shuttles koordiniert werden und die Beschleunigung eines Shuttles auf das Bruchprofil eines anderen Shuttles abgestimmt wird. Dadurch kann die Energierückgewinnung eines Shuttles mit dem anderen geteilt werden. Durch dieses energieteilende Zusammenspiel kann die Gesamtenergieaufnahme des Shuttlesystems um bis zu 20 Prozent reduziert werden.

Leistungsspitzen vermeiden

Gleichzeitige Spitzen treten auf, wenn eine Reihe von Kränen, Förderern und anderen automatisierten Systemen mit hochbelasteten Antrieben gleichzeitig in Betrieb genommen werden. Eine Verzögerung von einigen Sekunden zwischen zwei Kränen hat beispielsweise keinen wesentlichen Einfluss auf die Durchsatzanforderungen, sodass ein gleichzeitiges Anfahren nicht erforderlich ist. Die Vermeidung von gleichzeitiger Spitzenenergieaufnahme führt zu einer weniger kostspieligen Leistung sowie einer weniger kostspieligen Stromverteilung, sodass kleinere Transformatoren verwendet werden können, was die Hardwarekosten senken kann.