Aj nabíjať možno just-in-time

Aj nabíjať možno just-in-time

Zásobovanie inteligentných prepojených výrobných liniek bude ďalej zvyšovať nároky na internú logistiku – aj v optimalizácii spotreby energie manipulačnej techniky.

Pre internú logistiku vo výrobnom priemysle budú pribúdať nároky na pružnosť procesov. Príchod inteligentných prepojených výrobných technológií uviaže systém materiálových tokov viac než kedykoľvek predtým na presné plánovanie – aj v spotrebe energie v manipulačnej technike.

Energie sa rátajú

Na rozdiel od osobných áut je manipulačná technika vo výrobnom priemysle ihrisko, na ktorom už definitívne zvíťazila elektromobilita. Výhody elektrických vysokozdvižných vozíkov idú ešte ďalej, než je odstránenie výfukových plynov a hluku pri ich prevádzke.

Rovnako ako pri akejkoľvek technológii, využívanej vo výrobných halách alebo na ploche fabrík, ostáva otázkou spotreba a tým aj náklady na energie. Pri výbere manipulačnej techniky je to podstatný faktor. Každý výrobca v technických dokumentoch zariadení manipulačnej techniky musí informovať o tom, koľko energie maximálne spotrebujú, no stále existuje aj priestor na optimalizáciu.

Dôležité je totiž ušetriť na celkových nákladoch prevádzky. Využitie ukazovateľov, ako sú celkové náklady prevádzky (Total Cost of Ownership – TCO), neplatí len pri rozhodovaní o investícii. Je to dôležitý prvok aj pri hodnotení fungovania. Už pri nákupe techniky sa preto odporúča testovať spotrebu zariadení v podmienkach, ktoré možno porovnať s ich ostrým nasadením vo výrobe.

Na rozdiel od osobných áut, v manipulačnej technike vo výrobnom priemysle už definitívne zvíťazila elektromobilita.

Trvanlivejší lítium-ión

Výber typu batérií pre manipulačnú techniku je typický prvok investičnej prípravy. Výhodou lítium-iónových batérií vo vozíkoch je, že zariadenia s nimi dokážu pracovať dlhšie. Tento spôsob uskladnenia energie totiž umožňuje dlhšiu prevádzku s nižšou spotrebou. Nezanedbateľný prvok sú menšie rozmery batérie a fakt, že nepotrebujú údržby. „To sú faktory, ktoré firme umožňujú získať nezanedbateľné úspory,“ konštatuje obchodný riaditeľ slovenského zastúpenia výrobcu manipulačnej techniky Jungheinrich Miroslav Vajda.

Dlhšia životnosť li-ion batérií môže pri správne vyťaženej flotile vozíkov a inej manipulačnej techniky značne zmeniť ekonomiku celého manažmentu skladovacej techniky.  „Li-ion batériu dokážete nabiť až 3 500-krát, čo je trikrát viac ako klasické batérie s olovenými článkami, a to pri zachovaní osemdesiatich percent pôvodnej kapacity batérie,“ vysvetľuje M. Vajda. Pri správnom zaobchádzaní môže batéria dosahovať 500 – 1 500 cyklov a vývoj li-iónových akumulátorov neustále pokračuje.

Ak sa z lítium-iónových batérií vyčerpá 90 percent energie, na rozdiel od klasických batérií fungujú a nehrozí im poškodenie. Percento využiteľnosti umožňuje, aby vozíky zásobovali linku dlhšie bez nutnosti meniť batérie.

Úspora z pružnosti

Ďalšia výhoda li-ión batérií je rýchlosť nabíjania, ktorá je niekoľkonásobne vyššia, než ponúkali staršie typy batérií. Pružnosť využitia  zvyšuje aj možnosť prerušiť nabíjanie. Ak sa prestane dobíjať klasická oloveno-kyselinová batéria, stratí jeden dobíjací cyklus bez ohľadu na to, či je kapacita doplnená na sto alebo len päťdesiat percent. „Ak obsluha preruší nabíjanie lítium-iónových batérií, stratí sa len tá časť, ktorú sa nenabíjalo, napríklad polovica cyklu. To tiež predlžuje životnosť batérie a pružnosť využitia techniky, ktorú poháňajú,“ komentuje M. Vajda.

