ENGINEERINGNET.BE - Energierecuperatie en alternatieve energiebronnen worden steeds belangrijker voor de logistieke sector. Frederik Loeckx, managing director bij Flux 50, bevestigt: “In de nabije toekomst zullen diverse factoren de businesscase nog verder verbeteren. Momenteel stijgen de elektriciteitsprijzen zeer sterk en steeds meer energieleveranciers hanteren flexibele prijzen. Tegelijkertijd is er een shift bezig in de richting van groene stroom uit hernieuwbare bronnen.
Bovendien zal (vermoedelijk vanaf ergens in 2022) de vergoeding voor het gebruik van het elektriciteitsnet gebaseerd worden op het capaciteitstarief dat rekening houdt met de piekbelasting: wie hoge pieken veroorzaakt zal meer betalen dan wie zijn verbruik spreidt. Om hoge piekbelastingen te vermijden zal het in de logistieke sector belangrijk worden om niet alle heftrucks, liften en kranen tegelijkertijd op het elektriciteitsnet aan te sluiten. Energierecuperatie, opslag in batterijen en intelligente planning van de momenten waarop machines voor goederenbehandeling de elektriciteit zullen gebruiken, worden dus noodzakelijk.”
Verticale opslagsystemen
“Opslagsystemen met verticale op- en neergaande bewegingen hebben ongetwijfeld het grootste potentieel om energie te recupereren”, stelt Raul Antolin Leyva, internal sales & purchasing manager bij Vanas Engineering. Dergelijke systemen worden vooral ingezet in hoogbouwmagazijnen. “Wanneer een kraan of ander hijstoestel een item uit een hoge locatie wegneemt, beschikt dit over veel potentiële energie. Bij het zakken wordt het gewicht niet afgeremd door een rem, maar door de as van een elektromotor die de potentiële energie omzet in kinetische energie, die op haar beurt getransformeerd wordt in elektriciteit”, legt Loeckx uit.
John Mart, vice president Product Management bij Dematic, licht toe: "Onze SRM's (Storage and Retrieval Machines) zijn in staat om bakken, dozen en zeer zware ladingen, zoals palletten, heel snel en efficiënt zeer hoog op te tillen. Dit is belangrijk maar energie-intensief. Daarom is het hergebruik van de energie die vrijkomt tijdens het zakken nuttig. Tijdens het rem- en vertragingsproces kunnen de motoren gebruikt worden als elektrische generatoren. De op die wijze opgewekte elektriciteit kan bijvoorbeeld worden overgebracht naar aangrenzende gangpaden waar een andere machine de energie gebruikt om opnieuw een lading te tillen.”
Hetzelfde principe wordt toegepast bij Vanas Engineering. Operations manager Bart Coppers legt uit: “Energierecuperatie is mogelijk met het Modula Green systeem, dat de kinetische energie van een dalende lift via een frequentieomvormer synchroniseert met de netspanning. Deze groene elektriciteit wordt vervolgens teruggevoerd naar het net.” Loeckx vult aan: “In de havensector wordt dergelijke vorm van energierecuperatie toegepast in containerliften (ook straddle carriers genaamd). Deze voertuigen worden op overslagterminals ingezet om containers te stapelen en te transporteren.”
Forse energiewinst
“Energierecuperatie in verticale opslagsystemen voor magazijnen is niet alleen een milieuvriendelijke manier van werken, zij levert ook besparingen op tot 40% van de elektriciteitskosten en kan dus een fors rendement op de investering opleveren”, onderstreept Coppers. Mart bevestigt dat er met deze systemen 40% of zelfs meer van de energie kan worden gerecupereerd. Loeckx wijst er op dat het bij containerliften in de havensector om zeer grote hoogtes en zeer hoge gewichten gaat en dat deze machines 24/7 continu draaien. “Er kan dus bijzonder veel potentiële energie gerecupereerd worden. Deze vorm van energierecuperatie is dan ook bijzonder efficiënt voor containerliften: 80 tot 85% van de gebruikte elektrische energie wordt gerecupereerd tijdens het zakken. Ook wanneer je naar de systeemefficiëntie van de lift en de batterij samen kijkt, haalt de efficiëntie nog steeds tot 70 à 75%.”
Kan deze technologie nog verder verbeterd worden? “Het valt te verwachten dat energierecuperatie van hijstoestellen in de toekomst nog enkele procenten efficiënter zal worden en dat de kosten zullen dalen door serieproductie en goedkopere batterijen”, meent Loeckx. “Momenteel wordt er ook onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van inductief opladen van de batterijen met behulp van magnetische velden. In sterk geautomatiseerde logistieke omgevingen waar de toestellen 24/7 ingezet worden levert dit een bijkomende efficiëntiewinst op, omdat de toestellen niet meer moeten stilstaan om de batterij op te laden.”
