Acest site foloseste cookies.
Prin navigarea pe acest site, va exprimati acordul asupra folosirii cookie-urilor.
Vezi mai multe detalii
close
Publicatia companiilor din agricultura si zootehnie

Tractorul electric, o optiune de luat în calcul în viitorul apropiat

18 Septembrie 2018  Autor: nora marin

Acționarea electrică este deja disponibilă pentru anumite tipuri de vehicule agricole, dar poate fi o realitate practică pentru tractoarele de bază sau va rămâne visul unui inginer? Viitorul agriculturii, știm bine, privește tehnologia care va ține cont de mediu. Așadar, este o opțiune practică să trecem la utilajele grele destinate agriculturii, acționate electric? Aceasta este tema unei analize publicată în revista de specialitate New Technologies, pe care v-o prezentăm în ediția de față a revistei infoFERMA.


Totul în tăcere


Deschideți ușa, intrați în cabină, rotiți cheia și, tăcere. Dar nu vă faceți griji, nu este timpul să priviți sub capota tractorului, pentru a afla de ce motorul nu va porni în această dimineață rece, cândă vă așteaptă 100 de bovine să le hrăniți. În schimb, inginerii de la John Deere vă propun un tractor cu un motor electric care livrează 130 kW (174 CP), cu alimentare continuă la transmisia regulată cu 24 de trepte.


Însă, în timp ce încărcătoarele și alimentatoarele cu acumulator pot fi cumpărate astăzi, transmisia electrică pentru tractoarele agricole tradiționale pare să fie, încă, un fel de vis, chiar dacă avantajele principale citate de producatorii de încărcătoare Avant, Kramer și Weidemann și producătorul de tractoare Meyer, sunt ușor de apreciat: funcționare silențioasă și emisii zero ale vehiculului, în limitele clădirilor agricole, ale serelor și halelor de depozitare.


De asemenea, există emisii scăzute sau zero la producerea de energie electrică, dacă energia de încărcare a bateriilor este creată din surse regenerabile în fermă. La acestea se adaugă costuri de funcționare mai mici, provenite de la o sursă de energie mai ieftină decât motorina. Bateria pentru aceste vehicule este o opțiune practică, parțial, datorită cererii de putere relativ scăzută și utilizării intermitente, într-o rutină previzibilă, care lasă timp pentru reîncărcare.


Exigențe sporite


Cu toate acestea, tractoarele care manipulează lucrări în sol, care tractează semănători, remorci grele sau echipamente de recoltare sunt mult mai exigente și au nevoie de o mare putere, pe perioade mai lungi (de preferință o zi întreagă), pentru a concura cu motorina. Însă, unitatea electrică beneficiază de uriașe avantaje:


- Emisii zero


-Exploatare mai ieftină, mai ales atunci când este încărcat cu energie regenerabilă, produsă în fermă


-Mai puțin zgomot și vibrații


-Componente mai puține


-Oportunități mai mari de a controla individual roțile


-Flexibilitate sporită, pentru a varia viteza de deplasare


Pornind de aici, exponenții acestor tehnologii sunt plini de speranță că, după cum majoritatea producătorilor de autovehicule majore se alătură pieței în creștere a automobilelor electrice, dezvoltarea bateriilor pentru tractoare grele, în termeni de durată a energiei și timp de încărcare, se va îmbunătăți, iar costurile componentelor vor scădea.


3100 de cicluri


Acest lucru a stimulat interesul reînnoit în cercetarea din domeniul energiei electrice pentru tractoare, cum ar fi proiectul de furnizare a energiei durabile pentru mașini agricole Sesam. Proiectul este condus de Universitatea de cercetare tehnică din Kaiserlautern, situat la 60 km vest de fabrica de tractoare John Deere, din Mannheim și a primit sprijin financiar din partea Ministerului federal german pentru afaceri economice și energie.


În timp ce tractoarele de dimensiuni reduse cu baterii au fost testate înainte, cercetătorii Sesam spun că prototipul lor este primul tractor electric de înaltă performanță alimentat de la baterie, pentru a oferi o funcționalitate completă pentru aplicațiile agricole. Aceștia susțin această afirmație prin folosirea tractorului de 130 kW (174 CP), care are la bază seria John Deere 6R, construit în Mannheim, la care s-au atașat pentru testări succesive un pulverizator, un cultivator, un tanc de lichide și o remorcă pentru însilozare.


Cercetătorii afirmă că, folosind tehnologia actuală, o încărcare a bateriei durează până la patru ore de funcționare în aplicații mixte tipice sau pentru aproximativ 55 km de transport. Timpul de încărcare a bateriei, proiectat să suporte 3100 de cicluri de încărcare, este de aproximativ trei ore, iar energia de frânare este recuperată prin capacitatea de încărcare inversă, cu o eficiență mai mare de 90%.


Un motor electric de 15kW asigură o propulsie aproape silențioasă, în timp ce un motor de 22kW conduce sistemul hidraulic obișnuit care acționează brațele de ridicare, echipamentul atașat și sistemul de direcție cu patru roți. Inginerii evidențiază, de asemenea, potențialul de reducere a costurilor de operare, la un tractor optimizat pentru a exploata eficiența ridicată a energiei electrice și numărul de componente de antrenare și de întreținere.


