Neue Power aus der Steckdose - rationell reinigen Gebäudedienste

Viele Anwender von Reinigungsmaschinen stellen sich derzeit die Frage nach dem richtigen Batteriesystem: Soll es die neue Li-Ionen-Technologie sein, bekannt aus dem täglichen Umgang mit dem Handy, oder doch die seit Jahrzehnten bewährte Blei-Säure-Batterie? Oder steht die nächste Entwicklung vielleicht schon vor der Tür? Li-Ionen-Batterien bieten viele Vorteile beim Einsatz in Bodenreinigungsmaschinen, es dürfte aber noch einige Zeit dauern, bis sie sich vollständig durchsetzen.Die Lithium-Ionen-Technologie ist aktuell in aller Munde. Nicht nur Handy- und Laptop-Hersteller, auch Anbieter von Elektrofahrzeugen, Industrie- und Reinigungsmaschinen beschäftigen sich intensiv mit der Integration dieser Batteriesysteme in ihre Geräte. Denn sie bieten zahlreiche Vorteile gegenüber der traditionellen Blei-Säure-Batterie: Li-Ionen-Batterien sind bis zu viermal leichter und dreimal kleiner. Sie verfügen über eine längere Laufzeit und eine längere Lebensdauer, liefern bei Bedarf höhere Ströme bei gleichzeitig kürzeren Ladezeiten, verringern die Energiekosten beim Ladevorgang um rund 10 bis 15 Prozent und benötigen keine Wartung. Wir als Hersteller für Ladegeräte unterstützen deshalb Produzenten von Reinigungs- und Bodenpflegemaschinen aktiv bei der Entwicklung, und es ist davon auszugehen, dass in Kürze viele Hersteller entsprechende Li-Ionen-Modelle vorstellen werden. Allerdings – und das ist im Moment noch der große Hemmschuh – kosten Li-Ionen-Batteriesysteme das Drei- bis Fünffache im Vergleich zur traditionellen Blei-Säure-Batterie. Ein wichtiger Punkt, denn die Batterien machen einen nicht unerheblichen Prozentsatz des Anschaffungswerts einer Maschine aus. Zwar sinken die Preise für Li-Ionen-Batterien seit Jahren kontinuierlich und müssen auch unter dem Aspekt der längeren Lebensdauer und einem geringeren Leistungsverlust betrachtet werden. Hat die Blei-Säure-Batterie ausgedient?Außerdem ist es oft möglich, eine etwas kleiner dimensionierte Li-Ionen-Batterie im Vergleich zur Blei-Säure-Batterie zu verwenden, was die Kosten auf Herstellerseite nochmals verringert; gleichzeitig steht in der Maschine dann mehr Platz für Wasser oder Reinigungsmittel zur Verfügung. Dennoch wird es wohl noch einige Zeit dauern, bis sich die Technologie vollständig durchsetzt. Aktuell handelt es sich bei der überwiegenden Mehrheit der eingesetzten Systeme noch um Blei-Säure-Batterien – geflutet, als Vlies- (AGM) oder Gel-Version, wobei in Europa die Gel-Variante präferiert wird. Diese bietet den Vorteil, dass sie, wie die Li-Ionen-Batterie, wartungsfrei ist. Ebenfalls ein Kostenfaktor ist das für die Li-Ionen-Modelle notwendige Batteriemanagementsystem. Es sorgt verlässlich für die Sicherheit der Batterien, die bei falscher Handhabung ansonsten überhitzen und sogar in Brand geraten können. Li-Ionen: Anschaffung teurer, Unterhalt günstigerZunächst wird sich die Li-Ionen-Technologie also bei Kunden durchsetzen, die bereit sind, den höheren Anschaffungspreis im Hinblick auf die bessere Performance, eine längere Lebensdauer und den kostengünstigeren Unterhalt zu bezahlen. Ob die Li-Ionen-Technologie die Blei-Säure-Batterien im Markt der Reinigungsmaschinen vollständig ersetzen wird, hängt davon ab, wie stark sich der Preis in den nächsten fünf bis zehn Jahren senken lässt. Viele Analysten prognostizieren einen Preis von unter 100 Dollar pro Wattstunde für die Zukunft, was mit Blei-Säure-Systemen vergleichbar wäre. In anderen Anwendungsbereichen, beispielsweise bei Gabel- und Hubstaplern, kann