Poluprikolica kao mini električna centrala
01.12.2013.
Nemački proizvođač priključnih vozila Krone je laureat evropske nagrade za održivost u transportu za 2014 /European Transport Prize for Sustainability 2014/. Nagradu je dodelila poznata nemačka izdavačka kuća Huss iz Minhena (jedna od njenih najpoznatijih publikacija je visokotiražan dvonedeljni list Transport), a Kroneu je pripala u kategoriji vozila sa rashladnim uređajima – za poluprikolicu-hladnjaču Cool Liner sa tehnologijom za rekuperaciju kočne energije.
“Efikasnost i održivost su teme na koje smo posebno fokusirani”, rekao je krajem novembra, primajući nagradu, Kroneov rukovodilac prodaje, dr Frank Albers. “Naše inovacije se su brojne – u poboljšanju aerodinamičnosti priključnih vozila, rekuperaciji kočne energije, telematitici… Zapravo, koristimo razne načine da se smanji potrošnja energije i racionalno koristi vreme u transportu.“
Čime je Krone zaslužio vredno priznanje?
Rukovođeni saznanjem da se približavaju godine kada će svaka kap nafte biti veća i dragocenija od barela, nekoliko nemačkih partnera (uz Krone još i proizvođači osovina BPW i Gigant Trenkamp & Gehle GmbH, Institut za mobilne mašine i teretna vozila na Tehničkom univerzitetu u Braunšvajgu, /Braunschveig/, Univerzitet iz Bremena, kao i kompanije Krebs und Aulich GmbH, NavCert GmbH i ViTech Engineering GmbH) od 2012. intenzivno eksperimentišu sa iskorišćavanjem energije koja nastaje kočenjem priključnih vozila. Sada se ona pretvara u toplotnu i potpuno beskorisno oslobađa u iovako već pregrejanu atmosferu.
»Želimo da pokažemo da je naš trud opravdan – da se klasičnom, ali malo bolje opremljenom poluprikolicom, može da uštedi sve skuplja energija“, kaže Bernard Rozenbah /Bernhard Rossenbach/, rukovodilac produkt menadžmenta u BPW-u. U osnovi, projekat nije revolucionaran, jer se sličan sistem – rekuperacija (obnavljanje-povrat) energije već primenjuje na mnogim vozilima s električnim i hibridnim pogonom – automobilima, autobusima, trolejbusima, lakim komercijalnim vozilima, eksperimentalno čak i na teškim tegljačima. BPW i Krone prvi put s takvom „proizvodnjom“ struje eksperimentišu i na vučenim – priključnim vozilima.
Jednostavno, a efikasno
Prvi rezultati ohrabruju: nova tehnologija omogućava da klasičan vučni voz – „šleper“, koji čine tegljač i troosovinska poluprikolica, (za sada) uštedi jedan do dva odsto goriva. Kako? U glavčine na jednoj ili dve od tri BPW-ove osovine nove generacije na kojima vozi Kroneova poluprikolica-hladnjača Coll Liner ugrađedni su mali generatori. Oni proizvode struju koja se šalje u akumulatore, a odatle može da se koristi za napajanje različite opreme na poluprikolici – od kompresora za vazduh u kočionom sistemu, preko svetlosno-signalnih uređaja, do rashladne jedinice („frižidera“). Usavršavanjem sistema stvaraju se potencijali da rashladna jedinica (kompresor) ubuduće bude pogonjena samo na „lokalno“ proizvedenu struju – iz novog sistema za rekuperaciju (obnavljanje) energije.
Transformator napona (konvertor) pretvara naizmenične struju napona 400 V u potrebnu jednosmernu, napona 100 volti. Ova komponenta se hladi vazduhom, a ne vodom.
2. Korišćenje energije
Između ostalog, energija nastala rekuperacijom može se koristiti za pokretanje kompresor koji radi pod naponom od 24 V i proizvodi 200 litara vazduha u minutu.
3. Boks za skladištenje energije
Akumulator za novonastalu energiju je litijum-jonska baterija koja prihvata napon od 100 i skladišti 2 kWh struje. Baterija ima integrisan transformator napona za konverziju energije za elektroenergetski sistem na vozilu koji radi pod naponom od 24 V.
4. Generatori
U glavčine točkova ove osovine su ugrađena dva generatora svaki sa snagom od 5 kWh i obrtnim momentom od 5 Nm. Kablovi za prenos napona su ugrađeni u šupljinu po sredini osovine.
Pored generatora u osovinama, visokovoltažnih baterija i različitih konvertora, sistem čini i kontrolna jedinica za vozača, koja uključuje „vizuelizaciju“ – prikazivanje relevantnih podataka na ekranu u kabini tegljača. Ekran radi na dodir, pa vozač može da koristi novi sistem lako i udobno – uglavnom da bi bio informisan, jer sa komponentama za upravljanje sistemom „komunicira“ moćna kontrolna jedinica.
Ona „nadgleda“ i rad konvertora koji „obrađuju“ električnu energiju nastalu rekuperacijom, dok sistem za upravljanje radom baterija (BMS – Battery Management System) prati akumuliranje energije i preduzma odgovarajuće operacija ako se pojavi greška. Konvertori će biti uposleni i da bi se energija uskladištena u visokonaponsku bateriju iskoristila za pokretanje rashladne jedinice (u obliku trofazne struje). Ceo sistem se neće zaustavljati kada poluprikolica miruje: baterije će moći da se pune preko eksternog napajanja!
