Toekomst: trekker levert stroom

[Sjors]

Trekkers gaan in de toekomst een hoog elektriciteitsvermogen leveren. Peter van der Vlugt van Kverneland Mechatronics ziet de aftakas steeds meer plaatsmaken voor een elektrische aansluiting.

De trekker ontwikkelt zich tot een krachtige stroomgenerator. Mogelijk rijdt hij erop. In ieder geval komen er steeds meer machines en werktuigen die erop aangesloten worden. De techniek is schoner en energiezuiniger en de machines reageren sneller dan hydraulisch aangedreven types.

Een veel hoger vermogen is nodig, omdat de robotisering, sensoren en andere stroomgebruikers én grote werkbreedtes erom vragen. Kverneland en ook John Deere en Fendt denken samen mee in een werkgroep, die het heeft over vermogens op trekkers tot 150 kilowatt.

Aanpassingen
De Isobus-techniek die nu in de precisielandbouw gebruikt wordt, gaat tot 60 ampère. Dat beperkt de grenzen van de ontwikkeling. Van der Vlugt verwacht dat de elektronicarevolutie aanpassingen nodig maakt, maar dat er geen onoverkomelijke problemen in Isobus zitten.


Een twaalfrijige met gps aangestuurde zaaimachine. Hoe groter de werktuigen en hoe meer electronica, hoe meer stroom ze gebruiken. Foto: Nieuwe Oogst

Bron NieuweOogst.nu

[Stigter]

Ik lees hier dat men al in 2007 met deze mogelijkheid bezig was.

Het is een hele lap tekst en te groot voor het forum, daarom maar in de spoiler!

Artikel heeft gestaan in Trekkertechniek en is geschreven door: Gertjan Zevenbergen

Spoiler: Bekijk

Een trekker die stroom opwekt. Het is niet nieuw, International Harvester deed het al in 1954. Toch is de vinding van John Deere groot nieuws. Het helpt trekkers schoner te maken. Het is een stapje dichter bij
de volledig elektrisch aangedreven trekker. Ook zijn elektrische machines geen utopie meer. Het kan de constructie goedkoper maken en maakt het werken ermee doeltreffender. Maar waar gaat het nu precies om?

Het einde van de dynamo
John Deere voorziet de 7430 en de 7530 E Premium van een gelijkstroomgenerator ofwel dynamo. Niet een die in de hef van de trekker hangt, maar eentje die geplaatst is op de plek waar normaal het vliegwiel zit. In het koppelingshuis dus. Hij wordt aangedreven door de krukas. De starterkrans is gebleven, daar is de startmotor op gemonteerd, maar de rest van het vliegwiel hebben de John Deere constructeurs vervangen door een generator die 20 kW elektriciteit opwekt. De trekker zelf is de grootste verbruiker
van die opgewekte stroom. De generator levert via een transformator 12 volt om de accu op te laden en de rest van de trekkerverlichting en -elektronica van stroom te voorzien. Daarnaast drijft hij een flinke 400 Volt elektromotor aan. Die voorziet de ventilator en de compressor van elektriciteit. Daarnaast zorgt de generator voor de stroomvoorziening van de airco. Een gangbare dynamo vind je onder de motorkap van de 7030 E Premium-trekkers niet meer terug. Die heeft zijn langste tijd wel gehad, menen ze bij John Deere. De meeste riemaangedreven dynamo’s kunnen de grote hoeveelheid stroom die nodig is voor de verlichting van de trekker, airco, ventilator en aangekoppelde machines toch niet meer leveren. En kunnen ze het wel, dan hebben ze erg grote afmetingen gekregen.

Snel vullen
De 12 kW generator levert zijn maximale vermogen al bij stationair toerental van de motor. Dat komt tot uiting bij het gebruik van de airconditioning. Levert die normaliter zijn volle capaciteit bij een hoog motortoerental, nu is het mogelijk om bij een net gestarte, stationair draaiende motor, de airco toch op volle toeren te laten draaien. Resultaat: binnen de kortste keren een koele of juist warme cabine en ontwasemde ramen. Maar er is meer. Ook de compressor van de luchtremmen is niet meer afhankelijk van het motortoerental en kan de luchttank nu dus volpompen zodra die leeg is. Zelfs bij stationair
draaiende trekkermotor is de tank toch snel gevuld.

