Baterie trakcyjne należą do najbardziej obciążonych spośród wszystkich źródeł energii. Stosowane są m.in. w wózkach widłowych, podnośnikach magazynowych, wózkach platformowych, a także innych, wykorzystywanych do za- i wyładunku towarów. Nierzadko prace wykonywane przez urządzenia z tego rodzaju bateriami mają charakter ciągły, dystrybutorzy podkreślają zatem, jak ważne jest to, by akumulatory znajdowały się w odpowiedniej kondycji. Jeśli nie są, mogą pojawiać się przestoje w pracy, a one słono kosztują.
           
Rodzaj ma znaczenie
   
W stosowanych powszechnie wózkach widłowych do zasilania od lat stosowano baterie kwasowe, ołowiowe z elektrolitem w postaci płynnego roztworu kwasu siarkowego lub w postaci żelu, jak również baterie zasadowe, niklowo-kadmowe, gdzie elektrolitem jest zasada potasowa. I tu postęp technologiczny jest widoczny, np. akumulatory XFC oferowane przez FIAMM Motive Power są w pełni bezobsługowe, a emisja gazów (wodoru) została zredukowana do wartości bliskich zeru. Największe zalety tych baterii to możliwość bardzo szybkiego ładowania oraz podładowywania bez utraty ich żywotności. W ciągu godziny jest możliwe naładowanie takiej baterii od poziomu jednej czwartej, do trzech czwartych pojemności użytkowej.

 

EnerSys proponuje m.in. baterie Hawker Evolution, produkty bezobsługowe wykonane w technologii żelowej. Mogą być rozładowywane do 80 proc. pojemności znamionowej. Żywotność baterii to około 1,2 tys. cykli ładowań i rozładowań (średnio oznacza to 5 lat pracy w trybie jednozmianowym). Do ich ładowania dedykowane są prostowniki Hawker Lifeplus, Powertech HF lub Lifetech, które umożliwiają naładowanie baterii w czasie 8 godzin przy 60 proc. rozładowaniu i 12 godzin przy 80 proc. rozładowaniu. Specjaliści wyliczyli, że zaawansowanie techniczne wymienionych prostowników zapewnia pełne naładowanie przy relatywnie niskim współczynniku ładowania i bez niebezpieczeństwa przeładowania baterii, a oszczędność kosztów energii sięga 30 proc. Bateria Evolution nie wymaga uzupełniania wody. Elektrolit żelowy oparto na bardzo rozproszonej mieszaninie kwasu siarkowego, wody i krzemionki.

 

Taka konstrukcja zapobiega wyciekom kwasu, ale także zapewnia jednorodną strukturę kwasu podczas cyklu pracy. Bateria nie wymaga konserwacji w ciągu całego okresu eksploatacji. Dzięki wewnętrznej cyrkulacji gazu i specjalnemu reżimowi ładowania, niska emisja gazów pozwala na zdecentralizowane ładowania wózka lub wyposażonego w baterię urządzenia, albo umożliwia wykorzystanie uproszczonego pomieszczenia ładowania. Rezultatem jest redukcja kosztów inwestycyjnych. Elementem wyposażenia baterii może być specjalny kontroler, niewielkie urządzenie montowane na baterii, na bieżąco rejestrujące poszczególne parametry, np. warunki pracy, ilość cykli, sposób ładowania. Gromadzone w ten sposób informacje można wykorzystać do analizy stanu baterii.

 

 

Liberator Gold jest produktem Exide Technologies. Konstruktorzy zwracają uwagę m.in. na zmniejszoną zawartość niskostopowego antymonu, co skutkuje np. ma ułatwionym ładowaniem. Rezultatem ma być m.in. ograniczenie kosztów. Dystrybutorzy podkreślają, że bateria Liberator Gold jest odpowiednim rozwiązaniem w sytuacji, jeśli warunki eksploatacyjne wymagają zwiększonych odstępów czasowych uzupełniania wody. Wykorzystano sprawdzone i znane z niezawodności technologie rurkowe (uzupełnianie wody może być wydłużone do 200 dni). Ta szczególna cecha wynika z budowy nowych komórek i małej wysokości płyty, co powoduje większą rezerwę elektrolitu, a obniżona zawartość antymonu w stopie ołowiu ogranicza straty wody. Baterię zaopatrzono w czujnik monitorowania i system do szybkiego uzupełniania wody.

 

  
Tobiasz Jakubczak, Specjalista ds. produktu, STILL Polska, podkreśla, że swoistym momentem przełomowym było wprowadzenie seryjnego wózka EXU Li-Ion. – Ten ruch spopularyzował wśród naszych klientów akumulatory tego typu. Choć rozwiązanie nie jest standardem w przypadku innych wózków, zdarza się, że wdrażamy je na życzenie partnera również dla innych maszyn. Dodatkowo, projektanci nieustannie dążą do zmniejszenia zapotrzebowania na prąd dzięki systemom ograniczającym zużycie energii. Choć zmiany nie zawsze mają bezpośredni związek z technologiami wykorzystywanymi w pracy akumulatora, w efekcie kolejne elektryczne nowości STILL pracują dłużej na jednym ładowaniu baterii – wylicza T. Jakubczak.

 

Baterie litowo-jonowe są urządzeniami gromadzącymi i oddającymi energię elektryczną, w którym jedna z elektrod jest wykonana z porowatego węgla, a druga z tlenków metali. Rolę elektrolitu pełnią natomiast złożone chemicznie sole litowe rozpuszczone w mieszaninie organicznych rozpuszczalników.