Skromno – samo na prvi pogled
Ušteda u potrošnji goriva od jedan-dva odsto sada se mnogima čini zanemarljivom. Ali, ako se u obzir uzme da teški kamioni godišnje „okrenu“ šestocifrenu kilometražu, sve računice idu u prilog daljem usavršavanju rekuperacije kočne energije u priključnim vozilima. U ovom trenutku, ograničavajući faktori su cena celog sistema (kompletna oprema bi mogla da bude relativno jeftina tek ako krene u velikoserijsku proizvodnju) i masa. Generatori i baterije uvećavaju neto masu priključnog vozila, a time mogu da utiču na korisnu nosivost. Otuda su u ovoj fazi generatori malih dimenzija ali i kapaciteta, a tako je i sa baterijama.
BPW, međutim, već ima spreman odgovor i za ovaj izazov: sistem rekuperacije, odnosno osovina ECO Vision E se zasniva na osovinskom modulu nove generacije ECO Vision GFRP, čija je masa za 20 odsto manja od uporedive osovine prethodnih serija – iznosi 320 kg, što dopušta da srazmerno raste opterećenje poluprikolice drugom opremom.
Sistem rekuperacije uposlen 30 odsto
Za referenta ispitivanja novog sistema rekuperacije BPW je koristio kružni put od Nirnberga preko Regensburga do Minhena. To je dobra mešavina lakih, srednjih i teških seoskih saobraćajnica sa auto putevima i gradskim ulicama. Istraživači su ustanovili da je sistem u proseku bio uposlen dobrih 30% vremena. Proračune su zasnovali na konfiguraciji koja se sastoji od osovine sa dva generatora i jednom baterijom za skladištenje energije. Na trasi od 350 km sistem je proizveo devet kilovat sati struje, ali su konstruktori ubeđeni da je mogao da proizvede i dodatna tri kilovat sata, što bi skoro bilo dovoljno da se zameni ceo sklop generator-SUS motor na hladnjaku (“frižideru“) poluprikolice-hladnjače.
Coll Liner sa rekuperacijom nosilac još jedne nagrade
Osim direktnih, novi sistem nagoveštava i „kolateralne“ uštede – u emisiji izduvnih gasova, a i buka iz rashladne jedinice (koju sada uglavnom pokreću motori sa unutrašnjih sagorevanjem) može da bude značajno smanjena. Tvorci ovog izuma uveravaju da se pri kočenju, ali i svakom usporavanju – bilo da vozač koristi elektro hidraulički ili mehanički ritarder (usporivač), ili da samo skine nogu s pedale „gasa“ – pretvaranjem kinetičke energije u električnu smanjuje i habanje kočionog sistema. Zbog svega je ovaj koncept ubedio „porotu“ – specijalizovani žiri nemačke medijske grupe Stunings Medien GmbH i nemačkog Udruženja automobilske industrije (VDA) da Kronovoj poluprikolici Coll Liner sa rekuperacijom energije na IAA 2012 dodeli nagradu u kategoriji priključnih vozila – za zaštitu životne sredine.
Solarni paneli – na fabričkim, ali i krovovima poluprikolica!
Krone je već godinama istinski posvećen zaštiti okoline i uštedi energije, pre svega kroz razvoj i proizvodnju vozila sa naprednim aerodinamičkim i voznim karakteristikama (manji otpor vazduhu, manji otpori kotrljanja itd). Jedan od projekata koji je još u eksperimentalnoj fazi je i ugradnja solarnih ćelija na krov poluprikolica. Pre tri godine su na IAA u Hanoveru saopšteni prvi, a već impresivni rezultati ispitivanja poluprikolice-hladnjače sa solarnim panelima i inovativnim sistemom izolacije i hlađenja unutrašnjosti: s tako opremljenim, takozvanim VIP „frižiderom“, moguće su uštede u energiji od čak 25 odsto, ako se porede sa konvencionalnim vozilima iste vrste i namene!
Energiju sunca Krone uspešno koristi u redovnom poslovanju: na ravan krov hale svoje nove proizvodne lokacije u nemačkom mestu Lübtheen ugradio je „elektranu“ sa 8.264 solarnih modula koji su teoretski u stanju da obezbede struju za 300 domaćinstava. U poređenju sa strujom koja se proizvodi u termoelektranama na ugalj, pri čemu se uz svaki kilovat struje emituje 800 grama CO2, Kroneova solarna „elektrana“ u Lübtheenu, snage jedan megavat, godišnje pošteđuje atmosferu za 800 tona ugljen-dioksida.
Gigant u poslu s osovinama
BPW (Bergische Achsen Kommanditgesellschaft) iz nemačkog mesta Wiehl, četrdesetak kilometara istočno od Kelna, porodično je komanditno društvo sa aktivnostima širom sveta. Jedan je od najvećih proizvođača osovina na planeti: u 2012. je finalizovano 335.000 osovina za komercijalna vozila, dok je ukupan prihod od njihove prodaje i drugih aktivnosti u toj godini premašio milijardu evra (samo u Nemačkoj prihodovano je 658 miliona evra). BPW ima 50 sopstvenih kompanija, više od 3.200 servisnih partnera, deset proizvodnih lokacija, uključujući Nemačku, Rusiju, Mađarsku, Kinu, Australiju i Južnu Afriku, ukupno zapošljava 5.500 radnika, od toga u sedištu – u mestu Wiehl oko 1.640.
