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May 30, 2023

Umstieg auf einen Elektrostapler: So berechnen Sie den Batteriestrom

Die Elektrifizierung von Gabelstaplerflotten ist für viele Materialtransportbetriebe, die diesen Branchentrend aufholen, zu einer Priorität geworden. Bereits 2018 wurden in den USA über die Hälfte aller Gabelstapler verkauft

Die Elektrifizierung von Gabelstaplerflotten ist für viele Materialtransportbetriebe, die diesen Branchentrend aufholen, zu einer Priorität geworden. Über die Hälfte aller im Jahr 2018 in den USA verkauften Gabelstapler waren bereits elektrisch, und das Tempo der Umstellung auf Elektroantrieb hat sich in den letzten Jahren nur noch beschleunigt.

Die Umstellung von Flüssiggas (LPG) auf Elektrostapler (Abbildung 1) bringt greifbare und nachgewiesene Vorteile für alle Betriebe mit Gabelstaplern, darunter niedrigere Betriebs- und Gesamtbetriebskosten sowie sicherere, sauberere und leisere Bedingungen am Arbeitsplatz. Dank der Lithium-Gabelstapler-Batterietechnologie ist dieser Schalter für viele schwere Anwendungen geeignet. In diesem Artikel zeigen wir, wie Sie die Amperestundenkapazität (Ah) der Lithium-Gabelstaplerbatterie für den Umstieg auf Elektrostapler richtig berechnen.

Gabelstapler mit Verbrennungsmotor (ICE) werden auch heute noch von vielen Unternehmen eingesetzt, teils wegen der Trägheit des „Business-as-usual“ und teils, weil die Elektrostapler der alten Generation den Umstieg nicht zuließen. Ineffiziente Blei-Säure-Gabelstaplerbatterien weisen inhärente Einschränkungen auf und können Anwendungen mit hohem Energiedurchsatz, wie z. B. Papier und Verpackungen, Schnittholz und Metalle, insbesondere bei extrem niedrigen oder hohen Temperaturen und Außenbedingungen, nicht unterstützen. Lange Verfahrwege, das Hochfahren von Rampen, schwere Lasten, große Hubhöhen und die Verwendung von angetriebenen Anbaugeräten wie Büroklammern setzen die Stromquelle zusätzlich unter Druck.

Lithiumbatterien beseitigen diese Hindernisse für den Umstieg auf Elektrizität und reduzieren Betriebskosten und Umweltverschmutzung. Lithium-Batteriepacks können im Batteriefach gleicher Größe viel mehr Energie speichern als eine Blei-Säure-Batterie und können in Pausen und Mittagessen schnell aufgeladen werden, um mehrere Schichten am Tag zu überstehen. Dank der eingebauten Heizung und Isolierung funktioniert die Batterie der FROST-Serie auch bei extremen Temperaturen ohne nennenswerten Kapazitätsverlust.

Treibgas-Gabelstapler sind im Großen und Ganzen mit diesel- und benzinbetriebenen Gabelstaplern vergleichbar. LPG-Motoren verursachen an Arbeitsplätzen weniger Lärm und Luftverschmutzung, und das Befüllen des Tanks kostet auch weniger als andere Verbrennungsmotoren, die Diesel oder Gas verwenden.

Allerdings sind sie im Vergleich zu Elektrohubwagen deutlich teurer im Betrieb und in der Wartung. Auch die Umweltvorteile elektrischer Energie liegen auf der Hand. Es ist also nur eine Frage der Zeit, bis fast alle LKWs mit Verbrennungsmotor auf Elektrofahrzeuge umsteigen. Tatsächlich steht der Zeitpunkt in einigen Staaten bereits fest. Kalifornien zum Beispiel wird ab 2026 den Verkauf neuer Gabelstapler nicht zulassen, es sei denn, es handelt sich um emissionsfreie Gabelstapler.

Lithium-Lösungen haben den höchsten Return on Investment (ROI) der heute kommerzialisierten fortschrittlichen Antriebsenergiequellen. Der Vormarsch von Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LFP) in der Materialtransportindustrie folgte der Masseneinführung dieser Batterien in Elektrobussen und Personenkraftwagen (EVs). Diese Technologie war bereits erprobt und getestet, als sie in der Materialindustrie eingeführt wurde Handhabungsgeräte (MHE).

Abgesehen von Sicherheits- und Umweltvorteilen bieten Lithiumbatterien den Benutzern eine deutliche Verbesserung der Gabelstaplerleistung: schnellere Fahr- und Hubgeschwindigkeiten, weniger Ausfallzeiten und kein Verschütten von Säure oder Dämpfen. Aber was die Einführung der Lithiumtechnologie wirklich möglich gemacht hat, ist der nachgewiesene ROI von Lithium-Gabelstaplerbatterien, der mit erheblichen Einsparungen bei Energie-, Arbeits- und Infrastrukturkosten einhergeht.

