Változások a traktorok energiaellátásában (1. rész)

Hosszabb ideje lehetünk tanúi annak, hogy a hagyományos (fosszilis) energiaforrásokat az élet különböző területein olyan energiahordozókra próbálják lecserélni, amelyek kevésbé károsak a környezetre, megújíthatók, ennélfogva gazdaságos használatuk hosszabb távon is fenntartható. Ezek a törekvések érintik a mezőgazdasági gépek gyártásában érdekelt szervezeteket, mindenekelőtt a traktorgyártókat is. Szinte minden gyártó fejlesztett olyan traktort, amelyik a megszokott dízelüzem helyett valamilyen más energiahordozóból (tárolóból) nyeri a működéshez szükséges energiát. A konstrukciók egy része sikeres lett, és eljutott a gyakorlati hasznosulásig, más részük megrekedt a teszteknél. E témával kapcsolatban meglehetősen sok információ érhető el, az érdeklődők bőséggel találhatnak típusismertető műszaki leírásokat és a gyakorlati tapasztalatokról szóló tudósításokat. A továbbiakban a széles kínálatból készítettünk egy szabad válogatást olvasóinknak.

A 700 Vario Electric traktor

A holland Koninklijke Maatschap de Wilhelminapolder (KMWP) egy 205 lóerős (150 kW), elektromos hajtásúra átalakított Fendt 700 Vario traktor (1. kép) gyakorlati tesztjét végezte el 2023 őszén, burgonya betakarításában. A gyakorlat feltárta, hogy egy hagyományos, dízelüzemű traktor elektromos hajtásúra történt átalakítása hogyan vizsgázott a mezőgazdasági: a napvilágra került információk szerint a próba sikerült, az első tapasztalatok igen meggyőzőek.

1. kép. A Fendt 700 Vario továbbfejlesztett változata, a 700 Vario Electric traktor

(Forrás: fendtfarming.nl)

A traktor átépítése a holland Fendt-importőr, az Agromec és az ugyancsak holland Electric Construction Equipment (ECE) együttműködésében valósult meg. A kiindulási alap egy normál, dízelüzemű Fendt 720 Vario (2. kép) volt, amelyből eltávolították a dízelmotort és más tartozékokat, de megtartották a Vario sebességváltót.

2. kép. Az eredeti 7. generációs Fendt 700 Vario

(Forrás: „Fabrikanten van landbouwmachines” − fendt.com)

Lényegét tekintve az átalakítást követően „csak” annyi változott, hogy a dízelmotor helyére egy elektromos motor került (3. kép), amely 420 lóerő névleges teljesítménnyel rendelkezik. Ezt a teljesítményt „vissza kellett venni” a traktorban eredetileg használt DEUTZ dízelmotor paramétereinek szintjére, így alakult ki a 205 lóerős névleges teljesítmény; a maximális forgatónyomaték – 1500-as percenkénti fordulatszám mellett – 911 Nm.

3. kép. Az átalakított motortér

(Forrás: „Alternative energy source for diesel engine in tractor, how do you like that?” − futurefarming.com)

Az átalakítás jellemző motivációi:

• Környezetbarát: Az elektromos hajtás iránti igény különösen ott jelentkezik, ahol a kipufogógázok kibocsátását korlátozzák, vagy egyáltalán nem engedélyezik. Az elektromos traktorok kibocsátásmentesek, nem termelnek káros gázokat vagy részecskéket. Ez hozzájárul a környezet védelméhez és a fenntarthatósághoz.
• Csendes működés: Az elektromos traktorok alacsony zajszinten működnek, ami különösen fontos a lakott területekhez közeli vagy éjszakai munkavégzés során.
• Gazdaságos használat: A fajlagos energiaköltség kedvezőbb, az energiaveszteség minimális, a karbantartási költségek ugyancsak alacsonyabbak a kevesebb mozgó alkatrész miatt.

Az Agromec megoldása a hatótávolságra

Az akkumulátoros hajtás egyik fő problémája a hatótávolság kérdése. Gondoljunk például az elektromos autókra, esetükben a gyártók versenyében az egyik döntő faktor, hogy egyetlen töltéssel hány kilométert tehetünk meg az adott márkával. Nincs ez másként a mezőgazdasági erőgépek esetében sem.

