"Wij geloven dat er nu al marktacceptatie bestaat voor die specifieke toepassingen waarbij de eisen aan dieselemissies, lawaai en brandstofopslag gezondheids-, geluids- en milieurisico's met zich meebrengen", zegt Joe Schinasi van Kovaco Electric. Dergelijke scenario's omvatten interieurbouw, landbouw en veeteelt, toerisme, resorts, enz. "In deze toepassingen is elektrische apparatuur duidelijk voordelig.
“Dat gezegd hebbende, denken we dat het nog vijf tot tien jaar kan duren voordat elektrisch zwaar materieel de diesel zal inhalen als percentage van de omzet, omdat er een aantal slepende afhankelijkheden zijn die nog moeten worden aangepakt”, merkt hij op, zoals batterijtechnologie, kosten van batterijen, oplaadinfrastructuur, koperscomfortniveau met elektrische apparatuur, enz. “Net als bij elektrische personenvoertuigen kunnen stimuleringsmaatregelen en regelgeving van de overheid de adoptie van elektrisch zwaar materieel helpen versnellen.”
Maar potentiële zorgen van klanten moeten worden aangepakt. "Willen dat elektrische apparatuur de norm wordt, dan moeten machines zo worden ontworpen en bewezen dat ze de belangrijkste zorgen van sceptische kopers over energiecapaciteit, prestaties en prijs wegnemen", zegt Lars Arnold, productmanager elektromobiliteit bij Volvo Construction Equipment.
De eerste inspanningen van Volvo om acceptatie door de klant te verkrijgen zijn gericht op accu-aangedreven compacte wielladers en graafmachines. "We zijn in ons elektrificatietraject begonnen met compacte machines omdat ze veelzijdig zijn en er veel vraag naar is, en de huidige batterijopties werken voorlopig het beste op kleinere machines", zegt Arnold. "Voor grotere machines kan het een mix zijn van oplossingen zoals energierecuperatie, brandstofcellen, kabelelektrisch en alternatieve brandstoffen.
“Over vijf tot tien jaar zullen alle nieuwe compacte graafmachines en wielladers van Volvo waarschijnlijk elektrisch zijn”, voorspelt hij. "We onderzoeken ook de elektrificatie van andere machinetypes. Het elektrificeren van grotere machines blijft een uitdaging, maar het is wel een uitdaging waar we actief naar oplossingen voor zoeken. Volledige- modellen zullen tegen het einde van dit decennium waarschijnlijk een mix zijn van diesel, hybride en elektrisch."
Een holistische aanpak
Er is een holistische benadering nodig bij het vergelijken van elektrische machines met hun-dieselaangedreven equivalenten.
"Elektrische machines hebben een hogere aanschafprijs dan hun dieselequivalenten, maar bij de evaluatie ervan moet rekening worden gehouden met de totale eigendomskosten, inclusief de brandstofbesparingen en de langere levensduur van de componenten als er geen motor is, wat de totale onderhoudskosten verlaagt", zegt Arnold. "De ultramoderne lithium-ionbatterijen en elektromotoren zijn volledig onderhoudsvrij-. De levensduur van de elektrische componenten van de batterij moet gelijk zijn aan of beter dan die van de dieselmotor van een conventionele machine."
Ook de batterijtechnologie blijft zich ontwikkelen. "De lithium{1}}-iontechnologie die in onze batterijen wordt gebruikt, is veel beter dan de oude lood{2}}zuur- of nikkel-cadmiumtechnologie waar we soms aan denken in elektrische voertuigen", zegt Arnold. "De geavanceerde accu's van Volvo hebben geen geheugeneffect en ervaren minder vermogensverlies bij lage temperaturen. Met een 12V lood-autoaccu wordt de capaciteit drastisch verminderd zodra het koud wordt. Bij deze accu's is dat minder het geval."
Elektrische machines voegen ook waarde toe door zich op nieuwe werksegmenten te richten. "Het hebben van een machine zonder uitstoot- zou aannemers een voordeel kunnen geven bij het bieden op banen met duurzaamheidsdoelstellingen of binnenwerk", zegt Arnold. "Hun lagere geluidsniveaus zouden ervoor kunnen zorgen dat ze kunnen worden gebruikt als er geluidsbeperkingen gelden, zoals nachtwerk in dichtbevolkte gebieden. En we horen voortdurend van andere nichetoepassingen die niet geschikt zijn voor conventionele dieselmachines, waarbij een elektrische graafmachine of wiellader de klus kan klaren."
