EO

Op zoek naar energiebesparende oplossingen voor hybride motoren

11 maart 2019 om 12:57 uur

De druk wordt steeds groter om bij bouwmachines over te schakelen van fossiele brandstoffen op schonere en stillere alternatieven. Terwijl de technologie die het mogelijk maakt om uitsluitend batterijgevoede energie te leveren voor kleinere bouwmachines nu beschikbaar is en ook wordt toegepast, zijn diezelfde mogelijkheden voor grotere machines met hogere en meervoudige eisen nog niet op het gewenste niveau. Dat betekent dat er goede hybride oplossingen nodig zijn om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen.

 

Er zijn al grote stappen gezet met kleinere machines, zoals vorkheftrucks die 100% elektrisch worden aangedreven. Wat ooit luidruchtige, vervuilende, brandstofverslindende voertuigen waren, zijn nu kleiner en werken met nul lokale emissies op fluisterstille decibelniveaus. Hun geringe uitstoot betekent ook dat ze zowel binnen als buiten veilig kunnen worden gebruikt.


Maar als we bij de zware machines aankomen, zijn er nog heel wat uitdagingen te overwinnen. Vanwege hun zware werkcycli kunnen deze machines niet worden aangedreven door uitsluitend elektriciteit. Dat betekent dat hybride oplossingen moeten worden onderzocht en toegepast.


Het goede nieuws is dat de accutechnologie zich begint te ontwikkelen met meer vermogen en een langere levensduur zonder dat dit van invloed is op de totale grootte en het gewicht; dit maakt het waarschijnlijker dat op termijn ook grotere machines volledig elektrisch kunnen worden aangedreven.
Sommige typen machines kunnen ook rechtstreeks vanuit het stopcontact worden gevoed. Deze ontwikkeling heeft betrekking op de hele industrie, te beginnen bij de machinebouwers en Original Equipment Manufacturers (OEM's).


Verder zijn er momenteel drie potentieel bruikbare hydraulische oplossingen die goed geschikt zijn voor elektromobiliteit.

 

Power-on demand met elektrohydraulische pompen (EHP) oftewel ePumps

De elektrohydraulische pomp (EHP) lijkt sterk op een traditioneel systeem, maar werkt zonder een intern verbrandingssysteem. In plaats daarvan wordt gebruik gemaakt van een elektromotor, die gekoppeld is aan een hydraulische pomp, bestuurd door een krachtige mobiele verharde aandrijving. De populairste EHP is ontworpen met een diesel-elektrische hybride en alle elektrische mobiele toepassingen in het achterhoofd, en slaat geen energie op. De EHP bespaart kosten door gebruik te maken van energie op aanvraag en werkt met variabele pomp-/motortoerentallen. In de meeste toepassingen zorgt dit ervoor dat de EHP het brandstofverbruik met 5%-20% kan verminderen in vergelijking met een standaard load sensing (LS) systeem. Bovendien reduceren EHP-systemen zowel de uitstoot als het geluidsniveau tijdens het gebruik. De grootste bijdrage aan de geluidsreductie is aangezien de power-on-demand functie waarmee de EHP kan worden uitgeschakeld wanneer deze niet in gebruik is.


Afhankelijk van de applicatie is het ook heel goed mogelijk om terugwinning in sommige EHP-systemen te integreren. Als het systeem zodanig is ontworpen dat de last de EHP kan terugdrijven en zowel als motor als ook als generator kan werken, dan kan de accu zelf opladen.

 

Energie besparen en recyclen met elektro-hydrostatische aandrijfsystemen (EHA)

Terwijl EHP kan worden gezien als de oplossing van vandaag, kunnen Elektro-Hydrostatische aandrijfsystemen (EHA) worden gezien als het antwoord voor morgen. Beslissen over het type toepassing en de gebruikscyclus zijn de grootste bepalende factoren bij de keuze voor het gebruik van een EHP- of EHA-systeem. Oorspronkelijk gebruikt in de luchtvaartindustrie, is elke EHA een onafhankelijk hydraulisch systeem dat een enkelvoudige cilinder, terugkoppelingssysteem, variabele snelheid, pomp, servomotor, elektrische aandrijving en besturingselektronica integreert in een compacte instelling die alleen een elektrische aansluiting nodig heeft om te werken.

erf 

Elektro-hydrostatische aandrijfsystemen (EHA)

 

Er zijn geen kleppen aanwezig in de EHA-systemen, wat betekent dat elke functie van de machine onafhankelijk is van de andere. Elke functie heeft zijn eigen pomp die als motor wordt gebruikt bij het terugwinnen van energie. Door het verwijderen van de gebruikelijke klepsturing neemt het energieverlies drastisch af, waardoor het systeem veel efficiënter wordt. Geschat wordt dat EHA het brandstofverbruik van een machine tot 50% kan verminderen.


Er is echter ook een keerzijde aan de EHA-technologie. De technologie kan niet achteraf worden ingebouwd in bestaande bouwmachines, maar kan alleen worden gebruikt bij het maken van nieuwe machines. In tegenstelling tot EHP, betekent EHA een enorme sprong voorwaarts in de technologie en een totale verandering ten opzichte van de manier waarop in de bouwsector al decennia lang gebouwd wordt. Dat betekent niet dat de technologie moet worden genegeerd, en naarmate de kosten van deze technologie dalen, zal EHA veel belangrijker worden met nieuw gebouwde machines die op de markt komen.

