Bouw & Mijnbouw Revolutie: Elektrische & Autonome Zware Machines

Met de elektrificatie van auto's, bussen, vrachtwagens en andere transportvoertuigen al jaren in uitvoering, is het maar natuurlijk dat bouwmachines nu klaar zijn om mee te doen. De doelen van nul-uitstoot, brandstofbesparing en lagere ruis, plus verbeterde bediening en handling met vergelijkbare kracht, hebben bedrijven als GM ertoe gebracht hun ambitie aan te kondigen om tegen 2035 volledig elektrisch te gaan, met uitfasering van benzine- en dieselmotoren.

Bij Volvo zijn we ook toegewijd aan duurzame oplossingen – in feite werken we al decennia hard aan het ontwerpen van elektrische bouwmachines die niet alleen de huidige werklocaties kunnen transformeren, maar ook mogelijkheden openen voor helt nieuwe toepassingen voor zware machines. Autonome oplossingen openen die mogelijkheden nog verder.

Als je op de voorhoede wilt zijn van het bezitten en runnen van een stuk elektrische uitrusting, nemen we momenteel pre-orders voor onze compacte ECR25 elektrische graafmachine en L25 elektrische wielradlader modellen, die deze zomer op de markt komen – maar deze compacte elektrische modellen zijn slechts het begin. Bekijk de ontwerpen van onze EX03 midden-grote elektrische graafmachine en TA15 autonome dumptruck concepten om te zien waar de toekomst van bouw- en mijnbouwmachines naartoe gaat.

EX03 MIDDEN-GROTE GRAAFMACHINE CONCEPT: VEILIGHEID ALS KERN

De EX03 is een concept batterij-elektrische wielgraafmachine – de eerste in ons midden-grote machinereeksen. Als een concept lab-machine is het nog onderdeel van een onderzoeksproject en op dit moment niet commercieel beschikbaar. Het doel is te tonen hoe een elektrische aandrijving kan worden gebruikt om midden-grote machines aan te drijven met efficiënte, robuuste batterijtechnologie.

De elektrische aandrijving van de EX03 is ontworpen om dezelfde prestaties te leveren als een 14-ton dieselmachine, maar met nul-uitstoot, hogere efficiëntie, lagere geluidsniveaus en een verlaagde totale eigendomskost. Lagere ruis maakt deze machine beter geschikt voor projecten als wegenbouw en terreinvoorbereiding in dichtbevolkte stedelijke gebieden of 's nachts.

De verbrandingsmotor die normaal in machines van deze grootte wordt gebruikt, is vervangen door lithium-ion batterijen. Op dit moment is de EX03 in staat om een volledige werkdag te draaien (afhankelijk van de werkcyclus van de machine) met een snellaad van één uur tijdens de lunchpauze. We streven ernaar in de toekomst een volledige dag operatie zonder snellaad mogelijk te maken.

Hoe stelt de EX03 elektrische graafmachine concept veiligheid op de eerste plaats?

Zoals bij elk Volvo concept, is veiligheid het hart van het ontwerp. Een optionele functie voor de EX03 is bijvoorbeeld een videoscherm gemonteerd aan de achterkant van de machine. Het kan op drie manieren geconfigureerd worden:

• een real-time videostream van de voorzijde van de machine om auto's achterin de mogelijkheid te geven duidelijk vooruit te kijken, ideaal voor gebruik op openbare wegen
• een tekst-gebaseerd veiligheidsscherm om werknemers op de locatie te waarschuwen voor beweging links, rechts of achteruit
• en een live veiligheidscommunicatiestroom waar de operator oogcontact kan maken met voetgangers en werknemers om misverstanden te minimaliseren (bijv. De tekst van de operator op het scherm voor voetgangers zou kunnen luiden: "Ik stop met werken zodat je de straat voor me kunt oversteken".)

De midden-grote EX03 graafmachine kan zich aanpassen aan elke locatieomstandigheid en heeft de kracht en duurzaamheid om op een verscheidenheid aan werklocaties te werken. Dankzij zijn nul-uitlaatgassen is het een perfecte partner voor binnenstadsprojecten of gebieden waar emissiereglementen beperkingen opleggen aan de bouw. Het kan uitgerust worden met een verscheidenheid aan verschillende aanhangers voor volledige toepassingsveelzijdigheid.

We zijn enthousiast over het enorme potentieel van het EX03 concept, omdat het de toekomst vertegenwoordigt voor veiliger en meer milieuverantwoorde bouwlocaties op de grotere schaal.

TA15 AUTONOME DUMPTYTRUCK CONCEPT: HERDENKEN HOE STENENGROEVEN OPEREREN

De TA15 is het resultaat van continue ontwikkeling van eerdere conceptmodellen. De machine is nu onderdeel van de TARA autonome transportoplossing, die bestaat uit verschillende componenten – de basistoestellen (meerdere TA15's), plus benodigde infrastructuur zoals laadstations, een controletoren, verbonden cloud-oplossingen ontworpen om te voldoen aan de operationele eisen van de klant, onderhouds- en reparatieondersteuning, en de praktische operationele opzet die per locatie verschilt.

Het beoogde gebruik van de TA15 is het transporteren van materiaal in repetitieve stromen in afgebakende off-road omgevingen zoals steengroeven. Het aantal machines en respectievelijke laadstations zal sterk afhangen van de doelproductie/transportvolumes alsook de transportcyclus. Het kan beginnen als een kleine vloot van 3-4 machines en oplopen tot grotere vloeten van 15-20 machines die in een gecoördineerde inspanning op een locatie draaien. De vloot van TA15 machines zal nauw samwerken met de respectieve laadapparatuur op de locatie (bijv. wielradladers of graafmachines) en worden bewaakt en bestuurd vanuit een centrale, onsite controlekamers.