• A motortérben található egy 70 kWh kapacitású, „kisebb” akkumulátorcsomag. Ennek kisegítő funkciója van arra az esetre, ha például rövidebb távolságokat kell a traktornak megtennie vagy a külső akkumulátorcsomag cserére szorul.
• Az átalakított konstrukció lelke az ECE PowerBox, egy cserélhető, intelligens akkumulátorcsomag, amely 140 kWh energia tárolására alkalmas. Tömege: 2000 kg, magassága és szélessége 1300 mm, hossza pedig 1080 mm.
• Az akkumulátorok hatásos működését segíti az a hőmérséklet-szabályozó (hűtő-fűtő) rendszer, amelynek feladata a powerboxok optimális állapotban tartása különböző hőmérsékleti viszonyok között. A nehéz feladatok elvégzése és az akkumulátorok élettartamának meghosszabbítása igényli ezt a megoldást. Különösen a hűtés fontos, mert az akkumulátorok hőmérséklete nem haladhatja meg a 45 C⁰-ot.
• A traktor mellső hidraulikájával az akkumulátorcsomag, akár egy előre szerelt pótsúly, felvehető (4. kép).

4. kép. A „fő” akkumulátorcsomag a traktor első függesztőszerkezetén található

(Forrás: fendtfarming.nl)

• A traktor folyamatos működésének biztosítása érdekében a lemerülő akkumulátorokat rendre újra kell tölteni. A felöltés normál töltőállomáson is végeztehető, gyorstöltő használatával a töltési idő kb. 1 óra.  Természetesen használható saját töltőállomás is, ami különösen ott lehet hasznos és gazdaságos, ahol a felhasználó már rendelkezik megújuló energiaforrással, például napelemekkel vagy a szélenergia hasznosításához szükséges berendezésekkel. Nagy előny, hogy a töltés ideje alatt a traktor folyamatosan dolgozhat, hiszen nem az erőgépet kell csatlakoztatni a töltőrendszerre, elég csak a powerboxot cserélni.
• A feltöltött akkumulátorcsomag könnyen csatlakoztatható a traktorhoz (5. kép), így a munkavégzést csupán rövid időre kell megszakítani.

5. kép. Az akkumulátorcsomag csatlakoztatása a traktorhoz

(Forrás: fendtfarming.nl)

• A powerboxok szisztematikus cseréjére épülő folyamat addig folytatható, amíg a belső akkumulátor majdnem teljesen lemerül. Ilyenkor a traktort kb. 3 órán keresztül kell tölteni 22 kWh teljesítménnyel.

Első benyomások

Az eddigi tapasztalatokra építve a szakértők az átalakított traktorral, részben a használatával kapcsolatban a következő megjegyzéseket fűzik:

• A powerbox elhelyezése ugyan jó ötlet, de ezzel lehetetlenné válik az első és a hátsó függesztő szerkezet kombinált, egyidejű használata, például csatlakoztatott munkagépekkel.
• Az átalakított traktor nem olcsó. A hozzáférhető információk szerint a vételár meghaladja a 600 ezer eurót, ami 390 forint/euró árfolyamon számolva 235 millió forintnak becsülhető. Ebbe az árba beletartozik az első akkumulátorcsomag is.
• Ugyan az átalakított traktor gyártása 2022-ben megkezdődött a hollandiai Veghelben, azonban a gyártás még nem tekinthető valódi sorozatgyártásnak. Amennyiben ez bekövetkezik, az vélhetően előnyös lesz a termék árának változására is.

Az E-Horse eszközhordozó traktor

A teljesen elektromos hajtású traktor kifejlesztésének története említést érdemlő. Az 1902-ben alapított holland Machinefabriek Boessenkool gépgyár igazgatója, Eelco Osse együttműködési projekt keretében találkozott Bastian van der Vent-tel, aki szántóföldi növénytermesztéssel és díszcserjék termesztésével foglalkozik, ugyancsak Hollandiában. A két szakember beszélgetései során körvonalazódott egy olyan erőgép gondolata, amely végül az „E-Horse” eszközhordozó traktor formájában öltött testet (6. kép). A megnevezés találó, hiszen a „Horse” magyarul lovat jelent, az eszköz tehát „elektromos ló”-nak nevezhető, utalva egyszerűségére és többcélú hasznosíthatóságára.