Restwaarde is een andere overweging. Zoals Arnold uitlegt: “Bij dieselbouwmachines wordt de bedrijfstijd bepaald door de looptijd van de motor, en worden er veel uren geteld terwijl de machine inactief is. Bij elektrische machines worden de motoren uitgeschakeld zodra de machinist stopt met werken (bijvoorbeeld wachtend op het plaatsen van een leiding in een sleuf die hij zojuist heeft gegraven). Er worden geen bedrijfsuren bijgeteld. Taken die 10.000 uur op een dieselmachine kunnen opleveren, voegen misschien maar 6.000 of 7.000 uur toe aan een vergelijkbare elektrische machine. Deze bespaarde uren, lagere bedrijfskosten en lagere totale eigendomskosten. Ze helpen ook de verkoopwaarde te verbeteren."
De levensduur van de batterij aanpakken
Een prestatiecriterium dat onbekend blijft, is de levensduur van de batterij. "We weten nog niet hoe lang de accu's van elektrische bouwmachines mee zullen gaan omdat de machines zo nieuw zijn, maar we schatten dat de accu zo'n tien jaar mee kan gaan", zegt Arnold. “Het is moeilijk te zeggen wat de kosten tegen die tijd zullen zijn. In deze vroege gebruiksfasen en verdere ontwikkeling hebben de oplaadtijd en de levensduur van de batterij de meeste ruimte voor verbetering. We blijven onderzoek doen, ontwikkelen en een breder scala aan oplaadopties aanbieden.
“Naarmate elektrische voertuigen op de markt blijven verschijnen, zal een verbeterde laadinfrastructuur volgen”, voorspelt hij. "De batterijtechnologie die in onze apparatuur wordt gebruikt, lijkt sterk op, zo niet hetzelfde als, wat wordt gebruikt in elektrische auto's en pick-up trucks. Naarmate de batterijtechnologie vordert, zullen soortgelijke updates worden geïmplementeerd in bouwmachines."
Schinasi deelt een soortgelijke visie op batterij-innovatie. "De belangrijkste technische uitdagingen waarmee wij en onze klanten worden geconfronteerd, zijn de duur van de batterijduur en het opladen van de batterij. Dit is het equivalent van 'bereikangst' bij elektrische auto's voor zware apparatuur. Zal de batterij meegaan tijdens de hele dienst? Zal er ter plaatse een geschikte stroomvoorziening zijn om hem op te laden (bijvoorbeeld eenfasig versus driefasig)? Hoe lang duurt het om de batterij op te laden? Dit zijn vragen die we vaak horen", zegt hij. "Momenteel pakt [Kovaco] deze problemen aan door een verscheidenheid aan batterij- en oplaadopties aan te bieden die geschikt zijn voor de meeste gebruiksscenario's." Maar dit zorgt voor de daarmee samenhangende uitdagingen van het beheren van meerdere aanbiedingen en leveranciers.
Volvo Leads-lading
Volvo loopt voorop in de sector van elektrische voertuigen (BEV) met vijf compacte,{0}}batterijaangedreven bouwopties in zijn assortiment, waaronder de L20 Electric en L25 Electric wielladers, en de ECR18 Electric, E18 Electric en ECR25 Electric compacte graafmachines.
"Bij alles wat we tot nu toe hebben gezien, bieden onze elektrische machines prestatieniveaus die vergelijkbaar zijn met of beter zijn dan hun conventionele dieselequivalenten", zegt Arnold. "De ECR25 elektrische compacte graafmachine heeft bijvoorbeeld een graafdiepte van 3 meter.
1 inch en een opbreekkracht van 5.020 lbf. De L25 elektrische compacte wiellader heeft een kantelmoment bij volledige-knik van 3,7 ton, een storthoogte van 2,5 meter en een laadvermogen van 4.409 kg. laadvermogen van de vork.
"De weinige uitzonderingen zijn een lichte toename van het continue motorvermogen en een marginaal hoger bedrijfsgewicht voor de ECR25 elektrische graafmachine", merkt hij op. "En ook de L25 elektrische wiellader heeft een iets hoger bedrijfsgewicht en een hogere statische kiplast vergeleken met het dieselmodel."
Maar prestaties gaan over meer dan alleen specificaties. "Aannemers die al elektrische machines van Volvo gebruiken, melden dat ze het verschil niet kunnen zien als het om prestaties gaat", zegt Arnold.
