Parker Nederland

Tegenwoordig wordt het begrip “hybride” snel geassocieerd met “energiezuinig”

Het woord “hybride” is helemaal in. Het wordt tegenwoordig te pas en te onpas gebruikt voor allerlei zaken die verkrijgbaar zijn op de markt. Je vindt het woord “hybride” o.a. terug bij componenten, samenstellingen, voertuigen, maar ook bij software, kunst, taal, biologie etc. 

In de techniek is de betekenis van het woord “hybride” wel eenduidig gedefinieerd: Hybride betekent, dat er minimaal 2 energiebronnen worden ingezet om iets aan te drijven, te bewegen of te activeren.

Voorbeelden van toepassingen hybride aandrijvingen:
Verbrandingsmotor en elektromotor: Auto, bus, truck
Verbrandingsmotor en hydraulische Accu: bus, truck
Elektromotor en hydraulische accu: Auto, bus
Menselijke kracht en elektromotor: Fiets
Menselijke kracht en elektrische stroom: op een hydraulisch ventiel

In de techniek wordt al meerdere decennia gebruikt gemaakt van meervoudige energiebronnen om iets te bewegen c.q. te activeren, echter is dit nooit zo duidelijk als “hybride” bestempeld. Tegenwoordig wordt het begrip “hybride” wel benadrukt en wordt dan ook al snel geassocieerd met “energiezuinig”.

In de wereld van de aandrijftechniek, waarin Parker een leidende rol heeft, spelen hybride aandrijvingen tegenwoordig een steeds belangrijkere rol, met name in de mobiele wereld. Doordat Parker in vrijwel alle sectoren van de aandrijftechniek onderdelen en systemen kan leveren, kan Parker als systeemhuis en partner bij de meest veelzijdige aandrijvingen worden ingeschakeld. Te denken valt hierbij aan:
Hydrauliek, o.a. motoren, pompen, ventielen en accu’s, maar ook complete systemen als Runwise 
Elektro, o.a. asynchrone en permanent magneet (PMAC) elektromotoren en inverters, zowel voor batterij gevoede (24 – 800VDC) als AC-systemen 
Besturingen, o.a. Parker - IQAN en –Vansco  met J1939 en CANopen communicatie
Brandstofcellen


Parker Runwise

De belangrijkste drijfveren uit de markt om alternatieven en hybride aandrijvingen in te zetten zijn:
Wetgeving: Beperkende eisen t.a.v. CO2, stikstof en fijn stof uitstoot, belasting wetgeving (auto) en milieu wetgeving
Groen imago: Het verminderen van de CO2 uitstoot c.q. brandstofverbruik
Besparing: Kostenbesparing door het reduceren van bv de brandstof en/of stroomgebruik

                                                 
MA3 Inverter                                           MC Inverter                                   GVM motor

Voor een veelzijdige fabrikant als Parker ontstaan er door de drijfveren uit de markt een reeks aan uitdagingen om de alternatieve aandrijvingen succesvol in te zetten. Vooral in de mobiele markt zijn de wensen en eisen dusdanig veelzijdig, dat niet kan worden volstaan met het leveren van losse componenten. De basis voor Parker is altijd het huidige en het gewenste toekomstige aandrijfconcept bij de klant. Veelal zijn nulmetingen nodig om verantwoord een nieuw concept te kunnen configureren.

Door haar brede pakket aan componenten, systemen en kennis kunnen Parker Engineers de diverse aandrijfconcepten op hun technische waarde beoordelen en daarmee specifiek voor de toepassing van de klant de juiste keuze maken voor het ontwikkelen en leveren van het meest gunstige aandrijf concept.



De rode draad is steeds het verminderen van het energiegebruik en daarmee het verminderen van de CO2 uitstoot en deze laatste doelstelling heeft inmiddels zijn intrede gedaan in alle sectoren van de aandrijftechniek. Dit kan zijn het verminderen van het brandstofverbruik als ook het verminderen van het stroomverbruik. Deze rode draad is over het algemeen bepalend voor het optimaliseren van aandrijfconcepten. 

Daarnaast speelt uiteraard de extra investering en daarmee de terugverdientijd een zeer belangrijke rol. Voor een machine die slechts incidenteel wordt ingezet heeft het doorgaans geen zin te investeren in de meest energiezuinige oplossing. Voor een machine die wordt ingezet in een omgeving waar geen CO2-uitstoot is toegestaan, heeft het geen zin een zuiniger dieselmotor te zoeken, maar zal moeten worden overgestapt op bijvoorbeeld een elektrische aandrijving met voeding uit de “muur” of in combinatie met batterijen.

Basis criteria, welke een grote rol spelen in de hybride aandrijftechniek: 
Welke energiebron mag/kan worden toegepast (mag deze CO2-uitstoot hebben)?
Hoeveel energie en vermogen nodig is voor de aandrijving onder de verschillende bedrijfsomstandigheden. Hierbij is vooral de gewenste bedrijfstijd van de aandrijving belangrijk?
Wat is de beschikbare ruimte en het toegestane extra gewicht (denk aan batterijen)?
Kan er zinvol energie worden teruggewonnen (afremmen, dalende last etc.)?
Moeten meerdere aandrijvingen op een installatie parallel kunnen werken of sequentieel (of een combinatie)?