De TA15 machines zijn ontworpen voor hoge-vermogen kansladen wat een natuurlijk onderdeel is van de transportcyclus. Dit betekent dat de machines in principe elke cyclus kunnen worden opgeladen met de hoeveelheid energie die ze nodig hebben voor de volgende cyclus. Het laadproces is volledig autonoom, met een 150 kW hoge-vermogen lader die via een pantograaf op de grond verbindt met een opnamepunt aan de onderzijde van de TA15. De laadtijd zal variëren van ongeveer één minuut tot drie minuten afhankelijk van de benodigde hoeveelheid energie.

Wat zijn de voordelen van een autonoom transportoplossing?

De primaire voordelen die klanten zullen ervaren zijn:

• verhoogde energie-efficiëntie door de elektrische aandrijving en innovatief ontwerp van de basismachine
• lagere emissies (nul lokale emissies) door de batterij-aangedreven aandrijving
• verhoogde veiligheid
• een algehele toename in procesproductiviteit door de combinatie van automatisering, elektrificatie en connectiviteit

Het TA15 concept heeft als prototype tijdens het Electric Site project zeer goed gepresteerd, wat duidelijk de voordelen en potentieel valideert. Onze volgende stappen zijn om de stabiliteit, uptime en algehele prestaties van het systeem te verbeteren om de benodigde niveaus te bereiken om het concept van een prototype naar een commercieel haalbare oplossing te brengen.

En veiligheid, wat altijd een van Volvo's kernwaarden is geweest, staat ook op de voorgrond van de TARA oplossing. Het begint met een afgeschermd/afgebakend gebied voor de autonoom operatie. Er is ook een redundante noodstopsysteem dat een veilige stop van het complete systeem te allen tijde kan garanderen, plus een verkeersmanagementsysteem dat continu de positie van alle machines volgt om de juiste verkeersstroom te garanderen. Ten slotte bestaat een obstakeldetectiesysteem op de TA15 machines uit een combinatie van LIDAR en RADAR sensoren die de machine helpen obstakels in de beoogde rijbaan te detecteren.

Wat betekent het TARA systeem voor conventionele, diesel-aangedreven machines?

De grootste verandering bij de overgang van conventionele transportoplossingen naar het TARA systeem is de systeemdenkbenadering. Het gaat niet om het simpelweg uitwisselen van de huidige apparatuur met iets nieuws – het gaat om het veranderen van de manier waarop locaties werken om de voordelen die je kunt krijgen van elektrificatie, automatisering en connectiviteit ten volle te benutten.

We zien de TARA oplossing als een uitbreiding van de huidige Volvo Group transportoplossingen aanbod. Het zal helpen de transportindustrie te transformeren naar meer duurzame oplossingen. Het systeem past echter misschien niet in elke omgeving en klantproces, dus we zullen ook diesel- of hernieuwbare brandstof-aangedreven vrachtwagens voor nog een hele tijd parallel zien.

We zien ook enkele veranderingen in de manier waarop steengroeve-locaties en andere klanttoepassingen in de toekomst zullen worden bediend. Dit zal verschillende banen en nieuwe competenties vereisen, en we zullen nauw moeten samenwerken met onze klanten en betrokken partners om deze veranderingen te laten gebeuren.

Ondertussen zijn onze focus en topprioriteiten om ons ontwikkelings-, verificatie- en validatieproces af te ronden om een succesvolle marktinvoering van de TARA oplossing voor geselecteerde klanten te garanderen. Dit begint in het laatste deel van 2021, met sterke ambities om de oplossing in de komende jaren op te schalen. Terwijl we werken om deze oplossing op de markt te brengen, zullen we doorwerken aan veel andere spannende autonoom oplossingen die helpen toekomstige locaties productiever, efficiënter en veiliger te maken. Blijf op de hoogte – de toekomst belooft heel spannend te worden!

Je kunt meer lezen over onze drive naar electromobiliteit en additionele Volvo Autonome Oplossingen om te zien wat er nog meer in zit voor de toekomst van elektrische en autonome machines.

Zes Innovaties Die De Toekomst Van Bouwmachines Beïnvloeden

De bouwindustrie beleeft een dynamische tijdperk van snelle innovatie. Op veel manieren beginnen bouwmachinefabrikanten met ...
Lees meer

Volvo's Drive naar Elektrisch – Jouw Vragen Beantwoord

Volvo Construction Equipment is de eerste die zich committeert om volledig elektrisch te gaan op twee volledige reeksen compacte apparatuur, met ...
Lees meer

Hakyong Yang: Hakyong trad in 1998 toe tot het Volvo CE team als motorprestatiebeheer en motorinstallatie ingenieur. Hij werkt momenteel als directeur van het middelgrote graafmachineplatform vanuit het Changwon, Korea kantoor.

Uwe Müller: Uwe startte zijn carrière bij Volvo Construction Equipment (Volvo CE) in 2006, waar hij verschillende onderzoeksprojecten leidde die nieuwe technologieën, conceptmachines en locatiesystemen ontwikkelden, inclusief de doorbraakstudie Electric Site. Hij fungeert momenteel als Hoofd Verkoop en Marketing voor Off-road oplossingen bij Volvo Automated Solutions, gespecialiseerd in automatisering en elektrificatie van bouwmachines.