Viastoreblue: BME-Umfrage bestätigt: Energieeffizienz im Fokus der Intralogistik-Anlagen: Energieeinsparung in der Intralogistik: An allen Rändern drehen

Nachdem zuletzt vor allem Geschwindigkeit und Sicherheit Faktoren waren, nach denen Intralogistik-Anlagen bewertet wurden, rückt heute die Energieeffizienz zunehmend in den Fokus. Laut einer aktuellen Umfrage des Bundesverbands Materialwirtschaft, Einkauf und Logistik e.V. (BME) setzen die 171 befragten Unternehmen Green Logistics zunehmend als Mittel zur Steigerung des positiven Images ein. Viastore Systems hat dazu ein Konzept zur Energieeinsparung im Lager entwickelt. Basis von "Viastoreblue" ist die detaillierte Erhebung des energetischen Ist-Zustands. Dazu werden Leistungs- und Energiemessgeräte in den Schaltschränken aller relevanten Verbraucher wie Regalbediengeräte und Fördertechnik installiert. Sie berechnen die Wirkleistung und ermitteln daraus den elektrischen Energieverbrauch. Entsprechende Geräte lassen sich auch in vorhandenen Anlagen nachrüsten.

Regalbediengeräte intelligent steuern

Erster Ansatzpunkt zur Reduzierung des Energieverbrauchs im Automatiklager sind die Regalbediengeräte: Ihre hohe Dynamik und die Vielzahl von Lastspielen bieten einige Möglichkeiten. Heute nahezu Standard ist die Energierückspeisung: Die beim Senken und Abbremsen frei werdende Energie wird nicht durch Bremswiderstände als Wärme abgestrahlt, sondern über eine Rückspeiseeinheit wieder in das Stromnetz geführt. Fahr- und Hubmotoren wirken dabei wie ein Generator. Noch effizienter ist es, wenn das Gerät die frei werdende Energie nicht erst in das Netz einspeist, sondern gleich wieder nutzen kann. Bei einem derartigen Energieausgleich wird die Bremsenergie, die beim Senken des Hubwerks entsteht, direkt zur Beschleunigung des Fahrwerks zur Verfügung gestellt - oder die Bremsenergie des Fahrmotors für eine Hubbewegung genutzt. Der Effekt des Energieausgleichs kann wesentlich verstärkt werden, wenn Fahr-und Hubbewegungen aufeinander abgestimmt werden, also das Lastaufnahmemittel erst dann gehoben wird, wenn das Fahrwerk bremst. Bei der Modernisierung des Ersatzteillagers eines Landmaschinenherstellers konnte Viastore Systems den Energieverbrauch so um bis zu 20 Prozent senken bei insgesamt 960.000 Doppelspielen aller acht Regalbediengeräte können hier im Jahr mehr als 5.200 Euro an Energiekosten und fast 30 Tonnen C02 gespart werden. Auch der Einsatz von energieeffizienten Motoren liegt nahe. Doch dabei ist zu beachten, dass der Einsatz von IE2-und IE3-Antrieben bei dynamischen (Start -Stopp) Anwendungen nicht sehr effektiv ist. Motoren mit höherer Energieeffizienz haben in der Regel eine größere Masse, weil der Läufer aus Kupfer anstatt Aluminium gefertigt wird und die Ständerwicklung verstärkt ist. Ein energieeffizienter Antrieb benötigt somit zum Beschleunigen mehr Energie.

Energieeffiziente Antriebe

Aus diesem Grund empfehlen sich IE2-und IE3-Antriebe vor allem für den Einsatz im Dauerbetrieb wie zum Beispiel bei Behälter-5 Loops. Bei einer Behälteranlage mit 100 Antrieben, Loop-Steuerung und Behälterstaubahnen können die Energiekosten durch den Einsatz von IE3-statt !EI-Motoren nach Herstellerangaben um 3.000 Euro gesenkt werden. Nach rund 32 Monaten hätten sich so die notwendigen Mehrinvestitionen amortisiert. Bei der Betrachtung der Energieeffizienz von Antrieben sollte aber auch das Getriebe beachtet werden: Eine regelmäßige Wartung und vor allem Schmierung der mechanischen Komponenten reduziert zusätzlich den Energieverbrauch.

Einfach mal abschalten

Doch auch ohne große Investitionen lassen sich die Energiekosten senken. Viele Intralogistik-Anlagen werden nur von Montag bis Freitag in zwei Schichten von 6 Uhr bis 22 Uhr betrieben. Das bedeutet, dass die Anlage pro Woche fast 90 Stunden nicht genutzt wird. In dieser Zeit kann sie abgeschaltet oder in einen Stand-by-Modus versetzt werden. Das heißt, bei allen elektrischen Komponenten wird der Strom abgestellt, nur die Steuerung (SPS/IPC) und eine E/A-Baugruppe wird mit Energie versorgt, um ein schnelles Hochfahren zu gewährleisten.

Wege reduzieren

Zudem ist es auch nicht notwendig, dass Fördertechnik und Regalbediengeräte ständig mit höchster Leistung laufen. Häufig nimmt die Auftragseinlastung gegen Nachmittag ab. Durch eine externe Regelung der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der Antriebskomponenten von Regalbediengerät und Fördertechnik lässt sich die Anlagenleistung an die Erfordernisse anpassen. Am effektivsten lässt sich Energie allerdings sparen, indem Bewegungen reduziert oder ganz vermieden werden. Im Automatik - wie auch im konventionellen Lager lässt sich das zum Beispiel durch eine ABC-Verteilung umsetzen - wobei die Sortierung der Artikel kontinuierlich aktualisiert werden sollte. Stark nachgefragte Waren sind im Lager so angeordnet, dass auf kürzestem Weg auf sie zugegriffen werden kann. Weniger gefragte Artikel liegen daher weiter hinten im Lager. Ein intelligentes Warehouse-Management-System kann darüber hinaus durch wegoptimierte Fahrstrategien Einlagerfächer abstandsoptimal zur nächsten auszuführenden Auslagerung ermitteln und so unnötige Fahrstrecken vermeiden.

Auch an die IT denken

Meist sind für jede Anwendung wie Lagerverwaltung, ERP oder Mailsystem eigene Server eingerichtet, die häufig nur mit einer Auslastung von 5 bis 15 Prozent ( Computerwoche, Ausgabe vom 5.5.2009) laufen. Eine Lösung bietet hier die so genannte Virtualisierung: Hierbei wird ein Server virtuell in mehrere Server aufgeteilt, auf denen dann unabhängig voneinander die verschiedenen Anwendungen laufen. So kann der Nutzungsgrad auf bis zu 85 Prozent gesteigert werden, während die Leistungsaufnahme nur unwesentlich steigt. Ersetzt man also zum Beispiel fünf Server mit einer Auslastung von jeweils zehn Prozent durch einen virtualisierten Server mit einer Auslastung von dann 50 Prozent, kann die gesamte Leistungsaufnahme im Rechenzentrum - für Server und Klimatisierung - um bis zu 7 6 Prozent reduziert werden. Bei einem typischen Server mit Festplattenstapel, Dauerbetrieb, rund 1.000 Watt Leistungsaufnahme und bei einem Strompreis von zwölf Cent pro Kilowattstunde lassen sich so rund 3.000 Euro pro Jahr an Energiekosten sparen.

Der Autor:

Dr. Martin Krebs (49), seit 1998 Ressortleiter Entwicklung beim lntralogistik-Generalunternehmer Viastore Systems GmbH in Stuttgart.

• Promovierter Physiker Studium an der Universität Stuttgart