 

Het combineren van EHA en EHP

Veel toepassingen hebben verschillende functies. Met zoveel functies mogelijkheden binnen een bepaalde applicatie kan het gebruik van stroom aanzienlijk schommelen. Als het gaat om deze toepassingen, is de beste keuze meestal het creëren van een volledig op maat gemaakte oplossing die gebruik maakt van een combinatie van EHA en EHP. Zo kunnen bijvoorbeeld de functies die het meeste stroom verbruiken met energieterugwinning gebruik maken van EHA, terwijl een EHP-systeem de rest bedient. Er zijn ook tal van oplossingen waarbij cross-talk tussen EHA-kanalen kan worden gebruikt.

 

Dit artikel werd aangeleverd door Parker Hannifin

 

Kennis: IE Motoren

ie4Het realiseren van concrete energiebesparing en CO2-reductie door het toepassen van efficiënte aandrijfsystemen is een hot topic. Elektromotoren bepalen nu circa 69% van het elektriciteitsgebruik in de industrie. Door inzet van efficiënte elektrische aandrijfsystemen wordt geschat, dat het energieverbruik met 20 tot 30 procent kan worden verlaagd. Om dit te realiseren zijn op Europees niveau richtlijnen in werking getreden. De richtlijn voor energiezuinige elektromotoren (LOT 11) is al sinds 16 juni 2011 van kracht. Hiermee werd een eerste stap gezet naar een hoger efficiency-niveau voor IE motoren. Sinds januari 2015 is de EU- richtlijn verder aangescherpt en per januari 2017 volgt de volgende stap. 

 

White papers

whitepapersDownload hier white papers over het thema Aandrijven, regelen en besturen

 

 

 

Het eDrive systeem: een eenvoudige oplossing voor het testen van hybride aandrijvingen

Deze white paper behandelt alle variabelen die van belang zijn voor het meten en testen van hybride voertuigen en laat zien dat het eDrive systeem een geschikte  oplossing is; zelfs voor de meest complexe testbanken voor hybride aandrijvingen.

Download de white paper van HBM

 

Hoe machines en installaties worden voorbereid op verbinding met het IoT

De industriële-automatiseringswereld is versmolten met de eerste generatie IT-technologie. Dit was een voorwaarde voor de volgende stap naar Industrie 4.0: het netwerk van intelligente componenten in het Internet of Things.

 Download de white paper van Eaton 

  

13 veel voorkomende oorzaken van motorstoringen

Deze white paper laat zien hoe de 13 meest voorkomende oorzaken van het defect raken van de isolatie van wikkelingen en van lagers van tevoren kunnen worden vastgesteld.

Download de white paper van Fluke

  

Machineautomatiseringsconcepten die innovatie voor een gedigitaliseerde productie mogelijk maken

Om de uitdagingen van de gedigitaliseerde industriële toekomst het hoofd te kunnen bieden, automatiseren we machines met volledig schaalbare en naadloos herbruikbare technologieën.

Download de white paper van Omron

 

Push-In Plus-techniek

Bij het bouwen van een besturingspaneel is het aanbrengen van de bedrading bijna altijd een tijdrovende en kostbare klus. Met de gepatenteerde ‘Push-in Plus' techniek van Omron wordt die bedradingstijd met 60% gereduceerd.  

Download de white paper van Omron

 

Inspectiesystemen voor producttraceerbaarheid

De mogelijkheid om individuele producten in de toeleveringsketen naar de consument te traceren, wordt steeds belangrijker voor producenten van voedingsmiddelen, dranken, tabak en farmaceutische producten, geassocieerde machinebouwers en engineeringbedrijven. Het doel is om de immense markt van namaakproducten te bestrijden en/of te voldoen aan de vraag naar informatie door consumenten (van ‘boer tot bord').

Download de white paper van Omron

 

Van werkvloer tot directieniveau

Voor producenten zijn er steeds meer redenen om besturingssystemen voor afzonderlijke productielijnen en -apparatuur te integreren. De technologische ‘magie' om dit te realiseren is sneller, eenvoudiger en intelligenter dan ooit.

Download de white paper van Omron

   

Kosten verlagen door elektrische problemen en motorproblemen in fabrieken op te lossen

Simpele storingen kunnen hele productielijnen stilleggen. Zelfs het simpelweg vervangen van een zekering kan een half uur duren. Alleen al productieverlies kan in sommige industrieën wel 1000 euro per minuut kosten, en ergens anders kan een storing in zelfs een relatief klein onderdeel betekenen dat een hele partij tijdens de productie verloren gaat. 

Download de  white paper van Fluke

  

IXM: sneller uitrollen  van netwerken

De nieuwste trend in moderne industriële omgevingen is de snelle inzet en flexibiliteit van een netwerktopologie. het opwaarderen van de firmware en het instellen van de configuratie is een uitdagende taak, voor zowel IT'ers als system integrators. Advantech introduceert de eerste serie switches om het uitrollen en configureren van netwerken sneller en efficiënter te maken.

Download de white paper van Advantech

  

Selectie van proportionele regelventielen

Proportionele ventielen bieden een prijsgustige en compacte oplossing voor het regelen van flow of druk bij relatief lage flow-snelheden. Er zijn veel verschillende ontwerpen en stijlen voor uiteenlopende drukken en stroomsnelheden, met elektrische of elektropneumatische aansturing. Bij het kiezen van het juiste ventiel voor een toepassing is het belangrijk om de vereisten voor die toepassing De white paper leidt je door de belangrijkste overwegingen die van toepassing zijn voor de selectie van proportionele ventielen, om zo een weloverwogen keuze te kunnen maken.

Download de white paper van Asco

 

Motoren beveiligen voor de IE3 revolutie

Wat de ErP betekent voor schakel- en beveiligingssystemen en elektromotoren (white paper van Eaton)