Als bovenstaande basis criteria bekend zijn, kan de volgende stap worden gemaakt t.a.v. de energetisch meest optimale aandrijving
Keuze energiebron: Verbrandingsmotor, elektriciteit of brandstofcellen of een combinatie
Indien elektrisch, keuze soort en type batterijen of supercaps
Keuze actuatoren: Elektrisch of hydraulisch of een combinatie

Als de hoofdkeuzes zijn gemaakt, komen we bij het selecteren van de componenten waarbij we merken dat in de praktijk veelal de kostprijs een doorslaggevende rol speelt. Anders gezegd, veelal wordt er niet voor de meest energie efficiënte oplossing gekozen daar de  terugverdientijd erg lang kan worden.

In de basis bestaat elke aandrijving uit de volgende subsystemen:
1.    Voeding: Hydraulische pomp en/of accu of elektrisch DC systeem (batterij of inverter)
2.    Regelaar: Dit  kan een ventielblok zijn, maar ook een inverter of een toerentalregeling op een verbrandingsmotor
3.    Actuator: Een cilinder of een motor 
4.    Leidingen: Hydraulische pijpen/slangen zijn, maar ook elektrische voedingskabels. 

Als de basiscriteria vastliggen en de hoofdkeuzes zijn gemaakt, kunnen we voor elk van de 4 subsystemen de meest optimale componenten selecteren, om het energiegebruik te minimaliseren c.q. de verliezen zoveel mogelijk te beperken.

Hierbij kunnen we denken aan het toepassen van componenten met een hoger rendement, maar ook aan het aan wijzigen van parallel bedrijf naar sequentieel bedrijf, aan downscalen van de aandrijving, aan het aanpassen van machine-specs in combinatie met het optimaal toepassen van componenten etc.
 
In het algemeen kunnen we stellen dat met elektrische aandrijvingen een hoger rendement is te realiseren dan met een hydraulische aandrijving, omdat er minimaal één verliesbron minder is. Bij een elektrische aandrijving zijn er maar weinig verliezen in het voedingsdeel, terwijl bij een hydraulische voeding altijd het rendement van de pomp (en eventuele accu) speelt. Bovendien zijn de verliezen in het leidingdeel over het algemeen bij elektrische aandrijvingen vele malen kleiner.

Een belangrijke ontwikkeling bij de elektrische aandrijvingen is het toepassen van de hoogwaardige PMAC (permanent magneet) motoren, die naast een hoger rendement veel kleinere inbouwmaten hebben dan asynchrone motoren. De vermogensdichtheid van elektrische actuatoren maakt hierbij een grote stap richting die van hydraulische actuatoren. Daar staat tegenover, dat het terugwinnen van bv remenergie met een hydraulisch systeem veel optimaler te realiseren is dan met een elektrisch systeem. Voornamelijk bij grote vermogens is de hydrauliek in het voordeel. Dit voordeel doet zich over het algemeen gelden zowel op het energetische vlak als bij de kostprijs. We zien zich deze trend ontwikkelen in het bijzonder bij de wat grotere rij-aandrijvingen in start-stop bedrijf zoals stadsbussen, waarin een groot energie-terugwin-potentieel aanwezig is.

In het huidige “hybride” tijdperk, waarin we het energiegebruik willen/moeten verminderen, moeten we niet alleen denken aan elektrisch versus hydraulisch. We moeten ook aan simpele zaken denken als gewicht, grootte en inschakelduur.

Het spreekt voor zich, dat een auto, die aanmerkelijk lichter is, minder brandstof zal gebruiken.
Het spreekt voor zich, dat een lage auto met een lage luchtweerstand minder brandstof zal gebruiken.
Het spreekt voor zich, dat als we de airco inschakelen, deze meer brandstof zal gebruiken.

Nadat het gewicht van auto’s vele jaren alleen maar is toegenomen, o.a. door wetgeving, zien we de laatste jaren de trend, om de auto’s lichter te maken.

Kortom, we moeten ons er veel bewuster van worden, waarom ons energiegebruik is zoals het is. We moeten achterhalen, hoeveel energie we werkelijk nodig hebben voor een bepaalde aandrijving en waar de verliezen optreden en hoe we het proces efficiënter kunnen maken door optimalisatie van de afloop. Als we dit in kaart hebben, kunnen we doelgericht naar een energetisch efficiëntere aandrijving toewerken. Over het algemeen is de hoeveelheid benodigde energie voor een bepaalde aandrijving/proces een gegeven. Als we van een zuiniger aandrijving spreken zorgen we er over het algemeen voor dat we de verliezen die optreden in de aandrijving, minimaliseren.

Meer informatie over onze producten vindt u op www.parker.nl

Deze blog is geschreven door het Project Engineering Team Mobile & Transportation, Parker Hannifin Nederland
Contactgegevens: parker.nl@parker.com, +31 (0)541 - 585000


Andere blogs van Parker Hannifin:

IQAN: Eén Besturingsplatform voor Mobiele Applicaties

Spoor defecten in uw hydraulisch systeem veel eerder op

 

 

 

 

 

Categorieën
Recente berichten door auteur

Nu eenvoudiger hydraulische slangen en fittingen selecteren

Het selecteren van de juiste combinatie van slang en fitting voor een hydraulisch systeem is een belangrijk proces dat vaak wordt vergeten en onderschat. Het kiezen van de juiste combinatie...

This is Parker Service & Repair

Being a premier producer of hydraulic components and systems is one thing, making sure that our products are granted with a second life is completely something else. Therefore we also have a...

Open toegang tot 3.1 certificaten vergroot de voorsprong op uw concurrenten

Steeds meer gebruikers specificeren exotische legeringen met als doel de risico's als gevolg van corrosieschade te minimaliseren en om de levensduur van proces equipment in zware omstandigheden...
Opmerkingen

Opmerking voor Tegenwoordig wordt het begrip “hybride” snel geassocieerd met “energiezuinig”

Een opmerking achterlaten





Captcha