"Gedurende de drie maanden dat we [de elektrische compacte Volvo-apparatuur] testten, presteerden deze machines uitzonderlijk, vergelijkbaar met wat we zouden verwachten van een dieselmachine van gelijke grootte maar zonder uitstoot", zegt Jacques Marais, directeur van Baltic Sands.
Kovaco Electric biedt opties voor schrankladers- en miniladers
In 2015 bracht Kovaco Electric de Elise 900, de eerste volledig elektrische schrank-stuurlader, op de markt. Hij biedt tot zes uur werking met een accu van 240 Ah of acht uur met een accu van 400 Ah. Het vermogensequivalent ten opzichte van conventionele schrankladers bedraagt 30,8 pk met een accu van 240 Ah en 52,3 pk met een accu van 400 Ah. De unit wordt aangedreven door drie elektromotoren, waarvan er twee worden gebruikt voor het rijden en één alleen voor het hydraulische systeem.
"Volgens onze eigen interne berekeningen schat Kovaco Electric dat een machinist van zwaar materieel in 3000 uur bijna $18.000 zou kunnen besparen als hij onze Elise 900 elektrische schrank-stuurlader zou gebruiken in plaats van een vergelijkbaar geprijsde en vergelijkbaar gespecificeerde dieselschranklader", zegt Schinasi. "Dit vertegenwoordigt een besparing van ongeveer 75% op de brandstof- en onderhoudskosten. Een online zoekopdracht geeft aan dat de gemiddelde levensduur van schrank{9}} 5.000 uur is. Met de juiste zorg en onderhoud zouden onze accu's langer mee moeten gaan. Kovaco Electric accu's kunnen 1,700+ ladingen tot 80% van de capaciteit leveren, en zouden daarom net zo lang mee moeten gaan als de lader."
Het bedrijf biedt ook de MiniZ compacte rupslader aan. "De elektrische accuopties van de Kovaco Electric MiniZ compacte rupslader zijn vrijwel identiek of tegen een lichte premie geprijsd vergeleken met tegenhangers met dieselmotoren", zegt Schinasi. "Hoewel de initiële investering iets hoger kan zijn, rechtvaardigen de operationele kosten en onderhoudsbesparingen gedurende de levensduur van de machine de initiële investeringspremie ruimschoots.
"Vergeleken met laders in dezelfde klasse presteert de elektrische MiniZ-lader vergelijkbaar met vergelijkbare dieselminiladers, met aanzienlijk lagere operationele kosten", zegt Schinasi. "Onze machines bieden ook functies die vergelijkbare dieselmachines niet bieden, waaronder- afstandsbediening, direct koppel, laag geluidsniveau en vele andere voordelen. Deze functies introduceren een hele nieuwe wereld van potentiële toepassingen waar traditionele dieselmachines niet konden worden gebruikt.
"Een voorbeeld hiervan zijn tuinaanlegwerkzaamheden in de vroege ochtend. Dieselapparatuur maakt erg veel lawaai en geluidsverordeningen kunnen het gebruik in de vroege ochtend verhinderen", zegt hij. "Daarentegen is de MiniZ erg stil en kan hij worden gebruikt voor landschapsarchitectuur in de vroege ochtend en voor toepassingen met minimale verstoring."
Doosan Bobcat introduceert alle-elektrische CTL's
Doosan Bobcat onthulde zijn volledig-elektrische Bobcat T7X compacte rupslader (CTL) op de Consumer Electronics Show 2022 in Las Vegas op 4 januari. Deze CTL is de eerste machine in zijn soort waarbij alle hydraulica en componenten volledig zijn geëlimineerd, wat resulteert in een machine die 10 keer stiller is dan zijn diesel- hydraulische equivalent.
Het unieke ontwerp van de T7X bevat bijna 50% minder onderdelen dan de diesel-hydraulische versie. De traditionele hydraulische werkgroep is volledig vervangen door een elektrisch aandrijfsysteem bestaande uit elektrische cilinders en elektrische aandrijfmotoren, waardoor er vrijwel geen vloeistoffen aanwezig zijn. Er is slechts één liter milieuvriendelijke-koelvloeistof nodig, vergeleken met 57 gallon. vloeistof in het equivalente diesel-hydraulische model. De machine belooft de dagelijkse bedrijfskosten te verlagen als we rekening houden met de verlaging van de jaarlijkse onderhoudskosten en de eliminatie van diesel, motorolie, dieseluitlaatvloeistof en hydraulische onderdelen.
