В поисках энергии

Инновационные технологии зарядки для вилочных погрузчиков

 

За электрическими двигателями будущее. Это в полной мере относится не только к автомобилям, но и к вилочным погрузчикам. Ключевым элементом развития электрических двигателей стала разработка литий-ионной технологии. Каковы достоинства и недостатки различных типов батарей? Как будут развиваться литий-ионные батареи в будущем? Как извлечь из их работы максимальную выгоду?

Свинцово-кислотные или литий-ионные: какие батареи лучше?

 

 
Всё зависит от поставленной задачи. С одной стороны, у тех, кто работает в односменном режиме, есть много времени для зарядки или замены батарей, и время, затраченное на эти процедуры, не помеха их работе. Они пока имеют возможность продолжить удобно работать на свинцово-кислотных батареях. С другой стороны, напротив, каждый, кто использует современные максимально синхронизированные и частично автоматизированные логистические процессы, уже не может игнорировать литий-ионную технологию.
 
 

Литий-ионные батареи

Литий-ионные аккумуляторы предлагают многочисленные преимущества. Они имеют более высокую энергоемкость, более эффективны и долговечны. К тому же они требуют значительно меньше обслуживания, чем свинцово-кислотные батареи. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы можно заряжать во время коротких перерывов в работе. Возможность подзарядки батареи без необходимости полностью останавливать работу машины на длительный срок – это важнейший шаг к непрерывной двух или даже трехсменной работе.


 
 

Высокая производительность и безопасность

Регулярно поступают сообщения о неисправностях и даже возгораниях аккумуляторов, используемых в автомобилях. К аккумуляторам промышленных погрузчиков применяются другие правила эксплуатации. Даже при повседневном использовании без аварий возможная нагрузка значительно выше, чем в автомобиле. Именно поэтому батареи погрузчиков Linde сконструированы таким образом, чтобы они не повреждались даже в случае аварии. Многоступенчатая система безопасности литий-ионных батарей Linde защищает отдельные элементы, модули, а также всю батарею в сборе. Например, компания Linde использует материал для изготовления катодов и анодов, отличный от материалов производителей автомобильных аккумуляторов. Этот материал гораздо менее подвержен действию высоких температур. Цельнолитой стальной корпус также защищает батарею в случае аварии.
 
 

Литий-ионные батареи работают под высоким напряжением

 

 
Самые большие изменения происходят в структуре энергоснабжения. Компаниям, которые планируют использовать несколько машин с литий-ионными батареями, необходимо, в частности, предусмотреть электросети, выдерживающие более высокую нагрузку. В зависимости от размера парка погрузчиков складские или производственными площадки должны быть снабжены дополнительными местами для подзарядки, дополнительными кабелями и розетками, просто увеличить энергопотребление будет недостаточно. При переходе на литий-ионную технологию высвободится место, где ранее хранили и производили зарядку свинцово-кислотных батарей. Инфраструктура для зарядки литий-ионных батарей не требует много места, клиенты могут разместить ее по своему усмотрению. Это также позволит использовать короткие перерывы в работе для подзарядки батарей.
 
 

Индукционная зарядка – технология будущего

Литий-ионные аккумуляторы все еще заряжаются с помощью традиционных проводных зарядных устройств. Электромагнитная индукция делает процесс зарядки гораздо проще. Магнитное поле генерируется на зарядной станции с помощью катушки-передатчика. Когда погрузчик подъезжает к зарядной станции, напряжение переменного тока генерируется в одной из катушек погрузчика, которая в свою очередь заряжает батарею. Зарядные станции могут быть выполнены в виде фиксированных точек соприкосновения или рельсов, или в виде поверхности пола, на котором стоит погрузчик. Однако, требования к безопасности работы увеличивают при использовании этой технологии.
 

 
Зарядные станции оснащены системами, которые автоматически обнаруживают посторонние предметы (Foreign Object Detection) и живые существа (Living Object Detection), случайно оказавшиеся рядом с ними. Кроме того, зарядные станции и заряжающиеся от них погрузчики должны взаимодействовать друг с другом и обмениваться информацией о таких основных параметрах, как уровень заряда, необходимость в подзарядке и максимально допустимый уровень заряда. Преимущество этой системы состоит в том, что взаимодействующие элементы сетевой инфраструктуры являются неотъемлемой частью интеллектуальной системы управления парком техники, потому что в интралогистике будущего роботизированные транспортные средства будут постоянно взаимодействовать друг с другом.
 
 

Индивидуальные решения для работы в несколько смен

 

 
Литий-ионные батареи позволяют точно адаптировать энергосистему погрузчика для конкретных условий эксплуатации. В зависимости от индивидуальных предпочтений клиент получает эффективное решение для стоящих перед ним задач. Например, компания Linde может точно адаптировать энергосистему каждого погрузчика к соответствующим требованиям и таким образом оптимизировать потребление энергии.

Несмотря на большую энергоемкость литий-ионных аккумуляторов в некоторых случаях ее может оказаться недостаточно, например, при интенсивной трехсменной работе. Поэтому компания Linde MH разрабатывает специальные схемы работы с короткими подзарядками для клиентов, имеющих именно такие потребности. Они требуют использование батарей с быстрым циклом зарядки и, соответственно, более мощных зарядных устройств. Преимущества такого решения очевидны: одна литий-ионная батарея может заменить от 4 до 6 свинцово-кислотных батарей при трехсменном режиме работы.


 
 

Литий-ионные батареи – технология с большим будущим

Литий-ионные батареи зарекомендовали себя на практике и имеют отличные перспективы развития. Наибольший потенциал кроется в дальнейшем развитии электродных материалов. Эксперты прогнозируют, что в ближайшие годы емкость литий-ионных батарей увеличится на 40 процентов. Это стало возможным благодаря анодам, которые увеличивают их емкость с помощью обогащенных кремнием материалов, и высоковольтными стабилизированными электролитами, которые значительно улучшают производительность катодов.

Технология зарядки на топливных элементах также актуальна для будущих поставок складской техники с электрическим приводом. Ее главные преимущества состоят в очень большой энергоемкости и возможности быстрой подзарядки. Кроме того, у таких батарей нет выбросов, они выделяют только воду. Недостатками являются затраты на производство и хранение водорода, более высокие затраты на обслуживание и низкая эффективность. Тем не менее, пользователи в США в настоящее время уже эксплуатируют около 16 000 погрузчиков с водородным приводом – также благодаря целенаправленной политике продвижения этого альтернативного источника энергии.

Еще одной интересной технологией хранения энергии будущего могут стать так называемые «суперконденсаторы». С помощью этих твердотельных аккумуляторов энергия накапливается за счет смещения зарядов в самом материале. Принцип многообещающий, потому что позволяет обходиться без занимающего много времени процесса химической реакции. Однако энергоемкость таких батарей все еще слишком низка, а цены весьма высоки. Начальные решения, основанные на этой технологии, уже можно найти в интралогистике, особенно в автоматизированных стационарных системах, где батареи можно быстро заряжать. Однако им еще придется пройти долгий путь, прежде чем их можно будет широко использовать.

До тех пор литий-ионная технология остается основным элементом интеллектуального энергопотребления в интралогистике благодаря своим очевидным преимуществам. Высокая энергоемкость, производительность и простота в использовании при сравнительно умеренных ценах в настоящее время не доступны другим источникам энергии.