die Blei-Säure-Batterie auch weiterhin die bevorzugte Wahl bleiben, weil das höhere Gewicht als Ballast erwünscht ist. Hier lohnt es sich, den Gewichtsvorteil mit den positiven Eigenschaften einer verkürzten Ladezeit und damit einer verlängerten Einsatzdauer der Maschine abzuwägen. Verschiedene Li-Ionen-Technologien am MarktEs gibt unterschiedliche Li-Ionen-Systeme am Markt. Das am weitesten verbreitete sind Lithium-NCM-Zellen, wo Mischoxide aus Lithium, Nickel, Kobalt und Mangan zum Einsatz kommen. Eine Alternative ist die Verwendung von Lithium-Eisenphosphat für die positive Elektrode. Der Vorteil der Li-NCM-Zellen ist eine höhere Energiedichte, also eine geringere Größe, ihr Nachteil ist der rasant steigende Preis für Kobalt. Aufgrund der steigenden Nachfrage durch die wachsende Zahl an Elektroautos hat sich der Kobaltpreis in den vergangenen zwölf Monaten verdoppelt. Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFeP04) könnten deshalb langfristig eine Alternative darstellen. Sie bieten eine um rund 20 Prozent geringere Energiedichte, punkten aber beim schnellen Laden und im Abruf hoher Leistungen in kurzer Zeit. Außerdem sind sie robuster, nicht brennbar und verkraften tiefe wie hohe Temperaturen besser. Neben den beiden genannten Li-Ionen-Systemen gibt es noch eine Vielzahl neuerer Nachfolge-Technologien, und regelmäßig werden neue Durchbrüche in der Forschung veröffentlicht. Manche davon sind Weiterentwicklungen, die auf der Lithium-Ionen-Technologie basieren, wie beispielsweise Lithium-Silicon oder Solid-State-Lithium-Ion, wo anstelle der flüssigen Elektrolyte ein festes Material zum Einsatz kommt. Andere sind vollkommen neue chemische Entwicklungen wie Lithium-Schwefel, Natrium-Ion, Magnesium-Ion und Lithium-Air. Keine dieser Entwicklungen hat jedoch bisher das Forschungsstadium verlassen, und alle haben zuvor noch fundamentale Hürden zu meistern. Es ist also unwahrscheinlich, dass eine dieser neuen Technologien innerhalb der nächsten zehn Jahre den Markt erobert. Kosten-Nutzen-Rechnung ist entscheidendDie im Moment verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien haben also beste Aussichten, noch für mindestens ein Jahrzehnt der dominierende Batterie-Typ zu sein. Und obwohl es sich dabei um eine relativ bewährte Technologie handelt, die bereits in den 1970er-Jahren in Deutschland entwickelt wurde, verbessert sie sich immer noch Jahr für Jahr in puncto Leistungssteigerung und Kostenreduktion. Wie schnell der Wechsel von der traditionellen Blei-Säure-Batterie vonstatten geht, hängt nur noch von der Preisentwicklung der Li-Ionen-Batterien ab. Hier müssen sensible Anwender im Moment nachrechnen und ihre eigene Kosten-Nutzen-Rechnung aufmachen. Entscheidend ist die Art der Anwendung durch die Kunden, wenn es beim Kauf einer Reinigungsmaschine um die Wahl des Batteriesystems geht. Sind die Geräte im Dauereinsatz oder nur für kürzere Zeiten zwischendurch in Betrieb? Müssen sie also in möglichst kurzer Zeit wieder aufgeladen und voll einsatzbereit sein oder gibt es ausreichend lange planbare Ruhephasen zum Energietanken? Bei einem Dauereinsatz über zwei Schichten am Tag kommt der Vorteil der kurzen Ladezeit, der langen Laufzeit und des geringeren Energieverbrauchs der Li-Ionen-Technologie deutlich stärker zum Tragen und die höheren Anschaffungskosten amortisieren sich schneller. Verlässlichkeit ist oberstes GebotAn oberster Stelle steht für den Betreiber einer Maschine immer die Verlässlichkeit. Ausfälle der Batterie oder des Ladegeräts müssen unbedingt vermieden werden. Dies können aber sowohl Li-Ionen- als