Extra vermogen
De generator verbetert de efficiëntie van de trekker en vermindert het brandstofverbruik. In de eerste plaats omdat de krukas normaliter via een V-snaar de waterpomp, de ventilator, de dynamo, de compressor en de airco aandrijft. Een dynamo alleen al verbruikt tot 10 kW en de ventilator 4 kW van het door de motor gegenereerde vermogen. Dat blijft bij de 7030 E-trekkers bespaard. Uiteindelijk bespaart de generator zo’n vijf procent vermogen. Dat vermogen is nu beschikbaar om de 7030 E-trekkers een extra boost van 7,5 kW (10 pk) mee te geven bij aftakasen transportwerk. Het maximale vermogen van
de 7430 komt daarmee op 150 kW (200 pk) en dat van de 7530 op 159 kW (213 pk). Het extra
vermogen komt al bij 1.200 motortoeren beschikbaar en niet bij 1.750 toeren zoals bij normale 7030 Premium-trekkers. Daardoor zou de trekker sneller optrekken en sneller dan voorheen reageren als hij het tijdens zwaar werk moeilijk krijgt. Normaliter zou het niet mogelijk zijn om een trekker bij een dergelijk laag toerental al extra vermogen te laten leveren, geven de John Deere technici aan. De ventilator van een
gangbare trekker zou namelijk niet op volle snelheid kunnen draaien terwijl dat wel nodig is. Omdat ook de koelvloeistof niet snel genoeg door de motor gepompt wordt, zou de motor te warm worden. Nu de ventilator maar ook het lagedrukkoelsysteem van de 7030 E Premiumtrekkers door een eigen elektromotor, en dus onafhankelijk van de trekkermotor, worden aangedreven, kunnen ze al bij lage motortoeren op volle kracht hun werk doen. Dat is leuk voor nu, maar zeker voor later. De vinding maakt het namelijk mogelijk om in 2011 aan de veel strengere Stage IIIb en IV emissie-eisen te voldoen.
Een goede koeling is daarvoor cruciaal.

Stopcontacten
Een elektriciteit genererende trekker zet de deur open voor meer veranderingen. Een elektronisch
kastje op de achterbrug van de trekker vormt 5 kW vermogen van de totale 20 kW die de dynamo
opwekt niet alleen om naar 12 volt maar ook naar 220 en 400 volt. Beide in een frequentie van
50 Hz en met een stroomsterkte van 16 ampère. Die stroom gaat vervolgens naar de twee stopcontacten
die linksachter, ter hoogte van de achteras van de trekker zijn gemonteerd. De bovenste levert 220 volt, de onderste 400 volt. De eerste prototypen waren voorzien van een kastje ter hoogte van de topstang. Een schone plaats, dat wel, maar het belemmerde het uitzicht van de bestuurder op de machines te veel, zodat het voorlopig is verhuisd naar de achteras. De 12 volt aansluiting is nog steeds op dezelfde plaats
als voorheen te vinden en levert nu voldoende stroom voor grote werktuigen, zoals brede, elektrisch aangestuurde zaaimachines.

Nog meer stroom
John Deere demonstreert met een ingeplugde kettingzaag dat er daadwerkelijk 220 volt uit de
stekkerdoos achterop de trekker komt. De toepassing kan interessant zijn op plaatsen waar
geen stroom voorradig is, of in noodsituaties. Voorlopig zijn handgereedschappen en een
flink lasapparaat ook de enige apparaten die op de door de trekker opgewekte stroom hun werk
kunnen doen. 5 kW is net voldoende voor een lasapparaat of het tegelijkertijd gebruiken van
een haakse slijper, een boormachine en een heteluchtpistool. Het wordt pas echt interessant
als de generator voldoende stroom levert om een werktuig aan de trekhaak of in de driepuntshef
van stroom te voorzien. Dat zou geen enkel probleem moeten zijn als je de technici van
John Deere mag geloven. Een sterkere generator dan de huidige is gemakkelijk op dezelfde plaats
te monteren.

