Energieeffizienz

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Energie aus dem Speicher

Zur Steigerung der Energieeffizienz setzt der Armaturenhersteller Hawle Energiespeicher in einer Leistungs- und Energiemanagement-Lösung für das neue Hochregallager ein, die den Leistungsbedarf der Regalbediengeräte um den Faktor 7 bis 10 verringert.

© SEW-Eurodrive

Pioniergeist ist seit jeher ein Markenzeichen der Hawle-Österreich-Gruppe. Das begann bereits im Jahre 1948 als der Firmengründer Engelbert Hawle den Sparflansch erfand. Danach revolutionierte er die Verbindungstechnik im Wasserleitungsbau mit zahlreichen weiteren Innovationen. Heute ist Hawle auf der ganzen Welt für seine große Produktvielfalt an Rohrverbindungen, Formstücken, Absperr-, Verteiler- und Regelarmaturen bekannt.

"Zu unseren Bestsellern zählen Absperrschieber und Hydranten", erläutert Andreas Bamberger, Energiemanager der E. Hawle Armaturenwerke. Er behält am Firmensitz in Vöcklabruck sowie am Produktionsstandort Frankenmarkt die Umsetzung eines Energiemanagementsystems nach DIN EN ISO 50001 im Auge. "Wir versuchen mit unterschiedlichsten Maßnahmen wie dem Heizen mit nachhaltigen Rohstoffen einer konsequenten Umstellung auf LED-Leuchtmittel, einem vermehrten Frequenzumrichter-Einsatz bei Motoren oder einer gezielten Wärmerückgewinnung bei Kompressoren, Kälte- und Lüftungsanlagen die Ökobilanz zu verbessern und den Energieverbrauch zu reduzieren", fasst der studierte Ökoenergietechniker mehrere bereits realisierte Projekte zusammen. Damit ließen sich zwischen 10.000 und 100.000 kWh pro Jahr einsparen. Den bis dato größten Erfolg in Sachen Energieeffizienz landeten die Oberösterreicher allerdings mit dem Einsatz einer innovativen Leistungs- und Energiemanagementlösung für industrielle Antriebe mit Powercaps als Energiespeicher.

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Stark verminderter Spitzenleistungsbedarf

"Es ist Teil unserer Firmenphilosophie, immer wieder offen für neue Technologien zu sein", sagt Johannes Kräutner. Als Anlagentechniker wurde der langjährige Mitarbeiter des Armaturenherstellers sofort hellhörig, als Hörmann Logistik von einer zukunftsträchtigen Methode berichtete, mit der sich der Spitzenleistungsbedarf von Regalbediengeräten von 70 auf 7 bis 10 kW senken lässt. Letztendlich entschied dieser Vorschlag sogar über den Zuschlag als Generalunternehmer zum Bau der neuen Logistikhalle. "Wir wählten damals nicht den billigsten Anbieter, sondern den für unsere Anforderungen günstigsten", erinnert sich der Industrial Engineer und erläutert: "Wir sehen uns sehr genau an, was in unseren Werken verbaut wird, und der Intralogistik-Spezialist Hörmann punktete mit Fördertechnik von Klatt, Regalbediengeräten von Mias sowie mit einer vielversprechenden Power and Energy Solution von SEW-Eurodrive."

© SEW-Eurodrive

Die Art und Weise, wie SEW-Eurodrive in industriellen Antriebssystemen Energie rückgewinnt, zwischenspeichert und für die Abdeckung von Lastspitzen oder die Überbrückung von Netzausfällen zur Verfügung stellt, erhielt 2019 den Umwelttechnikpreis Baden-Württemberg in der Kategorie "Energieeffizienz". Sogenannte Powercaps bilden dabei das Herzstück. Bei den Regelbediengeräten der Firma Hawle puffern diese elektrischen Speicher überschüssige Bremsenergien, um sie für nachfolgende Beschleunigungs- oder Anfahraktivitäten freizusetzen. Dadurch reduzieren sie Leistungsspitzen und den Gesamtverbrauch. "Wir sparen mit dieser State-of-the-Art-Technologie unseren Berechnungen nach rund 230.000 kWh pro Jahr ein. Das entspricht in etwa dem Stromverbrauch von 52 durchschnittlichen Haushalten", sagt Energiemanager Andreas Bamberger.

Powercaps an Bord

Insgesamt sind fünf gassengebundene Einmast-RBG mit Teleskopgabel für eine doppeltiefe Palettenlagerung in der neuen, 29 m hohen Logistikhalle der Hawle-Österreich-Gruppe unterwegs. Jedes einzelne davon wiegt ohne Traglast bereits rund 25 t und benötigt entsprechend viel Energie, um in die gewünschte Ein- oder Auslagerungs-Bewegung gebracht zu werden. "Normalerweise hätten wir hier netzseitig mit einem Spitzenleistungsbedarf von 60 bis 70 kW pro Regalbediengerät planen müssen. Dank der Movi-C Power and Energy Solution von SEW-Eurodrive reduzierte sich dieser aber auf einen Bruchteil davon", sagt Bernd Nebel, Fachprojektleiter Automatisierungstechnik bei Hörmann Logistik. Dies wirkt sich nicht nur auf die Stromrechnung des Kunden, sondern auch bei der Auslegung der Infrastruktur positiv aus: Die Zuleitungen, Sicherungen, Kabelquerschnitte, der Transformator und weitere Komponenten ließen sich kleiner dimensionieren. Stattliche 1,8 m groß sind dafür die Schaltschränke für die Regalbediengeräte, in denen auch die Powercap-Module verbaut sind. Bis zu 3.300 rückgewonnene kWh warten in diesen Leistungsspeichern auf ihren Einsatz.