 

Baterie litowo-jonowe wykorzystują też producenci i dystrybutorzy wózków innych marek. Linde ma już maszynę City Truck serii 1130, Jungheinrich ma wyposażony w baterię litowo-jonową wózek unoszący typ EJE 112i. Zastosowana w nim bateria waży zaledwie 14 kg, co obniża ciężar całego urządzenia o ok. 150 kg w porównaniu do wózka „wyjściowego” EJE 116. Wyższy współczynnik sprawności oraz mniejszy ciężar, niecałe 290 kg, przekładają się na niższe zużycie energii. Baterie skuteczniej przechowują i dostarczają energię elektryczną niż tradycyjne akumulatory kwasowo-ołowiowe, które często potrzebują 6–12 godzin ładowania. Dzięki szybkiemu ładowaniu w czasie przerw, baterie litowo-jonowe mają wpływ na zwiększenie produktywności. – Dzięki temu wózki widłowe są w stanie działać jeszcze dłużej, wykorzystując cały swój potencjał – czytamy w komunikacie Toyota Material Handling, która testami objęła m.in. elektryczne wózki paletowe, zwykle używane są w pracach wielozmianowych. Zgodnie z ówczesną zapowiedzią Johana Rosena (TMHE), w ubiegłym roku trafiły pierwsze seryjne maszyny, np. BT Levio serii P z bateriami tego rodzaju.

 

W prowadzonych od ponad czterech lat testach praktycznych u klientów o różnej specyfice pracy, baterie litowo-jonowe wykazały swoją wyższość nad stosowanymi dotychczas bateriami kwasowymi. Ich zalety objawiły się m.in. tym, że można było wykorzystać do tej samej pracy jedną baterię litowo-jonową zamiast dwóch baterii kwasowych, a dodatkowo była ona o mniejszej pojemności niż stosowane wcześniej. Dzięki temu można było całkowicie zrezygnować z wymiany baterii w wózkach i zaoszczędzić znaczną ilość miejsca, które normalnie trzeba by przeznaczyć na akumulatorownię. – Dzięki temu, że baterie nie wydzielają podczas ładowania żadnych gazów, stanowiska ich ładowania można było rozmieścić bliżej miejsca pracy wózków, dodatkowo oszczędzając czas, który był potrzebny na dojazd do stanowiska wymiany baterii. Uzyskanie takich wyników jest możliwe dzięki kolejnej właściwości baterii litowo-jonowych, jaką jest możliwość szybkiego ładowania. Baterie te można ładować w bardzo krótkim czasie, nawet 2 godzin i nieograniczoną ilość razy bez wpływu na ich żywotność. Dzięki temu możemy doładowywać baterię w każdej wolnej chwili, jak przerwa śniadaniowa, przerwa między załadunkami czy zmiana operatora – tłumaczył Mariusz Szewczyk, Dyrektor Sprzedaży Europa Środkowa i Wschodnia, BENNING Power Electronics.

 

T. Jakubczak (STILL) ocenia, że w związku ze skróceniem czasów ładowania i umożliwieniem częściowego ładowania, baterie litowo-jonowo mają ogromny potencjał jako rozwiązanie dla przedsiębiorstw działających w systemie wielozmianowym. – Jeśli z czasem technologia upowszechni się wystarczająco, by obniżyły się ceny tego typu akumulatorów, możemy liczyć, że zyskają one popularność również w innych zastosowaniach – prognozuje nasz rozmówca.

 

I tu też sytuacja jest dynamiczna, niedawno firma BENNING Power Electronics przedstawiła m.in. baterię litowo-jonową w wersji 48 V. W trakcie ładowania tej baterii nie trzeba wyjmować jej z wózka. Pracuje ona wyłącznie na doładowaniach, a okres żywotności wynosi 3 tys. cykli (przy 100-procentowych rozładowaniach). W porównaniu ze standardowymi bateriami dostępnymi na rynku oznacza 2,5-krotnie dłuższą żywotność przy pełnych cyklach. Jak wyliczono, redukcja kosztów operacyjnych związanych z obsługą takiej baterii (wymiana, serwis itd.) sięga niemal dwóch trzecich. BENNING pokazał również inną baterię litowo-jonową 48 V przeznaczoną do większych wózków, czołowych i typu reach-truck, w których bateria również odgrywa rolę przeciwwagi.

 

– Jesteśmy dobrej myśli, jeśli chodzi o stosowanie akumulatorów litowo-jonowych w wózkach widłowych i pojazdach magazynowych. Ten rodzaj akumulatora sprawdził się i zapewne spisze się wyśmienicie po zastosowaniu go w gamie wózków widłowych Mitsubishi napędzanych prądem o napięciu 24 V – komentował Jan van den Elsakker, Kierownik ds. produktów magazynowych Mitsubishi, kolejnej z firm, która baterie litowo-jonowe wprowadziła już do oferowanych środków transportu magazynowego.
                              
Adam Brzozowski

 

***

 

– Wymagania klientów względem zasilania trakcyjnego są uzależnione od charakterystyki procesów intralogistycznych funkcjonujących w danym przedsiębiorstwie. W zakładach, gdzie stosuje się wielozmianowy tryb pracy, a pojazdy muszą być gotowe do pracy praktycznie bez przerwy, kluczowe znaczenie ma czas pełnego ładowania. Mile widziane są również baterie umożliwiające szybkie, częściowe ładowanie akumulatora. W firmach pracujących na jedną zmianę, pożądane są wózki, które będą w stanie pracować przez cały czas jej trwania bez konieczności ładowania.