"De machine werkt volledig op batterijen en is ontworpen om beter te presteren dan zijn diesel-tegenhangers", zegt Joel Honeyman, vice-president van wereldwijde innovatie, Doosan Bobcat. "De machine is intelligenter en productiever dankzij de elektrische aandrijving. Hij is stil en heeft een hoog-koppelvermogen, en is krachtiger dan alles wat er ooit is geweest - terwijl hij tegelijkertijd de CO2-uitstoot elimineert."
Dankzij het elektrische platform van de T7X zijn bij elke bedrijfssnelheid onmiddellijk vermogen en piekkoppel beschikbaar. Er is geen vertraging bij het opbouwen van vermogen bij een standaard hydraulisch systeem. De machine haalt stroom uit een lithium-ionbatterij van 62- kW, ontwikkeld in samenwerking met Green Machine Equipment Inc., de technologiepartner van Doosan Bobcat.
"De intelligentie van het energiebeheersysteem is geprogrammeerd om te detecteren wanneer de belasting toeneemt", zegt Honeyman. "Hij schakelt automatisch de stroom uit als hij niet nodig is, zodat hij energie en looptijd bespaart. In tegenstelling tot zijn dieseltegenhanger, verbruikt deze elektrisch-machine en energiebeheertechnologie alleen energie als hij aan het werk is." Hoewel de exacte looptijd per toepassing zal variëren, kan het gebruik van intelligente werkmodi tot vier uur continu gebruik en een volledige dag gebruik bij intermitterend gebruik mogelijk maken.
Twee{0}}telematicacommunicatie levert integrale gegevens over de prestaties van de machine, samen met op de machinist-gerichte gegevens om machinevoorkeuren te wijzigen, de prestaties af te stemmen op bepaalde werksituaties en productfuncties te upgraden. Dit omvat variabele rijsnelheid bij volledig koppel en andere functies die niet mogelijk zijn met een diesel-hydraulische machine.
"We gebruiken verschillende werkmodi die we via software hebben ontwikkeld, afhankelijk van de taak, om de batterij te helpen sparen", zegt Honeyman. "We hebben een Eco-modus, een Advanced-modus en zelfs een Beast-modus, die korte uitbarstingen van volledig onmiddellijk koppel aan het aandrijfsysteem levert wanneer dat nodig is."
Doosan Bobcat werkte samen met Moog Inc., een wereldwijde ontwikkelaar van motion control-componenten en -systemen, om het tempo van onderzoek en ontwikkeling van de elektronische besturingsmogelijkheden van de T7X te versnellen. "Net als Doosan Bobcat geloven wij dat elektrificatie, automatisering en connectiviteit hand in hand gaan", zegt John Scannell, voorzitter en CEO van Moog Inc.
Het verwijderen van het hydraulisch systeem vergt een andere aanpak vanaf de kant van het aanbouwdeel. Bobcat introduceert een lijn met alle-elektrische hulpstukken. De eerste die zijn ontwikkeld zijn onder meer een elektrisch-aangedreven vijzel, een hoekbezem en een grijper.
De T7X lijkt kritische steun te krijgen van een van de leiders in de verhuursector. Sunbelt Rentals, met meer dan 1.025 locaties in Noord-Amerika, is een strategisch partnerschap aangegaan om een aanzienlijke investering te doen in een grote vloot Bobcat T7X CTL's en elektrische compacte graafmachines, die in 2022 en daarna onder een co-merknaam beschikbaar zullen worden gesteld. Sunbelt Rentals zal het eerste nationale verhuurbedrijf zijn dat de elektrische batterijtechnologie van Bobcat overneemt en beschikbaar stelt aan klanten, ter ondersteuning van de focus op milieu, maatschappij en bestuur voor beide bedrijven.
Met KATO-CES kunnen klanten het snoer doorknippen
KATO-CES biedt twee modellen batterij-elektrische mini-graafmachines - de 9VXB met een lengte van 1,80 meter. 2-in. graafdiepte en een bakkracht van 2.360 lbs., en de 17VXB met een laadvermogen van 2,3 meter. graafdiepte en een bakkracht van 3.687 lbs. De machines maken gebruik van een standaard hydraulisch systeem, zodat u nog steeds dezelfde aanbouwdelen kunt gebruiken als de dieselversies.