"Die Grundidee ist, die Energie, die ins System eingebracht wurde, applikationsnah für einen bedarfsgerechten Abruf vorzuhalten. Wir können die gesammelten Reserven nutzen, um Lastspitzen abzufangen, die Netzstabilität zu sichern oder um Anlagen bei einem Stromausfall in einen definierten sicheren Zustand zu bringen", sagt Stephan Nick, Vertriebsingenieur bei SEW-Eurodrive in München. Bei Hawle wird bereits über eine weitere Powercap-Verwendung nachgedacht. Laut Hermann Pichler, Automatisierungs- und Steuerungstechniker am Produktionsstandort Frankenmarkt, biete sich dafür beispielsweise die Schleuderradstrahlanlage an. "Da werden Gussteile in einer schnell rotierenden Einheit mit Stahlkies beworfen, um als Endergebnis saubere, gleichmäßig homogene Oberflächen zu erhalten", erklärt er.

Grünes Erfolgsprojekt

Bei der Hawle-Österreich-Gruppe zählt seit jeher der ökologische Gedanke. Aber sämtliche Investitionen in neue Technologien oder Anlagen müssen sich auch innerhalb einer vertretbaren Zeitspanne amortisieren. "Wir überlegen bei jeder Neuanschaffung sehr genau, wie diese maximal effizient zu betreiben ist. Die Entscheidung für die Powercaps kostete zwar rund 25.000 Euro mehr pro Gasse, macht sich aber nach unseren Berechnungen bereits ab dem fünften Jahr bezahlt", freut sich Andreas Bamberger über ein weiteres "grünes Erfolgsprojekt. Als studierter Ökoenergietechniker erkannte er sofort das Potenzial dieser Technologie, die Energie von generatorischen Betriebszuständen speichert, um sie dann den Hub-, Fahr- oder Gabelantrieben der Regalbediengeräte zukommen zu lassen. "Es ist wie bei einer Photovoltaikanlage: Man muss einmal Geld für die Anschaffung einer entsprechenden Infrastruktur in die Hand nehmen und profitiert dann jahrzehntelang", sagt Bamberger.

Langjährige Innovationspartnerschaft

In Summe hielten 195 Antriebe von SEW-Eurodrive Einzug in das Hochregallager der Hawle-Österreich-Gruppe, 175 für die Fördertechnik und 20 für die RBG. "Wenn einer unserer Kunden einen anderen Hersteller bevorzugen würde, müsste er uns zu einem Umstieg zwingen", deutet Bernd Nebel, Fachprojektleiter Automatisierungstechnik bei Hörmann Logistik, die enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit SEW-Eurodrive an. Bei Bedarf erhalte man auch eine mehrtägige Inbetriebnahmeunterstützung. Bei Hawle war das beispielsweise der Fall, denn dieses Projekt stellte für alle Beteiligten ein Novum dar. Selbst SEW-Eurodrive hatte zum damaligen Zeitpunkt noch kein vergleichbares Powercap-Projekt realisiert. "Zwischen SEW und Hörmann besteht eine langjährige Innovationspartnerschaft. Mit vereintem Know-how unternahmen wir schon mehrmals große Sprünge, die viele Vorteile für unsere Kunden mit sich brachten", betont Bernd Nebel.

Die Firma Hawle konnte nach dem Wochenende gleich mit allen fünf Regalbediengeräten voll durchstarten. "Üblicherweise würden wir diese nach dem Hochfahren der Anlage hintereinander und mit verminderter Anfangspower ins Rennen schicken, um den Leistungsbedarf im Stromnetz in Grenzen zu halten", erläutert der Hörmann-Mitarbeiter. Gemeinsam mit SEW-Eurodrive wurde im Vorfeld viel getüftelt, berechnet und simuliert. Wie viel Energie fließt in die Powercaps, wenn das Hubwerk von ganz oben nach unten fährt, für welche Fahrbewegungen reicht ein voll oder halb geladener Energiespeicher, bei welchen Szenarien braucht es zusätzlichen Strom aus dem Netz? Diese und weitere Fragen waren steuerungstechnisch zu beantworten. "Teilweise liegen wir bei der Einspeiseleistung sogar unter den Prognosen", sagt Johannes Kräutner, der bei Hawle die Hauptverantwortung für das Logistikhallen-Projekt trug.

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