Vďaka inováciám môžu firmy, ktoré sa rozhodnú využívať manipulačnú techniku na báze li-ión batérií, výrazne ušetriť. „Ak má podnik dnes dve batérie na výmenu na doobedňajšiu a poobednú zmenu, tak s li- ión technológiou bude stačiť jedna. Pretože sa dobije napríklad počas toho, kým sa vymení zmena,“ hovorí M. Vajda. To znamená, že počet náhradných batérií sa tak pri veľkých flotilách môže znížiť až na polovicu. Zároveň klient ušetrí na ploche potrebnej na skladovanie a výmenu takýchto batérií. Aj preto M. Vajda očakáva, že v najbližších rokoch sa bude prinajmenej polovica vozíkov Jungheinrich dodávať s li- ión batériami.

Líthium-iónové batérie sa skladujú vždy v nabitom stave. Skladovať by sa mali v rozpojenom stave od spotrebiča, ak je to možné. Pretože aj keď sa spotrebič javí, že nie je zapnutý, môže odoberať z batérie aj minimálny prúd. Aj keď majú batérie malé samovybíjanie, odporúča sa každých šesť mesiacov ich nabiť asi na 50 percent kapacity.  Je to hlavne z dôvodu elektroniky, ktorá je súčasťou li-iónových batérií a má neustály, aj keď veľmi malý odber energie. Pokles napätia pod povolenú hranicu môže spôsobiť elektrické odpojenie od kontaktov batérie a môže sa stať, že kvôli tomu sa akumulátor nebude dať cez elektroniku nabiť.  Po vybití akumulátora alebo batérie sa musia články čo najskôr nabiť. Nielen že by mohlo dôjsť k zníženiu životnosti akumulátora, ale kvôli ďalšiemu vybíjaniu cez ochrannú elektroniku sa môže stať, že bude akumulátor odpojený od nabíjacích kontaktov a už nepôjde v nabíjači nabiť.

Firmy, ktoré sa rozhodnú využívať manipulačnú techniku na báze li-ion batérií, môžu vďaka inováciám, výrazne ušetriť.

Opatrne so surovinami

Li-ión batérie sú nová technológia a nemajú plne rozbehnutý výrobný cyklus. Z toho vyplýva ich väčšia cena, prirodzená pre každú novinku v technologickej oblasti. Rastúce využitie a optimalizácia výrobných procesov cenu batérií znižujú – vďaka úsporám z rozsahu. Bude klesať aj naďalej, vzhľadom na svetové zásoby kľúčových nerastných surovín pre tento typ batérie. V posledných rokoch sa taktiež výrazne zlepšila bezpečnosť batérií a hlavne obalov, ktorých sú uložené. To znamená, že ani prípadná nehoda techniky s týmto typom batérie by nemala ohroziť posádku vozíka. Keďže neobsahujú olovo, ortuť ani kadmium, batérie sú úplne neškodné pre životné prostredie.

História li-iónových batérií je veľmi krátka, treba si uvedomiť, že výrobcovia používajú rôzne druhy elektród a elektrolytov, to znamená, že pracovné napätie je rôzne. Konečné nabíjacie napätie sa pohybuje od 4,0 voltu do 4,3 voltu, objavujú sa však aj li- ión batérie, ktoré potrebujú na plné nabitie 4,5 voltu. Preto je potrebné pri konštrukcii nových zariadení poznať katalógové údaje výrobcu daného typu lítiového akumulátora.  Prekročením predpísaných medzných hodnôt aj najmenšími desatinami voltu dochádza k rozpadu elektród a tým aj k úplnému znehodnoteniu akumulátora.  Pracovná teplota je do -20 °C (max. -30 °C). Lítiové akumulátory sú veľmi náchylné na prebíjanie a podvybíjanie, preto väčšina batérií musí obsahovať riadiace elektronické obvody. Pri poklese napätia pri vybíjaní pod povolenú hranicu dochádza k trvalému zničeniu akumulátorovej batérie.

TEXT Barbora Nováková

FOTO DB Schenker

EPH mení inštitucionálnych investorov

EPH mení inštitucionálnych investorov

Manažér vývoja učí ľudí riešiť problémy

Manažér vývoja učí ľudí riešiť problémy