Mit Wireless Charging die Kosten für die Energieversorgung in bestehenden Prozessen senken

Weltweit wird die Rohstoffknappheit zu einem zunehmenden Problem: Mit der konstant steigenden Nachfrage gehen rasante Preisanstiege und eine gesenkte Verfügbarkeit einher. Davon ist auch Kupfer stark betroffen. Das Material wird für die Energieversorgung von Shuttlesystemen in Logistiklagern eingesetzt. Da hier kilometerlange Kupferschleifleitungen verbaut werden, steigen die Anschaffungskosten rapide an. Daher sind Konzepte mit punktueller Aufladung im Aufzug und in Ladestationen mittels Energiespeicher wie der Supercap-Technologie und zunehmend auch Lithium-Ionen-Batterien auf dem Vormarsch. Doch in Bezug auf Effizienz und Leistung gibt es besonders im Bereich der Energieversorgung noch erhebliches Optimierungspotenzial. Neue induktive Ladelösungen versprechen eine deutliche Produktivitätssteigerung.

In großen Lagerhallen transportieren Shuttles wertvolle Frachten durch lange Regalzeilen. Um vom Materialaufnahmeplatz zum Abladepunkt zu gelangen, benötigen die Shuttles ausreichend Strom. Gerade ältere Systeme nutzen für die Energieversorgung noch Kupferschleifleitungen. In Anbetracht der steigenden Rohstoffpreise und einer weltweiten Ressourcenknappheit steht der Trend im Lager mittlerweile klar im Zeichen der Vermeidung von Kupferschienen. 

Moderne Ansätze verlagern die Ladung daher in die Aufzugfahrt und in Ladestationen. Dazu werden heutzutage Ladekontakte eingesetzt. Da die Prozesse in Shuttleanlagen hochdynamisch sind, steht für die Ladung im Aufzug ungefähr ein Zeitfenster von zehn bis fünfzehn Sekunden zur Verfügung. Während dieser Zeit wird allerdings erst die Feinpositionierung im Aufzug durchgeführt, bevor die Shuttles über die Ladekontakte mit Energie versorgt werden. Dadurch entfallen bis zu 50 % der möglichen Ladezeit auf die Justierung. Gerade in solchen dynamischen Anwendungen können neue Energieladekonzepte wie die induktive Ladetechnik zu einer signifikanten Erhöhung der übertragbaren Energie führen: Induktives Laden ermöglicht die sofortige Ladung ab Beginn der Aufzugfahrt und stellt damit hohe Produktivitätssteigerungen in Aussicht.

Bestromung kilometerlanger Kupferschleifleitungen

In herkömmlichen Shuttleanwendungen laden die Fahrzeuge konduktiv, indem sie über verstromte Kupferschienen in den Gängen laufen. Doch mehrere Gründe sprechen gegen Kupferschleifleitungen als Ladeoption. Die permanente Verstromung eines Lagers stellt einen sehr hohen Kostenfaktor dar. Mit der Investition in Unmengen von Leitungen mit jeweils drei bis vier Kupferschienen geht eine enorme Ressourcenverschwendung einher. Bei einem durchschnittlichen Logistiklager mit Shuttleanwendung sind über zehn Kilometer Kabel mit Kupferprofilen für die Bestromung der einzelnen Gänge nötig. 

Außerdem nutzen sich die Schleifleitungen und -kontakte im Laufe ihrer Einsatzzeit durch die konstante Reibung der Shuttles bei der Fahrt schnell ab. Wenn eine Laufschiene nicht perfekt ausgerichtet ist, schleifen die Stromabnehmer des Shuttles am Rand der Schleifleitung. Das führt zu einer sehr schnellen Abnutzung der Anlage. Damit das Einfädeln in die Gassen optimal funktioniert und der Verschleiß sich minimiert, ist demnach eine hohe Installationspräzision notwendig. Bei Anlagen ab einer gewissen Größe überprüft ein Mitarbeiter die Shuttles daher permanent und wechselt bei Bedarf einzelne Kontakte aus.

Bei einem Verzicht auf Kupferschienen und dem Umstieg auf andere Energiequellen sparen Unternehmen mit großen Lagern durchschnittlich 30 Tonnen Kupfer ein. Das ist nicht nur eine effiziente Kosten-Nutzen-Rechnung für den Logistikbetrieb, sondern kommt auch der Umwelt zugute. 

