Inovativní koncept péče o trávník uveden do pohybu

Modulární pohonná technika Demag poskytuje společnosti RHENAC GreenTec AG optimální řešení mobility pro ovládání inovativního konceptu péče o trávník. Převodové motory Demag, kolové bloky a frekvenční měniče pohybují 190 tun vážící konstrukcí složenou z ocelových a elektrických prvků rychlostí 12 m/min. Trávník má rozlohu 7 000 m² a je osvětlen 2 755 LED světelnými moduly a více než 200 000 LED světly, které poskytují trávníku růstové světlo. Inovativní technologie pro prémiové hřiště na profesionální fotbal.

O společnosti

Takzvanými „zelenými“ technologiemi se zabývá mnoho inovativních společností. Pro společnost RHENAC GreenTec AG v Hennefu (Sieg) to platí obzvlášť, a to i doslova. Prostřednictvím inovativního vývoje a produktů pod značkou RHENAC Sports LED zajišťuje společnost RHENAC kvalitní růst a prosperitu rostlin tím, že je vystavuje umělému (a energeticky úspornému) světlu. Již více než deset let využívá společnost osvětlovací technologii CLS (Complete Light Spectrum, úplné světelné spektrum), která byla po dlouholeté pomoci vědeckého výzkumu upravena pro tuto oblast použití. Jedná se o jediný systém osvětlení rostlin na světě, který dokáže vytvořit flexibilní světelné spektrum pro sportovní trávníky, a dokonce imitovat sluneční světlo. Osvětlovací technika takto nejen lépe plní svůj úkol, ale také spotřebovává výrazně méně energie než světelné zdroje, které se používaly dříve.

Společnost RHENAC tak získala jedno z předních míst na trhu s osvětlením pro růst rostlin, je v této oblasti držitelem mnoha patentů a vytváří komplexní systémová řešení pro osvětlení a zavlažování – a to i pro fotbalové stadiony. Zde jsou požadavky na trávník obzvláště vysoké: V den zápasu by měl být trávník krásně zelený, odolný vůči kopačkám a měl by růst rovnoměrně. S tím pomáhají správcům zeleně mobilní a vysoce automatizované osvětlovací systémy RHENAC.

Úkol

Jak umístit systém LED osvětlení nad trávník o rozloze 7 000 m², pohybovat jím po celé ploše a zajistit rovnoměrné osvětlení trávníku? Samozřejmostí je, že se nesmí dotýkat zelené plochy o šířce 70 metrů. Je také nutné, aby byl systém během nepoužívání uložen tak, aby nezabíral příliš mnoho místa.

Právě tento úkol vyřešili vývojáři systému RHENAC v Gelsenkirchenu. Systém tvoří dva konstrukčně stejné portály s hlavními nosníky z oceli. Mají celkovou hmotnost 190 tun, pokrývají celou šířku fotbalového hřiště a podél trávníku se pohybují po kolejnicích rychlostí více než 12 m/min. Dvanáct rozkládacích nosníků B a šest plynule pohyblivých nosníků C na jedné konstrukci, které jsou vybaveny přibližně 1 400 LED světelnými moduly a celkem více než 100 000 LED světly, dokáže osvětlit plochu 3 500 m², tedy polovinu fotbalového hřiště. Další zajímavá vlastnost: Provozní výšku portálů lze zvýšit z 1,50 m (v pracovní poloze) až na 4,65 m (v klidové poloze), aby pod nimi mohly projíždět autobusy. Díky tomu může betonová plocha, na které je trávník mimo arénu zásobován dostatečným množstvím světla, sloužit jako další parkoviště.

Jedním z úkolů vývojářů bylo najít vhodnou koncepci pohonu. Od pohonů se mimo jiné očekává přesná synchronní jízda při pojezdu mostu o hmotnosti 190 tun a délce 80 metrů. Musí také být spolehlivé při jakékoli teplotě prostředí za nepříznivých povětrnostních podmínek. Požadavky jsou to opravdu náročné.

Řešení

Při pohledu na portál je zřejmé, kde takovou koncepci pohonu hledat: Základní konstrukce je podobná konstrukci (sníženého) portálového jeřábu. Systém kolového bloku Demag DRS byl vyvinut jako koncepce pohonu jeřábů a jako univerzální součást řešení pro různé aplikace. Od té doby se osvědčil díky své spolehlivosti a robustnosti a v průběhu let se začlenil do řady jiných oblastí použití.

Základní koncepce kolového bloku: Vysoce spolehlivá pojezdová kola integrovaná do robustního a kompaktního krytu lze kombinovat s různými elektromotory, převodovými motory a frekvenčními měniči z modulárního systému pohonu Demag. Pro zde popsaný systém osvětlení trávníku doporučili techničtí pracovníci společnosti Demag kolové bloky DRS 400 s průměrem kol 400 mm a nosností 30 tun v kombinaci s kompaktními brzdnými motory s úhlovým převodem.