Beter te regelen
De Duitse machinebouwer Rauch bouwde al een machine voor de trekker, de Axis EDR. Deze elektrisch
aangedreven kunstmeststrooier vraagt een vermogen van maximaal 16 kW bij een werkbreedte van 36 meter en de maximaal instelbare kunstmestgift van 500 kg/min. Alle energie, zowel de 12 volt voor het instellen van de dosering als de 400 volt voor het laten draaien van de strooischijven wordt geleverd door de trekker die Rauch van John Deere kreeg. Die leverde dus meer dan 5 kW aan het stopcontact.
Omdat de trekker op lage toerental draaide. Het levert, zo meent de fabrikant een tot nu toe onbereikbaar comfort op. Ten eerste is de kunstmeststrooier gemakkelijker aan te koppelen. Je hangt de machine in de driepuntshef en plugt de stekkers in aan de achterkant van de trekker. Daarnaast is de elektrische aandrijving efficiënt. Zelfs bij lage toerentallen – je bespaart dus brandstof – draaien de schijven van de strooier al op volle toeren, ook bij hoge doseringen. Het is nu gemakkelijker om de schijven onafhankelijk
van het motortoerental met een constante snelheid te laten draaien en je kunt de snelheid ook nog eens beter regelen. Dat maakt het strooibeeld nauwkeuriger. Ook is het mogelijk om de draaisnelheden van iedere schijf onafhankelijk van elkaar in te stellen. Een uitkomst bij het kantstrooien. De schijven starten langzaam maar stoppen snel vanwege de sterke remmen op de motoren van de schijven.

Andere machines volgen
Volgens Nicole Bierling, hoofd marketing van Rauch, zal het niet bij één elektrische kunstmeststrooier
blijven. Elektriciteit brengt de kracht nu eenmaal efficiënter over dan bijvoorbeeld olie, omdat in het hydraulische systeem van een trekker veel energie door wrijving als warmte gaat verloren. Bij een mechanische aandrijving is dat niet anders. Rauch kan en zal dan ook andere kunstmeststrooiers en pneumatische zaaimachines aanpassen. Ook andere machines kunnen van de beschikbare elektriciteit profiteren. Denk maar aan een getrokken aardappelrooier, waar je heel eenvoudig het toerental
van een zeefmat kunt veranderen, ongeacht het toerental van de trekkermotor en zonder dat de rooier van een eigen hydraulisch systeem is voorzien. Ook John Deere werkt aan elektrisch aangedreven machines. Hoewel onduidelijk is op welke termijn hij beschikbaar is, toont het bedrijf zonder er veel over te zeggen de foto van een aftakasloze spuitmachine uit de eigen fabriek in Horst.

Fendt en JCB
John Deere is niet de enige die de voordelen van elektriciteit ziet. De Engelse machinebouwer
JCB diende een patentaanvraag in voor een trekker die zijn eigen stroom opwekt en die gebruikt
voor het eigen elektrische netwerk en een traploze versnellingsbak. Door de hydrostaten van
een variabele transmissie te vervangen door elektromotoren zou een variabele transmissie
namelijk efficiënter zijn. Trekkerbouwer Fendt werkte met Sensor-Technik Wiedemann en
onder meer de technische universiteit van München in 2001 al aan een gelijkaardige vinding.
Op een trekker met dieselmotor bouwden de onderzoekers een door de dieselmotor aangedreven
generator die een gelijkspanning van 540 volt leverde. Zelfs een vermogen van 400 kW
zou volledig als stroom beschikbaar kunnen komen. Net als bij de John Deere trekker wordt
de startenergie voor de dieselmotor en de stroomvoorziening voor de trekkerelektronica door een 12 volt-netwerk geleverd. De 540 volt gelijkstroom zou gebruikt worden voor de aangekoppelde machines. Het concept ligt voorlopig in de Agco-ijskast op de Fendt-fabriek in het Duitse Marktoberdorf. Fendt ontwikkelingstopman Heribert Reiter zag en ziet de tijd er nog niet rijp voor. “Boeren zitten er niet op te wachten. Maar mocht het aanslaan dan kunnen we de techniek leveren.”

Volgend jaar
Voorlopig lijkt het erop dat alleen John Deere een trekker kan leveren die daadwerkelijk zijn eigen stroom opwekt. Vanaf mei volgend jaar is al een gelimiteerd aantal trekkers beschikbaar. Wat ze zullen kosten, is nog onbekend. Wel is duidelijk dat ze vanaf november 2008 volop in productie gaan. De serieproductie van de Rauch kunstmeststrooier start in de lente van 2009. Dan moeten overigens eerst afspraken over de exacte vorm van bijvoorbeeld de stekkers gemaakt zijn. De prijs van die machine zou nagenoeg gelijk zijn aan een vergelijkbare mechanisch aangedreven Rauch kunstmeststrooier.