Izvor: Radio Televizija Vojvodine, 11.Jan.2009, 04:37   (ažurirano 02.Apr.2020.)

Hoće li biti elektrodizel traktora?

NOVI SAD - Hibridni pogoni koriste najmanje dva izvora energije i najmanje dva načina pogona. Pri sadašnjem stanju tehnike, hibridni traktori realno mogu da koriste kombinaciju pogona motora s unutrašnjim sagorevanjem, napajanog dizel gorivom i elektromotora napajanog električnom energijom iz baterija.

Ovakvi hibridni traktori, kratko nazvani elektrodizel traktori, danas ne postoje u serijskoj proizvodnji, ali ima razloga za istražvanje perspektive njihovog razvoja.
>> Pročitaj celu vest na sajtu Radio Televizija Vojvodine <<
O razvoju hibridnih traktora veoma je malo publikovanih podataka, ali ima nagoveštaja tekućih istraživanja. Jedan od retkih prikaza razvoja hibridnih traktora bio je na izložbi "Agritehnika 2005", gde je Kaze IH predstavio studiju elektromehaničke transmisije traktora snage 120 kilovata, javlja „Poljoprivrednik".

Samo na jedan korak do hibridnog traktora jeste Džom Dir serije 7030 E, koji ima generator struje snage 20 kilovata za pogon vodene pumpe, ventilatora hladnjaka, klima uređaja, kompresora za vazduh i eksternih potrošača.

Međutim, traktor nema sistem baterija u funkciji alternativnog napajanja potrošača električnom energijom. Takođe, postoje i koncepti električnog traktora (Eltrak, Mela) koji, umesto mehaničkog, ima električni pogon točkova.

Motor

Za razliku od traktora, automobilska tehnika je odmakla u korišćenju hibridnih pogona, tako da se već više godina unazad serijski proizvode elektrohibridni putnički automobili. Dostignuća u automobilskoj tehnici mogu da budu koristan putokaz ka razvoju hibridnih traktora, ali pri tome treba imati na umu da su hibridni automobili nastali na osnovu velike mogućnosti rekuperacije energije, što traktori nemaju, i iz ekoloških razloga, koji se, kada su traktori u pitanju, zasada još ne potenciraju u velikoj meri.

Postoji više načina primene hibridnog elektrodizel pogona traktora, koji su opravdani kako sa aspekta energetske efikasnosti i ekologije, tako i sa aspekta poboljšanja radnih performansi traktora. Pri sadašnjem stanju tehnike mogu da se sagledaju realno izvodljive varijante primene elektrodizel pogona traktora.

Električni motor-generator ugrađen na kraj kolenastog vratila pogonskog dizel motora, može povremeno da dodaje ekstra snagu dizel motoru na račun energije akumulisane u baterijama, ili da povremeno puni strujom baterije.

Baterije

Baterije sistema se pune strujom od motor-generatora kada traktor radi u lakim režimima (motor ima višak snage za pogon generatora), ali i na račun rekuperisane energije u transportu (kočenje, nizbrdica). Baterije se mogu puniti i iz električne mreže (noćno punjenje) ili se mogu zameniti već napunjenim baterijama.

Koristi od povremenog pojačanja snage motora uočene su od ranije, tako da danas mnogi traktorski motori imaju elektronske sisteme za regulaciju pumpe visokog pritiska, pomoću kojih mogu da rade duže ili kraće vreme u zoni preopterećenja (Motor-Bust, Intelidžent Pondžer Menadžment i Sigma Pondžer).

Ovi sistemi imaju svoje mane, jer se usled termičkih i mehaničkih preopterećenja skraćuje vek motora, povećava se potrošnja goriva i pogoršava sastav izduvnih gasova, naročito pri niskim brojevima obrtaja. Veličina dodatne snage (motor bust) kod sadašnjih traktora iznosi od sedam do 20 odsto nominalne snage motora, što se može prihvatiti kao dobra orijentacija i za razvoj elektromotornog pojačanja snage traktora.



Na primer, vodena pumpa radi stalno, bez obzira na temperaturu rashladne tečnosti, što je slučaj i s ventilatorom hladnjaka kod većine traktora. Električnim pogonom nabrojane opreme iz baterija i/ili generatora, uz odgovarajući elektronski energetski menadžment, mogu da se postignu znatne uštede u korišćenju energije.

Prednosti

Generatori struje i baterije hibridnih elektrodizel pogona mogu da napajaju mnogobrojne potrošače - različitu opremu traktora, ali i eksterne potrošače. Sadašnji mehanički pogon opreme dizel motora i traktora (vodena pumpa, ventilator hladnjaka, alternator, uljna pumpa servoupravljača, klima uređaj i kompresor za vazduh) neracionalan je, jer je stalno uključen i troši energiju čak i na praznom hodu.

Osim toga, u ovom sistemu nepotrebni su sadašnji alternator, elektrostarter i dvanaestovoltni akumulator. Mogućnošću napajanja strujom eksternih potrošača, traktor postaje pokretni elektroagregat veće snage, pa je i spektar njegove primene u poljoprivredi mnogo širi.

NiMH baterije

Postojeći elektrohibridni automobili koriste NiMH baterije, prvenstveno zato što su dvostruko lakše od Pb baterija. Srećom, traktori mogu da nose daleko veću količinu baterija kako sa aspekta mase baterija, tako i sa aspekta potrebnog prostora za njihov smeštaj.

Ukupna masa baterija hibridnih traktora mogla bi da se kreće oko 400 kilograma kod traktora male snage 30-60 kilovata, čija masa sada iznosi tri do pet tona, što bi značilo dodatno opterećenje od oko 10 odsto.

Velika masa

Ako se uzme u obzir da ti traktori sad imaju metalne tegove - balast za veštačko opterećenje prednje osovine od 200 kilograma pa naviše, i da se taj balast može zameniti baterijama, tada bi masa baterija mogla da bude i veća od navedenih 400 kilograma.

Računajući sa masom od 400 kilograma, količina akumulisane električne energije u baterijama bi iznosila 14 kNJh za Pb i 30 kNJh za NiMH baterije. Ukupna masa baterija za traktore veće snage mogla bi da bude mnogo veća, jer je masa tih traktora i njihovih balastnih tegova veća. Na primer, traktori snage 150-200 kilovata u proseku imaju masu 10 tona i balastne tegove iznad 400 kilograma.

Električni agregati

Ostale električne komponente hibridnih mobilnih sistema su dobro razvijene, tako da ne koče razvoj elektrodizel traktora. Iskustva s drumskim elektrohibridnim vozilima pokazuju da bi tronaponski električni sistemi sa 12, 24 i 220 (380) volti mogli da budu prihvatljivi i za elektrodizel traktore.

Najpogodniji električni agregati (motori i generatori) za ove sisteme jesu asinhrone višefazne mašine naizmenične struje, koje su dostupne na tržištu. Slična je situacija i s drugim neophodnim komponentama sistema, kao što su pretvarači struje, punjači baterija, uređaji za hlađenje baterija itd.

Za potrebe automobilske tehnike razvijene su komponente sistema elektronskog upravljanja, kao što su senzori, aktuatori i kontroleri, koji se mogu iskoristiti i za razvoj elektrohibridnih traktora. Osim toga, razvijeno je i područje softvera za potrebe energetskog menadžmenta u električnim sistemima vozila.

Nastavak na Radio Televizija Vojvodine...