Energieversorgung im Lager

Die Energieversorgung wird heute hauptsächlich durch Strom gewährleistet, obwohl auch Gas, Öl und vereinzelt Fernwärme zur Beheizung eingesetzt werden. Da Energie wichtig ist, um Maschinen anzutreiben, ausreichende Beleuchtung und Klimatisierung sicherzustellen und die Lagereinrichtungen zu unterhalten, sind ein paar Gedanken zu diesem Thema angebracht.

Mancher mag jetzt denken, Strom kommt bei mir aus der Steckdose, wozu also drüber nachdenken. Aber der Strom ist mit allen seinen Vorzügen auch Gefahrenquelle.

Strom wird erzeugt in Kraftwerken durch Umsetzung anderer Energiequellen (Öl. Kohle Gas, Atom) in Wärme oder direkt aus Bewegung (Wind, Wasser) über Generatoren, ähnlich dem Fahraddynamo, die die erzeugte Spannung ins öffentliche Netz einspeisen.

Um diesen Vorgang zu verstehen, müssen die physikalischen Grössen zunächst erläutert werden. Hierzu bedienen wir uns eines Wasserkreislaufes mit Wasserspeicher, Rohr, Sperrhahn und Ventil

Eine Pumpe befördert Wasser in den Behälter, der Druck des Wassers im Behälter wächst mit der Höhe und Menge des Wassers. (Spannung). Wird der Absperrhahn (Schalter) geöffnet, fließt das Wasser (Strom) durch das Rohr (Leiter) zur Erde (Massepotential, Minuspol). Ist in diesem Rohr ein Ventil, so kann man die Menge des Wassers, welches fließt, regeln (Widerstand); hierbei wächst der Druck am Ventil beim Zudrehen immer weiter an (Spannung)bis das Ventil geschlossen ist.Die Durchflussmenge sinkt entsprechen. Leitet man das Wasser über ein Schaufelrad, so nutzt man seine Kraft, es ensteht eine Leistung.Je schneller das Wasser abfließt, umso schneller muss Wasser nachgepumpt werden, damit der Wasserdruck nicht sinkt. Fliesst das Wasser wegen eines Lecks rasend schnell ab (innerhalb weniger Millisekunden) so sinkt der Wasserdruck auf Null und die Menge des Wassers steigt theoretisch unendlich an (Kurzschluss).

Dieses Modell ist nur anschaulich im Prinzip zu verstehen, physikalisch verhält sich Strom etwas anders...

physikalische
Grösse gemessen in (Einheit) Erklärung

Spannung [ U ] Volt (V) entspricht dem Ladungsunterschied zwischen zwei elektrischen Polen; vergleichbar mit dem Wasserdruck am Ventil

Strom [ I ] Ampere (A) entspricht der Menge der Ladungsträger die an einem Punkt im Leitungsnetz von Pol zu Pol fließen; vergleichbar mit Liter

Widerstand [ R ] Ohm (Ð) ist ein elektrischer Leiter mit schlechterer Leitfähigkeit, sozusagen ein Engpass, aber auch ein Verbraucher (z.B.Glühlampe, Heizspule, Herdplatte), vergleich-bar mit verschiedenen Rohrquerschnitten im Wasserkreislauf - je enger das Rohr umso kleiner der Wasserfluß und so stärker der Druck... je höher der Widerstand,umso kleiner der Strom, umso höher die Spannung, was zum Ohmschen Gesetz führt:
U = R x I (I = U /R, R = U/I)

Leistung [ P ] Watt (W) Kraft: also Strom (Ampere) mal Spannung (Volt),anders gesagt: die Kraft einer Menge Wasser, die bei einem bestimmten Druck durch ein Rohr fliesst

Gleichstrom (Gleichspannung) Beispiel Batterie: Die Menge der elektrischen Ladungsträger (Elektronen) bleiben an den beiden Polen in etwa gleich, d.h. die Polarität ist immer gleich.Der Strom fliesst immer nur in eine Richtung!(siehe Wassermodell = vom Tank (Pluspol) zum Auffangbecken(Minuspol))