"Er is vraag en er is een markt, en die groeit", zegt Bart DeHaven, KATO-CES. "Op dit moment is het meer een toepassing binnenshuis en in besloten ruimtes." Dit omvat alle toepassingen met voedingsmiddelen of farmaceutische producten waarbij de klant een strikt gecontroleerde omgeving wenst.
De machinespecificaties lijken sterk op die van de dieselequivalenten. “De elektrische unit is iets zwaarder dan de dieselunit, maar heeft nog steeds dezelfde graafdiepte”, zegt DeHaven. "Het enige nadeel van deze machines zijn de looptijden. Bij een dieselmachine hoef je er alleen maar voor te zorgen dat er diesel in zit en kun je hem 24 uur per dag, zeven dagen per week laten draaien." Maar de elektrische machines hebben een oplaadtijd nodig. "Je moet hem acht tot twaalf uur opladen om er acht uur uit te halen."
De grootste zorg bij een accumachine is het correct opladen ervan. "Je kunt hem niet twee of drie maanden laten staan zonder hem op te laden", zegt DeHaven. "Het boordcomputersysteem zal de batterij langzaam leeg laten lopen." De boordcomputer is vrijwel altijd ingeschakeld om moderne telematicadiensten en diagnostiek mogelijk te maken.
Batterijvermogen neemt echter het voortouw als het gaat om onderhoud en de daarmee samenhangende kosten. Bij diesel moet je het luchtfilter, het oliepeil, het koelvloeistofpeil etc. controleren. “Als je een graafmachine met accu gebruikt, hoef je alleen maar op het LED-lichtscherm te kijken naar de laadtoestand”, merkt DeHaven op. "Met accu's hoeft u zich geen zorgen te maken dat het DPF-filter verstopt raakt of dat er slechte dieselbrandstof in terechtkomt."
Wat de levensduur van de batterij betreft, lijkt deze gunstig af te steken ten opzichte van diesel. "Op dit moment zou de levensduur langer moeten zijn dan wat je uit een dieselmotor haalt", zegt DeHaven. Maar er zijn ook invloeden van buitenaf, zoals het weer waar de machine wordt gebruikt en de manier waarop klanten de accu’s opladen.
KATO-CES biedt al een aantal jaren plug--elektrische versies van deze machines aan. "Sommige van dezelfde klanten die al jaren elektriciteit gebruiken, zijn degenen die achter de accumachines aan gaan", merkt DeHaven op.
"De meeste verhuurklanten realiseren zich dat de batterij de juiste keuze is", zegt DeHaven. De elektrische plug- heeft meer beperkingen. "Je kunt maar 60 tot 90 meter van het snoer gebruiken dat bij de machine wordt geleverd voordat je de omvang moet vergroten, omdat er bij de stroombron - enkel- fase 230 volt of drie- fase 480 volt - een stroomsterktedaling is... hoe verder je van die stroombron verwijderd raakt.
"Met de accumachine kunnen ze doen wat ze willen, zolang deze maar opgeladen is", vervolgt hij. "Je hoeft je geen zorgen te maken dat iemand over het snoer rijdt of het snoer beschadigt. Je haalt het snoer er volledig uit, net zo ver als wanneer ze de machine bedienen. We verkopen niet zoveel stekker-machines omdat de accumachines die markt hebben overgenomen." Maar er is een leercurve. Er is voorlichting nodig over het laadproces en wanneer de machines moeten worden aangesloten.
Momenteel zijn de kosten een van de grootste beperkende factoren bij de bredere acceptatie van batterijvermogen. "Het onderzoek en de ontwikkeling ervan zijn erg duur", zegt DeHaven. Dit resulteert in een veel hogere initiële aankoopprijs. "Als je van machine tot machine gaat, is de batterijversie ongeveer het dubbele van hetzelfde model en dezelfde klasse dieselmachine. Veel daarvan heeft te maken met de kosten van de batterijtechnologie zelf. De kosten zullen dalen, maar ik weet niet of ze ooit zover zullen gaan dat ze qua kosten [equivalent] zijn met een dieselmachine.
"Er is een groeiende behoefte [aan batterijmachines] op de Amerikaanse markt. Deze zal blijven groeien", voorspelt hij. Maar momenteel zijn ze nog steeds een gespecialiseerd hulpmiddel. "Ik denk dat er altijd een plek zal zijn voor de dieselmachines, maar ik denk ook dat er een plek is voor de accumachines. Ik denk op dit moment alleen niet dat ze, gezien de kosten die zo veel hoger zijn en de beperkte looptijd, de diesel binnenkort zullen inhalen."