6. kép. Az E-Horse eszközhordozó egy kiállítási példánya

(Forrás: NPPL, Martin Smits^© − boessenkool.com)

A fejlesztés során szerencsésen találkozott az innovációk felosztásából ismert „keresleti szívás” és „technológiai nyomás”. Keresleti oldalról egy könnyű, mozgékony, környezetkímélő (károsanyagkibocsátás-mentes) és a növénytermesztésben több feladat ellátására szolgáló eszközhordozó iránti igény fogalmazódott meg. A kínálati oldalról pedig a konstrukció megtervezésének és gyártásának képessége szolgált a közös munka alapjául.

Az E-Horse fontosabb jellemzői

• Az eszközhordozón minden elektromosan működik. Az erőforrás egy napelemekkel táplált, 20 kWh teljesítményű lítiumion-akkumulátor. A prototípus 8 napelem panellel készült, de a tetőn van hely további 4 panel felhelyezésére is. A külső panelek felhajthatók, ami a gép tárolása, illetve a táblák közti mozgás esetén lehet előnyös.

• A gép tömege alaphelyzetben, művelőeszközök nélkül 1880 kg. Ez a fajlagos talajnyomást előnyösen befolyásolja.
• A berendezés mozgása egy joystick segítségével fokozatmentesen változtatható. A haladási sebesség: max. 13 km/h, munkavégzés során pedig 8 km/h. A mozgás összkerékhajtás révén történik. A négy kerék mindegyikét egy-egy 48 V-os hajtómotor mozgatja (7. kép); olaj csupán a kerekek hajtóműveiben található.

7. kép. A kerekek hajtását 48 V-s hajtómotor végzi

(Forrás: e-Horse − boessenkool.com)

• A jármű kormányzása is elektromos, GPS-en keresztül teljesen automatizálható. Viszonylag kis kormányszögig csak az első kerekek kormányozhatók. Nagyobb kormányszögek esetén, például élesebb forduláskor, a négykerék-kormányzás automatikusan bekapcsol.
• A prototípus kialakítása 3 méter munkaszélességű művelőeszközök használatát teszi lehetővé. A fejlesztők szerint a gép, megfelelő munkaeszközzel szerelve, alkalmas sorközművelésre, gyomirtásra, vetésre.

8. kép. Az E-Horse valós üzemi körülmények között

(Forrás: Nieuwsbericht − boessenkool.com)

A berendezést 2023-ban tesztelték valós üzemi körülmények között (8. kép). mely során beigazolódott annak használhatósága (9. kép). A csendes működés, a stabilitás, a fordulékonyság, az egyszerű kezelhetőség mind-mind a konstrukció előnyére válnak. Az sem mellékes, hogy a gép kezelője folyamatosan és zavartalanul szemmel tarthatja a munkavégzést. A teszt során kiderült, hogy a napelemekkel szerelt jármű az akkumulátorok teljes feltöltöttsége esetén 6-8 óra munkavégzésre képes.

9. kép. A gépkezelőt a kilátásban semmi nem zavarja

(Forrás: Nieuwsbericht − boessenkool.com)

Továbbfejlesztés?

Ahogy az lenni szokott, a tesztek során született néhány olyan gondolat, amely a gép továbbfejlesztését segítheti, erre építve a fejlesztők a következőket tervezik:

• A következő változat nem 1, hanem 3 emelőszerkezettel készül, ami további művelőszerszámok csatlakoztatását teszi lehetővé.
• Az eszközhordozó kerete keskenyebb lesz. Ez lehetővé teszi akár 6 méter munkaszélességű eszközök csatlakoztatását is. A jelenlegi keret mellett ez nem lehetséges, mivel nincs elég hely a munkaeszköz összecsukásához, amire a közlekedés során szükség lehet.
• A továbbfejlesztett berendezés üzemanyagcellával működik majd (ennek részleteiről e cikk összeállítása során még nem áll rendelkezésünkre hozzáférhető információ.)

A gyártó közlése szerint a gép induló ára kereskedelmi forgalomban várhatóan 100 ezer euró körül alakul majd.

Szerző: AgrárUnió