Электрическая спецтехника заменит дизельную, но перед исследователями стоит еще много проблем
Инженеры-механики из Университета LUT в Лаппеенранте разрабатывают электрическую механику для экскаваторов, которая позволит увеличить их мощность и снизить уровень выбросов, сообщает Yle.
Выбросы углекислого газа от специальной техники, используемой на строительных площадках и в промышленности, составляют около 5 % от общего объема выбросов углекислого газа в Финляндии.
Несмотря на высокий уровень выбросов, на уровне Евросоюза не существует нормативного регулирования выбросов CO2 от дорожной спецтехники и плана по их сокращению.
По мнению экспертов, решение по сокращению выбросов заключается в замене дизель-гидравлических трансмиссий в технике на электродвигатели и аккумуляторы.
Технологические разработки, связанные с электрификацией, идут полным ходом, но представленные на рынке тяжелые машины все еще примерно в три раза дороже, чем машины с двигателями внутреннего сгорания. В Финляндии их пока даже не существует.
Ассортимент спецтехники широк
К специальной технике относятся машины, используемые в промышленности и на строительных площадках, такие как экскаваторы и колесные погрузчики.
В Финляндии основной тип техники – дизельная, и в стране используется значительное количество явно устаревшего оборудования.
В шахтах и портах тяжелая техника уже давно подключена к электросети с помощью кабеля. Сейчас исследования сосредоточены на том, как отключить электрические машины от сети и заставить их работать от аккумуляторов.
«Дизельное топливо по плотности энергии в 30 раз превосходит современные литий-ионные батареи. Поэтому, если батареи будут работать столько же, сколько и дизельные машины, размер и вес машины значительно увеличатся», – говорит Хейкки Хандроос, профессор машиностроения в LUT, Технологическом университете Лаппеенранты-Лахти.
Небольшие машины, такие как мини-экскаваторы с аккумуляторными батареями, становятся все более распространенными на строительных площадках в крупных городах. Сложнее обстоит дело с машинами, используемыми в сельском и лесном хозяйстве, где трудно организовать пункты подзарядки.
Все больше городов хотят сделать свои площадки все более экологически чистыми. Например, Стокгольм решил запретить использование дизельной строительной техники в центре города к концу 2024 года.
Все в машинах меняется
В лаборатории интеллектуальных машин LUT есть симулятор, позволяющий управлять виртуальным погрузчиком или колесным погрузчиком. Водительское кресло, руль и джойстик обеспечивают оператору реалистичные ощущения.
Прежде чем заменить дизельный двигатель машины на электрический, необходимо повысить энергоэффективность ее исполнительных механизмов, например гидравлических кранов. Симулятор помогает изучить влияние различных компонентов на работу машины.
«В настоящее время системы трансмиссии с двигателем внутреннего сгорания потребляют более 60 % энергии в виде тепла. В качестве решения этой проблемы мы разрабатываем частично и полностью электрифицированные линии электропередач», – говорит профессор Хейкки Хандроос.
Будущая электрическая строительная техника будет сильно отличаться по внешнему виду от современных машин, поскольку электромеханические и гидравлические приводы будут большими и тяжелыми.
В результате придется усилить раму машины и пересмотреть совместимость всех компонентов.
Промышленность ищет решения
Исследователи в области электротехники и машиностроения LUT сотрудничают с компанией Danfoss Editron, международным производителем электродвигателей и систем силовой электроники для их управления.
Крупная компания Danfoss недавно объявила о расширении своих производственных мощностей в Лаппеенранте. На новом заводе разместятся помещения для разработки, тестирования и производства продукции, а также сборочные линии для электродвигателей и силовой электроники.
Фото: Heikki Haapalainen / Yle, Jaana Polamo / Yle, Riitta Väisänen / Yle
