Schöler/Linde: Lithium-Ionen-Technologie schlägt Bleibatterie

Im Mehrschichtbetrieb in Logistik und Produktion ist die ständige Verfügbarkeit von Stapler und Co. absolutes Muss. Eine sichere und zuverlässige Energieversorgung ist daher unverzichtbar. Mit herkömmlich verwendeten Bleibatterien ist dies jedoch nur schwer umzusetzen – lange Ladezeiten, eine hohe Selbstentladungsrate und eine große Unfallgefahr beim notwendigen Batteriewechsel sind nur einige von vielen Nachteilen. Eine echte Alternative stellen Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren (LiFePO4) dar. Doch wie lassen sich mit der Lithium-Technologie die Betriebskosten um bis zu 50 Prozent senken? Welche weiteren Vorteile hat sie und welche Branchen profitieren besonders von ihr?

Besonders im Mehrschichtbetrieb kann sich der Umstieg auf den LiFePO4 für Lagertechnikgeräte aufgrund seiner positiven Eigenschaften lohnen. Eine entscheidende Rolle spielt die Möglichkeit, Lithium-Systeme flexibler zu laden, denn das bei Bleibatterien schädliche Zwischenladen führt bei ihnen sogar zu einer besseren Leistung. Die Kaffeepause des Fahrers oder die Warenannahme können so zum Laden der Batterie genutzt werden, ohne dass diese einen Schaden davonträgt. Dadurch richtet sich der Ladevorgang stets nach dem Arbeitsablauf – und nicht umgekehrt. „Für Lithium-Eisenphosphat-Akkus sind häufige Zwischenladungen die optimale Lademöglichkeit, denn die thermische Belastung ist durch die nur kurzen Ladeimpulse gering. So erhöht sich die Lebensdauer der Akkus und die Geräte sind ständig einsatzbereit“, weiß Wolfgang Großmann, Technischer Leiter der Schöler Fördertechnik AG. Bis zu 16 Prozent des Ladebedarfs werden zudem über die Energierückgewinnung beim Bremsvorgang abgedeckt, da Lithium-Ionen-Batterien die hierbei entstehenden Spannungsspitzen auffangen können. Selbst wenn das System einmal vollständig entladen ist, benötigt das System nur etwa 90 Minuten, um 100 Prozent zu erreichen. Die Selbstentladung beträgt nur zwei Prozent pro Monat, bei der Bleibatterie ist sie mehr als doppelt so hoch.

Dank dieser positiven Ladeeigenschaften entfällt bei der neuen Technologie auch der Batteriewechsel im Mehrschichtbetrieb. Diese sind nicht nur mit körperlich anspruchsvoller Arbeit verbunden, sondern auch mit einer großen Unfallgefahr. Im Vergleich zur konservativen Batterie verbraucht eine Lithium-Ionen-Batterie 40 Prozent weniger Strom. Zudem verfügt sie mit etwa 2.800 Vollzyklen über eine doppelt so lange Lebensdauer wie eine Bleibatterie. Weiteres Plus: Am Ende ihres Lebenszyklus lässt sich die Batterie vollständig recyceln. Insgesamt können die Betriebskosten so um bis zu 50 Prozent gesenkt werden. „Die Anschaffungskosten amortisieren sich bereits nach einer Einsatzzeit von unter drei Jahren. Durch eine individuelle Analyse mit fixen Faktoren, gepaart mit unseren Erfahrungswerten, lässt sich dieser Zeitraum einfach und individuell bestimmen“, so Marcus Hahn, Verkaufsleiter der Schöler Fördertechnik. Auch in puncto Sicherheit bietet die Lithium-Ionen-Batterie Vorteile. Bei der klassischen Bleibatterie entweicht beim Ladevorgang Wasserstoff – allgemein bekannt als Knallgas -, der hochexplosiv ist und außerdem die Oberfläche der Batterie befeuchtet. Dadurch werden Staub und Dreck gebunden. Dies ist besonders beim Einsatz in Reinräumen, die für die Pharma- und Lebensmittelbranche vorgeschrieben sind, problematisch. Lange Wege zur Ladestation und die Anschaffung aufwendiger Absauganlagen sind die Folge. Bei Lithium-Ionen-Batterien hingegen entstehen beim Ladevorgang keine gefährlichen Gase und die Batterie bleibt trocken. Zudem entfällt bei der Lithium-Ionen-Technologie die laufende Kontrolle des Wasserstands der Batterien. Das System ist damit absolut emissions- und wartungsfrei. Auch für Anwender, die in ihrem Lager nur begrenzt Platz für Ladestationen haben, sind Lithium-Systeme sehr geeignet.

Aufgrund ihrer kurzen Ladezeiten und Zwischenlademöglichkeiten ist hier ein Induktionsladeverfahren besonders praktisch. Seit 2015 im Live-Betrieb bei einem Kunden der Schöler Fördertechnik erfolgreich im Einsatz, benötigt das neue Verfahren keinen Platz für Ladestationen. Die Ladespulen können ganz einfach an beliebigen Standorten montiert werden, wie zum Beispiel an einer Wand. So kann der Fahrer den Stapler auch bei kurzen Pausen oder während Arbeiten, bei denen das Fahrzeug nicht genutzt wird, laden, indem er vor der Ladespule parkt. Besonders im Bereich automatisierter Betriebsabläufe schließt das System eine weitere Lücke und sorgt auch hier für den fahrerlosen Einsatz. Steckverbindungen zwischen Batterie und Ladegerät gibt es keine: Die Energie wird durch die Luft übertragen. Sofort nach dem Parken beginnt der Ladevorgang und endet, sobald der Fahrer weiterfährt. Das System identifiziert das Fahrzeug und weiß so automatisch wie viel Strom das jeweilige Gerät benötigt. Durch das Verfahren wird die Sicherheit beim Laden erhöht, denn kein Stapler kann mit einer zu großen oder zu niedrigen Leistung angeschlossen werden. Eine Wartung ist auch hier nicht notwendig, da es keine Steckverbindungen gibt, die verschleißen könnten. „Wir sind in der Lage, alle 24-Volt-Geräte vom Niederhubwagen bis hin zum Schlepper und Stapler mit dem Lithium-Ionen-Energiesystem auszustatten. Dank der Lithium-Technologie ist nun ein flexibleres und effizienteres Arbeiten möglich“, berichtet Großmann.

Mit Hilfe von individueller Energiebedarfsermittlung und -berechnung werden die passenden Systeme und Umfänge für den jeweiligen Einsatz definiert. Im Gebiet der Schöler Fördertechnik sind bereits mehr als 150 Systeme im Einsatz. „Da die Rückmeldungen unserer Kunden so positiv sind, werden wir in Kürze auch 48-Volt-Geräte anbieten. Bei positiven Feldtests stehen die Systeme bis Anfang 2016 zur Verfügung. Gerade für den Mehrschichtbetrieb sind die geringen Ladezeiten und die Möglichkeit des Zwischenladens extrem profitabel. Der um 40 Prozent verringerte Strombedarf, die längere Lebensdauer und die entfallenden Wartungen rechtfertigen den höheren Anschaffungspreis – der sich bereits nach weniger als drei Jahren amortisiert hat. „Langfristig wird die Lithium-Ionen-Technologie die klassische Bleibatterie ablösen. Sie ist das System der nahen Zukunft“, so der Experte.