Wechselstrom (Wechselspannung) Beispiel Generator, Steckdose : Die Polarität (Menge der Ladungsträger) wechselt stetig zwischen den Polen hin und her, sozusagen eine Schaukelbewegung, der Strom ändert seine Flussrichtung entsprechend immer hin und zurück. Die Spannung erzeurt man hierbei in Bezug zur Erde, man benutzt also die Erde als einen Pol (auch Masse, Massepotential genannt)

„Drehstrom“, „Starkstrom“
Un es vereinfacht zu erklären: Im Prinzip sind an einem Generator drei Leitungen angeschlossen, die um einem bestimmten Zeitabstand zueineander versetzt die Polarität wechseln, also Wechselspannung haben. Den Zeitversatz bezeichnet man als Phasenverschiebungswinkel, die drei Leitungen als Phasen (L1, L2, L3). Durch diese Verschiebung erhöht sich die Spannung der einzelnen Leitungen zueinander um den Faktor †3, also den üblichen 230 V~ gegen Erde der einzelnen Phasen steht eine Spannung von 400 V~ zwischen den Phasen gegenüber.
Mit diesem Trick kann man bei gleicher Stromstärke mehr Leistung an Maschinen abgreifen.
(Drehstrommotoren, Elektroantriebe, Elektroschweißgeräte, Schnellkochplatte...)

Leiter (elektrischer)
Leiten Kupferrohre Wasser, so leitet Kupfer Strom . Leiter sind demnach alle Materialien, die einen kleinen elektrischen Widerstand haben, also: Kupfer, Eisen Aluminium, Gold, Silber, Messing, Salzlösungen, Silizium... Chemisch gesehen alle Metalle und Stoffe, die eine Gitterstruktur haben.

Isolator
Genaues Gegenteil vom Leiter: Holz, Porzellan, Pertinax, Glas, Papier, Kunststoffe, Kohlenstoffverbindungen,etc...

Wärmeleiter
dienen in der Elektrotechnik zur Abführung der Verlustleistung an Widerständen und Verbrauchern, die als Wärme entsteht und zur Zerstörung des Bauteils führen kann, wenn die Hitze zu gross wird. Metalle wie Alu, Silber und Kupfer sind gute Wärmeleiter, Stoffe wie Wasser, Luft, Holz, Papier, Keramik, Harze und organische Stoffe sind schlechte Wärmeleiter. Ein guter Wärmeleiter ist ein schlechter Speicher, umgekehrt sind schlechte Wärmeleiter gute Speicher (Kochwasser, Sand am Sonnenstrand?)

Sicherung
Ein Gerät zum Schutz von elektrischen Anlagen gegen Überlastung, Kurzschluss, Überspannung und ähnliches. Funktionsweise: Messung des Stroms und Abschaltung bei zu hohem Strom, thermische Auslösung(Bimetall) durch Messung der Hitze an einem Widerstand.