Unten sehen Sie ein reales Beispiel für die Berechnung der Gesamtbetriebskosten für LPG- und Lithium-betriebene Gabelstapler. Diese Berechnungen basieren auf fünf Elektro- und fünf LPG-Staplern derselben Marke, die fünf Jahre lang fünf Tage die Woche, drei Schichten pro Tag, im Einsatz sind. Die Zyklenlebensdauer von Lithiumbatterien beträgt je nach Anwendung und Nutzungsprofil bis zu 10 Jahre. Dieser Wert ist nicht vernachlässigbar. Um die Analyse zu vereinfachen, haben wir den Restwert der LKWs und Batterien nicht berücksichtigt.

Die Anschaffungskosten für die Ausrüstung sind bei Elektrostaplern höher, aber die Einsparungen über die fünf Jahre sind sehr erheblich. Mit Lithium-Gabelstaplern spart dieses Unternehmen Arbeits- und Wartungsaufwand. Als Faustregel gilt, dass ein Elektrostapler ein Drittel der Wartung eines Gabelstaplers mit Verbrennungsmotor erfordert.

Der eigentliche Unterschied liegt jedoch in den Stromkosten im Vergleich zu den Kosten für Propan. Am Ende zahlte das Unternehmen für Strom zehnmal weniger als für Propan. Die Preise für Strom und Flüssiggas variieren in den einzelnen Bundesstaaten, aber der Unterschied ist überall dramatisch. Die Gesamteinsparung mit Lithium-Batterie-Elektrostaplern beträgt in diesem Fall etwa 56 % oder 400.000 US-Dollar.

Im obigen Beispiel haben wir ähnliche Gabelstaplermodelle derselben Marke gegenübergestellt, die mit Flüssiggas- und Elektromotoren betrieben werden. Um diese Analyse korrekt durchzuführen, mussten wir Äpfel mit Äpfeln vergleichen, das heißt, die Motoren mussten auch in Bezug auf Energie und Leistungsabgabe ähnlich sein. So berechnen die Ingenieure von OneCharge die Parameter einer Lithiumbatterie für den Übergang von Flüssiggas zu Elektrostaplern.

Normalerweise empfehlen wir unseren Kunden, sich für eine Batterieoption mit höherer Spannung zu entscheiden, um „mehr Benzin im Tank“ zu haben und für eine unerwartete zusätzliche Betriebsstunde oder einen verpassten Ladevorgang gerüstet zu sein. Außerdem empfiehlt es sich, den Ladezustand der Batterie über 50 % zu halten, um ihre Lebensdauer zu verlängern, sodass die zusätzliche Ah-Kapazität immer hilfreich ist.

Aufgrund der Trägheit, langjähriger Geschäftsbeziehungen mit lokalen MHE-Händlern und mangelndem Wissen über die neue Lithium-Technologie halten viele Unternehmen auch heute noch an ihren alten Propan-Liften fest. Typischerweise findet man LPG-Gabelstapler im Außeneinsatz in der Holz-, Papier- und Recyclingindustrie. Herkömmliche Geschäfts- und Finanzierungsbedingungen für das Leasing von Flurförderzeugen können Kunden auch davon abhalten, auf Elektrostapler umzusteigen. Wenn beispielsweise ein Drittlogistikunternehmen einen Dreijahresvertrag abgeschlossen hat, wird die Auslastung höherpreisiger Elektrostapler am Ende der Leasinglaufzeit noch lange nicht bei 100 % liegen und der Markt bietet noch keinen Standardweg an um den hohen Restwert von Lithiumbatterien bereits nach drei Jahren Nutzung wiederzuerlangen.

Es besteht kein Zweifel, dass diese Probleme in naher Zukunft gelöst werden werden. Auch wenn es schwierig sein kann, von einer weniger effektiven Technologie zu wechseln (erinnern Sie sich an Ihren VHS-Kassettenrecorder?), wird der aktuelle gesellschaftliche Konsens über die Dringlichkeit der Energiewende von fossilen Brennstoffen in Verbindung mit den wirtschaftlichen Vorteilen viele Branchen dazu veranlassen, die Einführung von Lithium zu beschleunigen batteriebetriebene elektrische Geräte.

Wir beginnen, die Einführung von Lithiumbatterien außerhalb von MHE in schwereren Maschinen zu beobachten. Zu den erfolgreichen kommerziellen Projekten gehören elektrische Kräne und Bagger in der Bauindustrie sowie Lokomotivmotoren in Zügen. Im Seetransport werden derzeit Experimente durchgeführt, als nächstes folgt die Luftfahrt. Die Zukunft angetriebener Geräte ist elektrisch.

—Tim Karimovist Präsident von OneCharge.

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