Download het artikel in 
Vandaar dat Sirris en FMTC recent het traject ‘Ecomechatronics’ opstartten. Hierbij is het de bedoeling om eerst via audits verbeterpunten te identificeren en daarna relevante resultaten van toponderzoek ter beschikking van de machinebouwers te stellen.
Vroeger werd er weinig belang aan het energieverbruik van machines gehecht. De gebruikers wilden immers vooral ‘performantie’. Maar vandaag ligt de situatie wel enigszins anders. Joe De Waele, Business Development Manager van FMTC: “De industrie vraagt in toenemende mate machines met een minimale ecologische voetafdruk, een minimale ‘cost of ownership’ en een hoger gebruikerscomfort. De uitdaging voor de toekomst is dan ook om energie-efficiëntie, gebruikerscomfort en performantie samen te bekijken. Helaas is dit geen evidentie voor de machinebouwers: vooral op het vlak van energie-efficiëntie staan ze voor grote uitdagingen. Want een reductie van het verbruik heeft dikwijls invloed op de performantie. En de combinatie met de vraag naar meer gebruiksvriendelijkheid maakt de zaak nog complexer. Want extra sensoren en geïntegreerde elektronica vragen extra vermogen! Vandaar dat de machinebouwers hun troefkaarten vooral op energie-efficiëntie zullen moeten inzetten.”
Talrijke mogelijkheden
Volgens Sirris en FMTC staan de machinebouwers echter niet voor een onmogelijke opdracht. Anje Van Vlierberghe, Programma Manager Mechatronica bij Sirris en Trajectleider van Ecomechatronics: “Er is intussen al heel wat onderzoek op dit vlak verricht, dit zowel vanuit academische hoek als van grote spelers in de markt. Als we de resultaten bekijken, zien we enkele oplossingen die perfect op de uitdagingen van machinebouwers en hun partners kunnen inspelen.
Bijvoorbeeld: hoe energieverliezen ten gevolge van wrijving of slijtage en trilling- en geluidsemissies verminderen. Maar ook complexe oplossingspistes, zoals lokale energieopslag en -recuperatie of hernieuwbare energiebronnen integreren. Denk voor lokale energie-opslag aan het toepassen van supercapaciteiten: deze supercondensatoren hebben een bijzonder hoge opslagcapaciteit. We spreken van duizend keer groter dan die van een elektrolytische condensator met hoge capaciteit. Ze zijn geschikt voor toepassingen die een hoog vermogen en snelle laadcycli vereisen. Momenteel vinden supercondensoren hun toepassing in spoorvoertuigen en hybride voertuigen, zoals bussen en personenwagens.
In de machinebouw zullen vooral machines met hoogdynamische bewegingen in aanmerking komen. Of veiligheidstoepassingen waarbij bij uitval van elektriciteit onmiddellijk piekvermogens moeten kunnen worden geleverd. Ook voor het gebruik van hogesnelheidsvliegwielen zien we potentieel. Vliegwielen zijn als mechanische batterijen: inertie ligt aan de basis van deze opslagmethode, waarbij (elektrische) energie wordt omgezet in de kinetische energie van een roterend wiel. Deze oude techniek kreeg een boost door recente ontwikkelingen in de Formule 1.”
Een andere optie bestaat erinde sturing intelligenter te maken, zodat deze bijvoorbeeld actief gaat remmen, de werking van een machine beter controleert of de gepaste combinatie van vermogenbronnen (bv. uit de batterij of de verbrandingsmotor) selecteert. Tenslotte is er bij het ontwerp van machines nog potentieel om niet enkel op componentniveau, maar ook op systeemniveau slim met energie om te gaan. Net zoals je in gebouwen energierecuperatie kan toepassen bij een dalende lift om een andere lift te laten stijgen.
Kleinere spelers hebben hulp nodig
Toch blijken niet alle machinebouwers op de hoogte van deze oplossingen te zijn. Vooral Vlaamse KMO’s kunnen op dit vlak extra ondersteuning gebruiken. Anje Van Vlierberghe: “Hun R&D-afdeling is soms té beperkt om met dergelijk structureel onderzoek bezig te zijn: de aandacht ligt terecht meer op operationele taken. Niettemin spelen ook deze bedrijven op mondiaal vlak een belangrijke rol: Vlaanderen is immers wereldwijd gekend om haar hightech machinebouw. Wil ze deze leidersrol consolideren, dan is het belangrijk dat de minder grote spelers eveneens met systemen op de proppen komen die aan de nieuwe marktvragen voldoen. Vandaar dat we, samen met FMTC, hebben besloten om vooral dit segment een handje toe te steken in de vorm van een ‘EcoMechatronics’-traject.”
Ecomechatronics?
Over wat gaat het? In eerste instantie werd op basis van wetenschappelijke literatuur een ecomechatronische audit ontwikkeld. Die brengt de eco-impact van een machine of mechatronisch systeem in kaart aan de hand van een geïntegreerde, meetgebaseerde aanpak, en doet aanbevelingen voor een meer ecologisch machineontwerp. Zo kan het potentieel inzake energie- en materiaalefficiëntie, ergonomie, geluid- en trillingniveaus, performantie en onderhoud worden blootgelegd.
Deze audit wordt nu gevalideerd via een aantal ‘testcases’, waarna de resultaten zullen worden gebruikt om een ‘EcoMechatronics’-kaart op te stellen: een lijst van innovatie-aanbevelingen en ecodoelstellingen voor een nieuw machine- of systeemontwerp, waarmee bedrijven praktisch aan de slag kunnen om er een concreet innovatieplan mee te maken. Joe De Waele: “In het traject doen we kennis en ervaring op die voor veel Vlaamse bedrijven relevant is, zodat deze in de nabije toekomst machines met een gunstige eco-voetafdruk op de markt kunnen brengen.
Maar nu zijn we dus bezig met het uitvoeren van de audits. Tegen 2014 – wanneer het traject afloopt – willen we minstens vijftig machines op die manier analyseren. Intussen hebben er al meerdere firma’s in de gebruikersgroep ingetekend.” Anje Van Vlierberghe: “Op heden is één van deze audits al afgerond. Het gaat om een professionele hakselaar van de firma Vandaele.”
door Els Jonckheere, Engineeringnet Magazine