Vysokou účinnost tohoto kolejového pohonného systému dokládá poměr mezi hmotností portálů (190 tun) a výkonem pohonu (16 × 3 kW = 48 kW). Tu ještě podtrhuje třída energetické účinnosti IE2 elektromotorů Demag řízených podle otáček, které byly vyvinuty speciálně pro tyto aplikace. Vícevrstvý dvousložkový lak ředitelný vodou udržuje nebesky modré převodové motory při venkovním použití bez koroze, a to i za nepříznivých povětrnostních podmínek.

Osm pohonů, které pohání každý portál, je synchronizováno prostřednictvím frekvenčních měničů, které dokáží poskytovat velmi vysoký točivý moment i z klidového stavu, a zajišťují tak plynulý rozjezd a rovnoměrný chod.

Zajímavosti

Z rozsáhlého sortimentu doplňků, které společnost Demag ke kolovým blokům nabízí, se techničtí pracovníci společností RHENAC a Demag rozhodli pro přesně padnoucí posilovače točivého momentu a sadu na čištění kolejnic pro každý kolový blok.

Jednou ze zvláštností systému osvětlení trávníku RHENAC je skutečnost, že je společně s celým trávníkem nainstalovaný v pojízdné vaně, respektive na ní, což umožňuje vysunutí celého trávníku ze stadionu a zasunutí zpět: ze stadionu se tak stává víceúčelová aréna a trávník lze šetřit i udržovat (bez stínu, který vrhají tribuny). Vše rovněž zajišťuje pohonná technika Demag. Klub a správci zeleně již získali za prémiové hřiště ocenění.

Tři otázky pro Wernera Günthera, obchodního inženýra odpovědného za projekt s RHENAC GreenTec AG a multifunkční arénu v Gelsenkirchenu

Demag: Pane Günthere, jaké byly první požadavky, které jste obdržel od partnera projektu?

Werner Günther: Napřed jsem obdržel dokument s technickými parametry pro uvedení dvou portálů pro osvětlení a zavlažování sportovních travnatých ploch do pohybu. Vlastní hmotnost jednoho portálu byla plánována na 80 000 kg. Požadavkem bylo, aby se tento kolos pohyboval po trase 120 m plynule měnitelnou rychlostí v rozmezí 0,8 až 20 m/min.
Na projektu bylo neobvyklé to, že portály budou provozovány venku a mělo se počítat s plochou 320 m², která bude vystavena větru. Portály měly být schopné provozu i při silnějším větru o síle 6 stupňů Beauforta. Odpor vlečného lana měl při prvním požadavku 2 000 N. Tak to všechno začalo. Nakonec se celkové zatížení více než zdvojnásobilo na statické zatížení 192 000 kg v důsledku teoretické námrazy.

Demag: Které vlastnosti produktu by měly být při řešení pohonu portálů zdůrazněny především?

Werner Günther: Určitě by se mělo zdůraznit použití osvědčených komponent systému pohonu. Cílem bylo, aby koncepce pohonu fungovala spolehlivě za všech povětrnostních podmínek. Nakonec jsme se při návrhu a realizaci rozhodli pro 16 pohonů Demag typu WUE80QD s brzdnými motory ZBE 100 B4 B050, které pohánějí 16 kolových bloků Demag DRS 400. Kolové bloky jsou vybaveny přípojkami a mají další příslušenství, například kartáče na čištění kolejnic. O plynulou regulaci rychlosti v požadovaném rozsahu 0,8 až 20 m/min se starají dva frekvenční měniče Demag.
Do nadřazeného řídicího systému integrovali pracovníci společnosti RHENAC bezpečnostní řízení Demag SCU, které nezávisle zabraňuje například kolizi obou portálů během provozu.

Demag: Který požadavek zákazníka byl v tomto projektu největší výzvou?

Werner Günther:

Mimořádné bylo střední rozpětí portálů, které mělo rozsah přes 80 m u každého mostu. Během provozu nesmí být překročena maximální tolerance náklonu 1 m. To vyžaduje vysokou přesnost souběhu obou pojezdů.

Kromě toho sama o sobě skutečnost, že se systém používá venku, klade vysoké nároky na požadavky. Komponenty Demag jsou navrženy pro provoz při teplotách do mínus 20 stupňů Celsia a musí být schopny odolávat i takovým podmínkám okolí, jako je horko, vlhkost, led a sníh.

Z bezpečnostního hlediska je důležité vědět, že se během pojezdu portálů mohou podél trávníku pohybovat lidé. Tomu odpovídají vysoké bezpečnostní požadavky na řízení. Pro splnění bezpečnostních požadavků se používá 8 bezpečnostních laserových skenerů, které monitorují provoz a přenášejí informace do bezpečnostního řízení Demag SCU.

Během celého projektu náš tým úzce spolupracoval se společností RHENAC GreenTec AG, ale také s ostatními odborníky, kteří tento projekt umožnili – od výrobců oceli a hydrauliky po výrobce řídicích systémů. Zásadní význam mělo dobré plánování a koordinace, díky kterým je tento projekt v Gelsenkirchenu skutečně mimořádný.

Modulární pohonná technika Demag i v této aplikaci ukazuje, jak rozmanité možnosti nabízí a jak spolehlivě uvádí řešení specifických požadavků do pohybu.