Controlul tracțiunii


Energia electrică are un potențial și mai mare, atunci când este utilizată în mod particular, mai degrabă decât ca un înlocuitor pentru un motor diesel, așa cum a stabilit un alt proiect de cercetare, de la Universitatea Tehnică din Dresda. Cercetătorii au lucrat cu o versiune hibrid diesel-electric a tractorului specializat cu tracțiune integrală produs de producătorul elvețian RigiTrac, care are în mod normal un motor Deutz de 74 kW sau 80 kW (101 CP sau 110 CP), și un sistem hidrostatic cu două raze.


Pentru proiectul de cercetare, tractorul a primit un motor Deutz de 91 kW (126 CP), alimentând un generator de 650 CP, 85 kW și motoare individuale la fiecrae roată. Această dispunere și echipare a oferit noi oportunități de control al dinamicii vehiculului, fie prin vectorizarea cuplului, fie prin reglarea separată a vitezei axelor din față și din spate. Acționarea electrică cu ajutorul motoarelor individuale cu roți de pe tractorul prototip multifuncțional Trac, a permis tracțiunea integrală și controluldirecției pe toate roțile, de la axele telescopice înguste, pentru deplasarea pe șosea, și lățime, pentru un sistem de trafic echivalent ecartamentului tramvaielor.


Motoare individuale pe osii


Atunci când un motor electric unic este utilizat pentru alimentarea unui sistem de transmisie convențional, unghiul de direcție rămâne limitat de axele trapezoidale și viteza relativă a axelor față și spate, care trebuie să rămână constantă, pentru a evita transmiterea mișcării de ”wind-up”. Însă, utilizarea motoarelor individuale pe osii convenționale elimină problema de lichidare și oferă ocazia de a crește separat viteza roții din față sau spate acolo unde ar fi avantajoasă.


La rândul ei, distribuirea cu axe, spre fascicul, prin introducerea motoarelor electrice pe fiecare roată, oferă alte posibilități, inclusiv controlul sofisticat al tracțiunii și vectorizarea cuplului pentru stabilitate. Ea elimină, de asemenea, tensiunea mecanică inerentă unei transmisii convenționale a osiei, reduce componentele mecanice implicate și eliberează constrângerile legate de aspectul vehiculului. 


Ecartament variabil 


Această ultimă atracție, aceea a tractoarelor agricole acționate electric, este exploatată și de echipa olandeză din spatele Multi Tool Trac, un tractor special pe bază de ampatament, care poate acționa cu dispozitive electrice în poziții de montare față, mijloc și spate, pentru cea mai bună distribuție a greutății și pentru a efectua mai multe treceri sau operațiuni dintr-o dată. De asemenea, tractorul este proiectat în funcție de sistemele de trafic controlat, astfel încât axele reglabile la putere să prelungească setarea lățimii ecartamentului, de la 2,25 m., pentru călătoria pe șosea, la 3,25 m., atunci când efectuează lucrări. Acționarea electrică a fost aleasă pentru versatilitatea sa de instalare, controlul vitezei fine și cuplul instant la înălțime, care oferă o putere mare de tragere.


La rândul ei, compania New Holland a explorat puterea celulelor de combustibil pe bază de hidrogen, pentru a produce tractoare cu motor electric. Dar tehnologia, deși viabilă, din punct de vedere ingineresc, are nevoie de costuri mai mici, pentru a fi viabilă și economic. Motorul prototip cuprinde un motor diesel cu șase cilindri și un generator de 160 kW (210 CP), care poate fi utilizat ca un dispozitiv de extindere a gamei de baterii 30kWhr, la care se adaugă patru motoare electrice cu o putere nominală de 22kW, până la maxim 44kW.


Noua arhitectură a vehiculului permite cabinei mobile să se așeze pe șinele șasiului deasupra ampatamentului de 5,5 m, astfel încât operatorul să poată fi poziționat ori de câte ori asigură pentru cea mai bună vizibilitate și confort, în diferite diferite aplicații. Primul prototip a fost testat începând din 2015, a fost urmat de un al doilea construit anul trecut, rezultatele testului conducând la o reproiectare ulterioară, planificată în 2018.


Eficiență maximă la amestecul furajelor


Mecanismul de alimentare cu autopropulsie de 8 kWm, Siloking Truckline, are o putere electrică de 100%, promițând costuri reduse de funcționare și întreținere, în comparație cu echivalentul său alimentat cu motor clasic. Acest lucru este valabil mai ales în cazul fermelor care generează energie din surse regenerabile.


Siloking Truckline dispune de un motor electric de 18kW, montat pe puntea față, pentru acționare la sol cu ​​o viteză de până la 25 km/h și un motor de 15 kW, pentru alimentarea șnecului de amestecare, despre care producătorul german Mayer afirmă că este suficient pentru a rupe baloturile rotunde și pentru a produce un amestec omogen de ingrediente. Potrivit companiei, o încărcare a bateriei este suficientă pentru trei amestecuri pentru până la 100 de vaci de lapte, cu o opțiune mai mare pentru baterii de până la cinci cicluri de amestecare pe zi.


În toate celelalte privințe, mașina este identică celor echipate cu motoare clasice. Iar membrii echipei Multi Tool Trac anticipează lansarea unui produs comercial în anii 2019 sau 2020 și, deoarece fermierii investesc în energia regenerabilă, sunt convinși de un viitor sănătos pentru tractoarele cu tracțiune electrică și alte vehicule agricole acționate electric.