Zielona energia wspiera ekologiczną przyszłość przemysłu betoniarskiego: mieszalniki hybrydowe wiodą

Przełomowe partnerstwo między firmami SJ Automation, FML i Hansa wspiera zrównoważony rozwój w branży betoniarskiej poprzez opracowanie hybrydowych elektrycznych mieszarek do betonu, co stanowi znaczący krok w kierunku zmniejszenia wpływu sektora na środowisko. Te innowacyjne ciężarówki, zamontowane na podwoziach Mercedes i MAN oraz wyposażone w elektryczne bębny o pojemności 10 m³, pokazują, jak można zastosować bardziej ekologiczne technologie w tradycyjnych maszynach ciężkich bez uszczerbku na wydajności.

Beton jest najczęściej zużywanym materiałem wytwarzanym przez człowieka, niezbędnym w infrastrukturze i budownictwie. Jednak jego produkcja odpowiada za około 8% globalnej emisji dwutlenku węgla, głównie za sprawą produkcji cementu. Rosnące przepisy dotyczące ochrony środowiska, zwłaszcza w miastach europejskich, po których mogą poruszać się wyłącznie hybrydowe lub w pełni elektryczne pojazdy budowlane, zmuszają firmy do przechodzenia na czystsze i bardziej zrównoważone rozwiązania. Hansa i FML, kluczowi gracze na rynku pojazdów budowlanych, zwróciły się do firmy SJ Automation, największego polskiego dystrybutora firmy Parker Hannifin, po fachową wiedzę na temat elektryfikacji. Początkowe zapytanie o podzespoły elektryczne firmy Parker przekształciło się w 18-miesięczną współpracę w celu zaprojektowania i opracowania trzech prototypów hybrydowych betoniarek dostosowanych do potrzeb polskiego rynku.

Betoniarki hybrydowe wykorzystują układ elektrycznej przystawki odbioru mocy (ePTO) do zasilania mieszadła hydraulicznego, podczas gdy generator ładuje akumulator podczas pracy pojazdu. Konstrukcja ta umożliwia pojazdom ciężarowym wyłączanie silników wysokoprężnych na miejscu budowy i niemal bezgłośną pracę oraz zapewnia pełną zgodność z przepisami UE w zakresie emisji spalin i hałasu. Głównym wyzwaniem było stworzenie betoniarki, która równoważyłaby wydajność operacyjną z surowymi normami dotyczącymi hałasu i emisji spalin, a jednocześnie sprawdziłaby się w środowiskach o ograniczonej przestrzeni, typowych dla zakładów produkcji betonu.

Spostrzeżenia techniczne firmy SJ Automation odegrały kluczową rolę w opracowaniu rozwiązania spełniającego te wymagania. Pojazdy ciężarowe są napędzane silnikiem elektrycznym o wysokiej mocy PMAC GVM firmy Parker w połączeniu z falownikiem do napędów mobilnych GVI. Takie rozwiązanie zapewnia wydajną i cichą pracę, a jednocześnie znacznie ogranicza emisję dwutlenku węgla. Zarządzanie energią układu, zoptymalizowany tryb generatora i zaawansowane elementy sterujące, w tym moduł sterujący IQAN MC42 i interfejs HMI MD4, zapewniają precyzyjną, niezawodną i przyjazną dla użytkownika obsługę, dzięki czemu po zaprogramowaniu system jest niemal niezawodny.

Mgr inż. Mateusz Nowicki z SJ Automation mówi o sukcesie projektu: „To, co zaczęło się od prostego zapytania o podzespoły firmy Parker, szybko przerodziło się w kompleksowy projekt elektryfikacji. Starannie przeanalizowaliśmy każdy szczegół, od rozmiaru pompy i specyfikacji sita po projekt układu sterowania, a także przeprowadziliśmy rozruch na miejscu, aby zapewnić optymalną wydajność”.

Wybór systemu hybrydowego zamiast w pełni elektrycznego był świadomy, ponieważ systemy ePTO zastępują tradycyjne mechaniczne lub hydrauliczne przystawki odbioru mocy energią elektryczną, poprawiając wydajność oraz redukując emisje dwutlenku węgla i hałas. Jednak zintegrowanie napędu elektrycznego z istniejącym sterownikiem pojazdu ciężarowego i zapewnienie bezproblemowej komunikacji z centralnym modułem sterującym IQAN firmy Parker stanowiło wyjątkowe wyzwanie. System musi płynnie przełączać się między trybem elektrycznym a generatorowym, utrzymywać stałe ładowanie akumulatora i regulować poziomy temperatury akumulatora litowego, które znacznie różnią się od konwencjonalnych silników wysokoprężnych.

Przez cały etap projektowania i rozwoju firma SJ Automation ściśle współpracowała z inżynierami Hansa i FML, przeprowadzając rygorystyczne testy akumulatorów na miejscu w rzeczywistych warunkach, aby w pełni poznać czas ładowania i pracy. Współpraca ta zapewniła precyzyjne skalibrowanie i zaprogramowanie rozmiaru silnika, zarządzania temperaturą akumulatora, układów chłodzenia i komunikacji systemowej.

W rezultacie powstał wysoce wydajny, wytrzymały prototyp betoniarki hybrydowej, który znacznie zmniejsza ślad węglowy produkcji betonu. Hansa i FML planują produkować od 30 do 50 takich pojazdów ciężarowych rocznie na potrzeby swoich flot do wynajmu i sprzedaży, co świadczy o silnym zaangażowaniu w zrównoważone praktyki budowlane.

Projekt ten stanowi przykład siły współpracy i specjalistycznej wiedzy. Kompleksowa wiedza branżowa na temat pojazdów budowlanych i hydrauliki firm Hansa i FML oraz doświadczenie firmy SJ Automation w zakresie elektryfikacji i elastyczne podejście do doradztwa miały kluczowe znaczenie dla przezwyciężenia trudności w zakresie integracji elektrycznych układów napędowych z maszynami ciężkimi. Aby sprostać wymagającym warunkom panującym na placach budowy, każdy element i system należało zoptymalizować pod kątem wydajności i trwałości.

„Skupiamy się teraz na zastosowaniu zdobytych doświadczeń w innych projektach elektryfikacji w branży budowlanej” — mówi Mateusz Nowicki. „Ścisła współpraca z naszymi klientami jest kluczem do rozwoju innowacji”.

To partnerstwo pokazuje, w jaki sposób połączenie zaawansowanych technologii z wiedzą branżową może utorować drogę do czystszej i wydajniejszej przyszłości sprzętu do prac ciężkich, pokazując, że zrównoważone rozwiązania są nie tylko możliwe, ale także praktyczne i opłacalne z komercyjnego punktu widzenia.