Energieversorgung mit Ladekontakten und Supercaps

Aktuell setzen viele Logistiker auf die Ausstattung der Shuttlesysteme mit Supercaps. Die Kondensatoren haben eine deutlich höhere Leistungsdichte als Akkumulatoren. Mit ihrer praktisch unendlichen Lebensdauer können sie Millionen Ladezyklen durchlaufen. Heutzutage werden Supercaps standardmäßig über Ladekontakte in den Aufzügen geladen. 

Nach der Einfahrt eines Shuttles in den Aufzug beginnen die stationären Ladegeräte erst nach der Feinpositionierung mit der Ladung. Der Liftvorgang dauert zehn bis fünfzehn Sekunden. Bis die Überwachung der Kontaktierung abgeschlossen ist und der Kontakt sauber besteht, vergehen bis zu 50 % der möglichen Ladezeit im Transportprozess. Je nach Shuttlegröße sind Absenkeinheiten nötig, um die Kontakte auf dem Lift überhaupt anzusteuern. Durch die konstante Reibung der Stromabnehmer während der Fahrt bilden sich im Laufe der Einsatzzeit punktuell Schäden an den Kontakten, die zu einem dauerhaften Verschleiß führen. Mit der Aufzugladung per Ladekontakte geht also ein hoher Wartungsaufwand einher. 

Induktives Laden steigert Produktivität von Shuttleanwendungen

Bislang waren induktive Ladegeräte zu groß für den Einsatz in Shuttleanlagen. Dank des patentierten Ladesystems von Wiferion sind sie nun zum ersten Mal für Shuttles einsetzbar und machen diese deutlich effizienter. Die Ladetechnik ist äußerst kompakt, lässt sich leicht installieren und ist mit Supercaps kompatibel. Die im Shuttle verbaute Ladeelektronik besitzt eine dünne mobile Spule und verbraucht wenig Platz. Das smarte Ladesystem von Wiferion ermöglicht so eine kostengünstigere und bessere Energieversorgung der Shuttles im Vergleich zu der derzeitigen Standardladetechnik mittels Ladekontakten oder Leiterlinien. 

Mit induktiven Ladesystemen entfällt der Positionierungsvorgang vollständig. Aufgrund der hohen Positionierungstoleranz muss sich das Shuttle bei der Einfahrt in den Aufzug nicht exakt mittig positionieren, um die Ladung zu initiieren. Da die Energie kontaktlos durch die Luft übertragen wird, entfällt auch die Absenkvorrichtung. Die Energieversorgung mit voller Leistung startet in weniger als einer Sekunde, sobald das Shuttle den Ladepunkt erreicht. Die nutzbare Ladezeit verlängert sich so um bis zu 50 % und damit auch die Fahrzeit der Shuttles. Bei hunderten Aufzugfahrten pro Tag führt dies zu enormen Produktivitätssteigerungen. Zudem sind die gekapselten Systeme zu 100 % wartungsfrei und stellen einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb sicher. 

Technologie auch für automatische Lager- und Kommissioniersysteme geeignet

Mit der induktiven Ladetechnik von Wiferion erhöhen sich die Effizienz, Leistungsfähigkeit und Einsatzzeit von Shuttlesystemen. Aber nicht nur für große Hochregallager und Shuttleanwendungen lohnt sich die Investition in eine moderne, ressourcensparende Energielösung. Auch für die im Trend liegenden robotergestützten Kleinteileläger im E-Commerce-Sektor ist die induktive Ladetechnik ein Gewinn. Denn für eine unkomplizierte Ladung der Roboter mit immer kleineren Trägerteilen ist eine flexible, kompakte und auf kurze Ladezeiten ausgelegte Ladelösung vonnöten.

Fazit

Induktive Ladesysteme sind eine effiziente Alternative zu in Shuttleanlagen standardmäßig eingesetzten Ladekontakten und Leiterlinien. Die Lager profitieren so von einer wartungsfreien, robusten und sicheren Ladetechnologie. Unproduktive Aufzugzeiten lassen sich halbieren. Die induktive Ladetechnologie zeichnet sich außerdem durch eine kostengünstigere und höhere Energieversorgung aus. Damit ergibt sich eine deutliche Produktivitätssteigerung von Shuttlesystemen und robotergestützten Kleinteilelägern. 

Quelle: www.wiferion.com