Chancen für den Einsatz elektrischer Antriebe

Obwohl hydraulische und mechanische Antriebe tadellos funktionieren, rückt die Agro-Mechatronik verstärkt in den Fokus von Industrie, Wirtschaft und Wissenschaft. Warum das so ist, erläutert Dr. Jürgen Karner vom Josephinum Research – Wieselburg.
Künftige Geräte werden vermehrt mit dem Traktor vernetzt sein, sodass sogar das Gerät den Traktor steuert.
Künftige Geräte werden vermehrt mit dem Traktor vernetzt sein, sodass sogar das Gerät den Traktor steuert.
In vielen Bereichen der Industrie wurde vor etwa zwei Jahrzehnten verstärkt damit begonnen, Fertigungsmaschinen mit Sensoren auszustatten und mittels der gewonnenen Informationen Fertigungsabläufe zu steuern und vielfach zu automatisieren. Es erfolgte eine Verknüpfung von Mechanik und Elektronik in Verbindung mit Informatik. Dieses interdisziplinäre Arbeitsgebiet wird seither als Mechatronik bezeichnet.

Höhere Effizienz – weniger Treibstoffverbrauch
In der Industrie, aber auch in der Landwirtschaft müssen Antriebssysteme in Zukunft noch effizienter betrieben werden. Das trifft sowohl auf einen Traktor, Feldhäcksler, Mähdrescher oder Transporter zu, als auch auf die vom Traktor betriebenen Geräte und Maschinen. Durch steigende Treibstoffkosten wird die Effizienz immer wichtiger! Dazu kommt, dass die Energie für den Fahrzeugbetrieb sowie das Aufrechterhalten der Industrieproduktion durch immer aufwändigere Verfahren und nicht immer beherrschte Prozesse bereitgestellt wird. Hier lässt der Einsatz von Elektromotoren Vorteile erwarten. Diese wurden in den letzten Jahren fortlaufend weiterentwickelt und es kommen heute verbesserte Komponenten zum Einsatz (z.B. stärkere Permanentmagnete). Die Entwicklungen in diesem Bereich haben zu höheren Wirkungsgraden und somit zu hoher Effizienz geführt. Dadurch ist eine Reduktion des Kraftstoffverbrauches zu erwarten. Allerdings müssen die Elektromotoren auf die Anwendungen abgestimmt sein, damit die zu erwartenden Nachteile hinsichtlich Kosten, Bauraum und Masse gering bleiben. Bei vergleichbarer Leistung sind vor allem mechanische Getriebe oder hydraulische Antriebe noch kostengünstiger, leichter und kleiner als elektrische Antriebe.
Gerade im Bereich des Individualverkehrs sind Begriffe wie „e-Mobilität“ oder „Hybrid-Technologie“ modern. Die technischen Maßnahmen, die sich hinter diesen Begriffen verbergen, sind teilweise sehr unterschiedlich. Sie verfolgen aber das gemeinsame Ziel, den Treibstoffverbrauch zu senken. Am Traktor könnten zukünftig die Nebenaggregate (Ölpumpe, Motorlüfter, Druckluftkompressor, etc.) elektrisch betrieben und nur im Bedarfsfall zugeschaltet werden. Die Leistung, die man dadurch einspart, steht z.B. für Zapfwellenarbeiten oder Zugarbeiten zusätzlich zur Verfügung. – Man spricht hier vom „passiven Boost“.

Wenn die Nebenaggregate am Traktor durch Elektromotoren betrieben werden sollen, erfordert dies eine elektrische Energiequelle am Fahrzeug oder am Gerät. Die konventionelle Lichtmaschine wird leistungsmäßig nicht ausreichen. Ein zusätzlicher Generator wird an einer geeigneten Stelle zwischen Motor und Kupplung untergebracht sein – oder am Anbaugerät selbst.

Bei PKWs und LKWs kann die Bremsenergie zwischengespeichert und zum Beschleunigen wieder genutzt werden („Rekuperation“). Die Bedeutung eines solchen Betriebsmodus wird für Traktoren eher als gering eingeschätzt, da üblicherweise eine relativ konstante Leistungsabgabe gefordert wird (z.B. beim Pflügen, Mähen etc.). Interessant ist die Rekuperation für Teleskoplader, Radlader oder Stapler, da diese oftmalig die Fahrtrichtung ändern und somit häufig Beschleunigungs- und Bremsvorgänge vorgenommen werden.

Weitere Informationen zu diesem Thema lesen Sie in der Ausgabe 23/2011 unserer Fachzeitschrift „Der fortschrittliche Landwirt“.

Aktualisiert am: 22.11.2011 17:07
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