physikalische Grösse	gemessen in (Einheit)	Erklärung
Spannung [ U ]		Volt (V)	entspricht dem Ladungsunterschied zwischen zwei elektrischen Polen; vergleichbar mit dem Wasserdruck am Ventil
Strom [ I ]		Ampere (A)	entspricht der Menge der Ladungsträger die an einem Punkt im Leitungsnetz von Pol zu Pol fließen; vergleichbar mit Liter
Widerstand [ R ]		Ohm (Ð)	ist ein elektrischer Leiter mit schlechterer Leitfähigkeit, sozusagen ein Engpass, aber auch ein Verbraucher (z.B.Glühlampe, Heizspule, Herdplatte), vergleich-bar mit verschiedenen Rohrquerschnitten im Wasserkreislauf - je enger das Rohr umso kleiner der Wasserfluß und so stärker der Druck... je höher der Widerstand,umso kleiner der Strom, umso höher die Spannung, was zum Ohmschen Gesetz führt: U = R x I (I = U /R, R = U/I)
Leistung [ P ]		Watt (W)	Kraft: also Strom (Ampere) mal Spannung (Volt),anders gesagt: die Kraft einer Menge Wasser, die bei einem bestimmten Druck durch ein Rohr fliesst
Gleichstrom (Gleichspannung)	Beispiel Batterie: Die Menge der elektrischen Ladungsträger (Elektronen) bleiben an den beiden Polen in etwa gleich, d.h. die Polarität ist immer gleich.Der Strom fliesst immer nur in eine Richtung!(siehe Wassermodell = vom Tank (Pluspol) zum Auffangbecken(Minuspol))
Wechselstrom (Wechselspannung)	Beispiel Generator, Steckdose : Die Polarität (Menge der Ladungsträger) wechselt stetig zwischen den Polen hin und her, sozusagen eine Schaukelbewegung, der Strom ändert seine Flussrichtung entsprechend immer hin und zurück. Die Spannung erzeurt man hierbei in Bezug zur Erde, man benutzt also die Erde als einen Pol (auch Masse, Massepotential genannt)
„Drehstrom“, „Starkstrom“	Un es vereinfacht zu erklären: Im Prinzip sind an einem Generator drei Leitungen angeschlossen, die um einem bestimmten Zeitabstand zueineander versetzt die Polarität wechseln, also Wechselspannung haben. Den Zeitversatz bezeichnet man als Phasenverschiebungswinkel, die drei Leitungen als Phasen (L1, L2, L3). Durch diese Verschiebung erhöht sich die Spannung der einzelnen Leitungen zueinander um den Faktor †3, also den üblichen 230 V~ gegen Erde der einzelnen Phasen steht eine Spannung von 400 V~ zwischen den Phasen gegenüber. Mit diesem Trick kann man bei gleicher Stromstärke mehr Leistung an Maschinen abgreifen. (Drehstrommotoren, Elektroantriebe, Elektroschweißgeräte, Schnellkochplatte...)
Leiter (elektrischer)	Leiten Kupferrohre Wasser, so leitet Kupfer Strom . Leiter sind demnach alle Materialien, die einen kleinen elektrischen Widerstand haben, also: Kupfer, Eisen Aluminium, Gold, Silber, Messing, Salzlösungen, Silizium... Chemisch gesehen alle Metalle und Stoffe, die eine Gitterstruktur haben.
Isolator	Genaues Gegenteil vom Leiter: Holz, Porzellan, Pertinax, Glas, Papier, Kunststoffe, Kohlenstoffverbindungen,etc...
Wärmeleiter	dienen in der Elektrotechnik zur Abführung der Verlustleistung an Widerständen und Verbrauchern, die als Wärme entsteht und zur Zerstörung des Bauteils führen kann, wenn die Hitze zu gross wird. Metalle wie Alu, Silber und Kupfer sind gute Wärmeleiter, Stoffe wie Wasser, Luft, Holz, Papier, Keramik, Harze und organische Stoffe sind schlechte Wärmeleiter. Ein guter Wärmeleiter ist ein schlechter Speicher, umgekehrt sind schlechte Wärmeleiter gute Speicher (Kochwasser, Sand am Sonnenstrand?)
Sicherung	Ein Gerät zum Schutz von elektrischen Anlagen gegen Überlastung, Kurzschluss, Überspannung und ähnliches. Funktionsweise: Messung des Stroms und Abschaltung bei zu hohem Strom, thermische Auslösung(Bimetall) durch Messung der Hitze an einem Widerstand.

Kabel, Schleppkabel, Steuerkabel...

Die Übertragung des Stroms erfolgt heutzutage meist über kunststoffisolierte Kupferleiter in Kabeln, wobei der Durchmesser der Stromstärke angepasst wird, um eine Überhitzung des Kabels wegen seines Eigenwiderstandes (Wärme am Widerstand) zu verhindern. Schleppkabel in Hochregallagern, die der Versorgung, Steuerung der Fördereinheit und der Datenübertragung von und zum Steuersystem dienen, sind mehrfach isoliert, hochflexibel und witterungs- / alterungsbeständig, extrem mechanisch belastbar und somit sauteuer!

Prinzipiell werden hierbei einzelne Leitungen zu Strängen zusammengefasst und verbunden. Diese Leiter können unterschiedlich dick sein und dennoch im selben Kabel laufen, z.B 4 dicke Leitungen für Stromversorgung, 20 - 28 Leitungen für analoge Mess- und Steuerspannungen, 25 dünne Leitungen zur digitalen Datenübertragung zwischen Warte und Vororteinheit (auch Fachbegriffe...)