Alternatieve energieproductie
Naast energierecuperatie zijn in de logistieke sector ook nieuwe en duurzame technologieën om alternatieve energie te produceren in opmars, bijvoorbeeld zonnepanelen en windmolens. Loeckx merkt op: “Het is daarbij van groot belang dat magazijntoestellen de opgewekte energie zoveel mogelijk gebruiken of opslaan op het moment dat die beschikbaar is, met name wanneer er veel zonneschijn of wind is. Dit vraagt om een intelligente en flexibele logistieke planning.”
Een ander voorbeeld van alternatieve energieproductie is de CST technologie (Concentrated Solar Thermal energy), waarmee zonlicht via parabolische spiegels wordt geconcentreerd en rechtstreeks omgezet in warmte. Het logistieke bedrijf Adpo uit Beveren, bijvoorbeeld, heeft een zonnespiegelpark met 1.100 m² parabolen in gebruik genomen om op jaarbasis 500 MWh gas te vervangen.
Duurzaam energie besparen
In magazijnen zijn er ook tal van mogelijkheden om naast energierecuperatie en alternatieve energieproductie op duurzame wijze energie te besparen. “Een belangrijke methode om energie te besparen is compact stockeren”, legt Antolin uit. “Door goederen in de hoogte op te slaan kunnen we de vloeroppervlakte reduceren met 50 tot zelfs 90%. Zo hadden wij een klant die een magazijn had met een vloeroppervlakte van 450 m² en een hoogte van 12 m. Anderzijds waren de rekken amper 2 tot 3 meter hoog.
Maar de ruimte daarboven moest wel verwarmd worden in de winter en gekoeld in de zomer. Bovendien moest die lege ruimte ook verlicht en verlucht worden. Door de volledige hoogte te benutten met verticale opslagsystemen kon de vloeroppervlakte gereduceerd worden tot amper 40 m²”. Mart wijst er op dat “automatisering een hogere opslagdichtheid mogelijk maakt, wat tot een lager energieverbruik leidt. Dematic werkt aan een 'dark warehouse', een sterk geautomatiseerd magazijn waarin handmatige arbeid wordt geminimaliseerd.
Hier kunnen de verlichting en airconditioning bijna volledig uitgeschakeld worden (behalve voor gevoelige producten) of tot een minimum gedimd worden in functie van de robotcamera's." Daarnaast kent Mart nog andere methodes om energie te besparen in magazijnen: "Bij Dematic hebben we vorig jaar een nieuwe productlijn uitgebracht voor transportbanden die, dankzij nieuwe technologieën en talloze laboratoriumtesten, 15% minder stroom verbruiken. Een andere manier is de verlaging van het operationele gewicht van bijvoorbeeld onze AGV’s en andere robotsystemen.”
Belang van software
Software speelt een steeds belangrijkere rol in de optimalisatie van het energieverbruik. “Ons softwarepakket Gigasoft.Extended is een WMS dat er onder andere voor zorgt dat de liften zo weinig mogelijk bewegingen maken”, verklaart Antolin. “Wanneer bijvoorbeeld op een bepaald plateau artikels liggen voor tien verschillende ordernummers, dan gaan we dat plateau niet voor elk ordernummer apart naar beneden brengen. We doen dat slechts eenmaal voor alle tien de orders samen.
Het WMS zorgt er ook voor dat de ‘fast movers’ dicht bij de uitgang onderaan gestockeerd worden. Op die manier levert het WMS een flinke energiebesparing op.” Ook Mart bevestigt dat software een cruciale rol speelt. “We gebruiken het Dematic iQ softwareplatform om bij onze klanten zowel het verbruik en de recuperatie van energie als de opslag en picking van goederen te optimaliseren.
Wanneer bijvoorbeeld een machine tussen de orders inactief is, schakelt de automatische slaapstand de stroom uit, zelfs al is het maar voor een kort moment. Ook worden verbruikspieken van het totale systeem afgevlakt door minder dringende taken uit te stellen tot momenten met een laag energieverbruik of door een uitgestelde start van de SRM's.”
Kadertekst: Warmterecuperatie
Hoe belangrijk is warmterecuperatie in de logistieke sector? “Warmterecuperatie wordt vooral toegepast in koelmagazijnen”, weet Frederik Loeckx. “De warmte die door warmtepompen wordt onttrokken aan de koelruimtes kan gebruikt worden voor de verwarming van andere zones, zoals gewone magazijnen, kantoren … Deze technologie wordt bijvoorbeeld gebruikt bij groothandels in vleeswaren in de Antwerpse haven.”