auch Blei-Säure-Systeme heute schon leisten. Denn in den vergangenen 15 Jahren haben sich die Anforderungen an industrielle Ladegeräte radikal geändert, Hersteller wie Delta-Q haben darauf entsprechend reagiert. Heute ist ein hochfrequentes und robustes Design der Standard für viele Anwendungen. Hochfrequente Ladegeräte benötigen weniger Platz, sind leichter und bieten eine präzise, mikroprozessorgesteuerte Kontrolle des Ladevorgangs. Leistungsstarke Prozessoren und integrierte Schaltkreise haben die Anwendungen miniaturisiert und aktuelle Ladegeräte sind klein genug, um sie direkt in die Maschinen zu integrieren. On-Board-Ladegeräte bieten längst die Möglichkeit, die Reinigungsmaschinen ganz einfach an die nächste Steckdose anzuschließen. Das macht sie beweglicher und bedeutet, dass die Anwender die Geräte sofort aufladen können, wann immer sie es wünschen – egal ob Blei-Säure- oder Li-Ionen-Systeme zum Einsatz kommen. Die Integration des Ladegeräts ermöglicht auch eine größere Reichweite und reduziert die Risiken beim Laden. Ein kritischer Punkt in der Zuverlässigkeit waren lange die Vibrationen der batteriebetriebenen Industriemaschinen. Sie führten zu Ausfällen, wenn sich durch Schwingungen Bauteile in den Ladegeräten lockerten oder es zu Kurzschlüssen kam. Dieses Problem löst etwa Delta-Q mit einem stabilen Gussformgehäuse: Es schützt die elektronischen Komponenten gleichermaßen vor hochfrequenten Vibrationen wie vor einzelnen, mechanischen Stößen. Zugleich ist das robust versiegelte Gehäuse vollständig staubdicht und widersteht auch starkem Strahlwasser. Batterieladegeräte bieten Flexibilität für die ZukunftIm Hinblick auf den anstehenden Wandel der Batteriesysteme arbeiten Hersteller von Ladelösungen eng mit Herstellern sowohl von Li-Ionen- als auch Blei-Säure-Batterien zusammen. Wichtig, sowohl für die Hersteller als auch für die Betreiber der Maschinen, ist für die kommenden Jahre vor allem eine möglichst hohe Flexibilität bei der Wahl der Batterie. Im Bereich der Blei-Säure-Batterien ist diese seit Jahren gegeben – denn Batterie ist seit jeher nicht gleich Batterie und jede Maschine und jeder Anwender haben andere Bedürfnisse, Einsatz- und Ladezeiten, auf die das Ladegerät optimal reagieren muss. Möglich ist dies durch softwaregesteuerte Ladeprofile, die je nach Art der Batterie und des überwiegenden Maschineneinsatzes den optimalen Ladevorgang wählen. Die Hochleistungsprofile sorgen für ein Gleichgewicht zwischen den Anforderungen an Batterielaufzeit, Lebensdauer und Ladezeit. Aktuell sind die Ladegeräte von Delta-Q in über 1,6 Millionen Elektrofahrzeugen und Industriemaschinen verbaut. Die neuesten Produkte der RC-Line, die speziell im Hinblick auf den Einsatz in Reinigungs- und Pflegemaschinen entwickelt wurden, bieten bereits jetzt eine höchstmögliche Ladequalität für beide Systeme – sowohl für Lithium-Ionen- als auch Blei-Säure-Batterien – und zwar durch den Einsatz von Ladeprofilen, die im Labor entwickelt wurden. Mehr als 200 marktfähige Ladeprofile stellen sicher, dass die Nutzer eine bessere Leistung und Laufzeit für ihre Batterie-Optionen erhalten. Darüber hinaus verfügen die Ladegeräte über eine CAN-Bus-Kommunikationsschnittstelle oder einen USB-Port, die es ermöglichen, relevante Ladeprotokolle zu speichern und künftige Software-Updates durchzuführen. Hersteller und Anwender verfügen damit über eine höchstmögliche Flexibilität bei der Wahl der verwendeten Batteriesysteme – auch in der Zukunft. Petar Grantcharov | peter.hartmann@holzmann-medien.de

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