"אנו מאמינים שההסכמה בשוק כבר קיימת כעת עבור אותם שימושים ספציפיים שבהם פליטת הדיזל, הרעש ודרישות אחסון הדלק מציגות סיכונים בריאותיים, רעש וסביבתיים", אומר ג'ו שינאסי, Kovaco Electric. תרחישים כאלה כוללים בנייה פנימית, חקלאות ובעלי חיים, תיירות, אתרי נופש וכו'. "באפליקציות האלה, ציוד חשמלי הוא ללא ספק יתרון.
"עם זאת, אנו מאמינים שעשויות לקחת עוד חמש עד 10 שנים עד שציוד כבד חשמלי יעקוף את הדיזל כאחוז מהמכירות, שכן יש כמה תלות מתמשכות שעדיין צריך לטפל בהן", הוא מציין, כמו טכנולוגיית סוללות, עלות סוללות, תשתיות טעינה, רמת נוחות הקונה עם ציוד חשמלי וכו'. "כמו שקרה עם כלי רכב נוסעים חשמליים ורגולציה כבדה עשויה לאמץ ציוד כבד של ציוד ממשלתי".
אבל יש לטפל בחששות של לקוחות פוטנציאליים. "כדי שציוד חשמלי יהפוך לנורמה, מכונות צריכות להיות מתוכננות ולהוכיח אותן כדי להתגבר על החששות העיקריים שהשמיעו קונים סקפטיים לגבי קיבולת האנרגיה, הביצועים והמחיר", אומר לארס ארנולד, מנהל מוצר אלקטרוניקה, Volvo Construction Equipment.
המאמצים הראשוניים של וולוו להשיג קבלת לקוחות מתמקדים במעמיסי גלגלים קומפקטיים ומחפרים-שמונעים על ידי סוללות. "התחלנו עם מכונות קומפקטיות במסע החשמול שלנו מכיוון שהן מגוונות ובעלות ביקוש גבוה, ואפשרויות הסוללה הנוכחיות עובדות בצורה הטובה ביותר על מכונות קטנות יותר לעת עתה", אומר ארנולד. "עבור מכונות גדולות יותר, זה יכול להיות שילוב של פתרונות כמו השבת אנרגיה, תאי דלק, כבלים חשמליים ודלקים חלופיים.
"בעוד חמש עד 10 שנים, כל הדגמים החדשים של וולוו מחפרים ומעמיסי גלגלים יהיו חשמליים", הוא צופה. "אנחנו בוחנים גם חשמול של סוגי מכונות אחרים. חשמול מכונות גדולות יותר נותר אתגר, אבל זה אחד שאנחנו מחפשים לו באופן אקטיבי פתרונות. דגמים בגודל מלא-ככל הנראה יהיו שילוב של דיזל, היברידי וחשמלי עד סוף העשור הזה."
גישה הוליסטית
יש צורך בגישה הוליסטית כאשר משווים בין מכונות חשמליות למקבילות המונעות בדיזל-שלהן.
"למכונות חשמליות יש מחיר רכישה גבוה יותר משווי הדיזל שלהן, אבל יש לקחת בחשבון את עלות הבעלות הכוללת בעת הערכתן, כולל החיסכון בדלק וחיי רכיבים ארוכים של אין מנוע, מה שמפחית את עלויות התחזוקה הכוללות", אומר ארנולד. "סוללות הליתיום-החדשות והמנועים החשמליים הינם נטולי תחזוקה לחלוטין-. משך החיים של הרכיבים החשמליים של הסוללה צריך להיות שווה או טוב יותר מזה של מנוע הדיזל במכונה רגילה."
גם טכנולוגיית הסוללה ממשיכה להתקדם. "טכנולוגיית הליתיום-יון המשמשת בסוללות שלנו עדיפה בהרבה על טכנולוגיית העופרת-חומצה או ניקל-קדמיום הישנה שאנו חושבים עליה לפעמים בכלי רכב חשמליים", אומר ארנולד. "לסוללות המתקדמות של וולוו אין אפקט זיכרון, והן חוות פחות אובדן חשמל בטמפרטורות קרות. עם סוללת רכב חומצה עופרת- של 12V, הקיבולת מצטמצמת באופן דרסטי ברגע שהוא מתקרר. זה פחות המצב עם הסוללות האלה."
מכונות חשמליות גם מוסיפות ערך על ידי מיקוד למגזרי עבודה חדשים. "החזקת מכונת פליטת-אפס יכולה לתת לקבלנים יתרון כאשר מגישים הצעות על עבודות עם יעדי קיימות או עבודה בתוך הבית", אומר ארנולד. "רמות הרעש הנמוכות שלהן יכולות לאפשר שימוש בהן כאשר קיימות מגבלות רעש, כמו עבודת לילה באזורים מאוכלסים בצפיפות. ואנחנו שומעים כל הזמן על יישומי נישה אחרים שאינם מתאימים למכונות דיזל קונבנציונליות שבהן מחפר חשמלי או מעמיס גלגלים יכולים לעשות את העבודה".
ערך שיורי הוא שיקול נוסף. כפי שמסביר ארנולד, "עם ציוד לבניית דיזל, זמן ההפעלה מוגדר על ידי זמן פעולת המנוע, והרבה שעות נספרים כשהמכונה במצב סרק. עם חשמל, ברגע שהמפעיל מפסיק לעבוד (למשל, מחכה לצינור שיוכנס לתעלה שהוא זה עתה חפר), המנועים נכבים ולא נצברו שעות עבודה. עבודות שיכולות לצבור 000 שעות על מכונה עשויות לצבור רק 000 שעות. או 7,000 שעות למכונה חשמלית דומה. אלה חסכו שעות מורידות את עלויות התפעול, ובתורן העלות הכוללת של בעלות הן עוזרות לשפר את ערך המכירה החוזרת.
התייחסות לחיי סוללה
קריטריון ביצועים אחד שנותר לא ידוע הוא חיי סוללה. "אנחנו עדיין לא יודעים כמה זמן הסוללות יחזיקו מעמד בציוד בנייה חשמלי מכיוון שהמכונות כל כך חדשות, אבל אנחנו מעריכים שהסוללה יכולה להחזיק איפשהו בסביבות 10 שנים", אומר ארנולד. "קשה לומר מה יהיו העלויות עד אז. בשלבים מוקדמים אלה של שימוש ופיתוח נוסף, זמן הטעינה וחיי הסוללה הם בעלי מקום רב ביותר לשיפור. אנחנו ממשיכים לחקור, לפתח ולספק מגוון רחב יותר של אפשרויות טעינה.
"ככל שרכבים חשמליים ממשיכים לצאת לשוק, תשתית טעינה משופרת תלך בעקבותיו", הוא צופה. "טכנולוגיית הסוללה המשמשת בציוד שלנו דומה מאוד, אם לא זהה למה שמשמש במכוניות חשמליות וטנדרים. ככל שתתקדם טכנולוגיית הסוללות, עדכונים דומים ייושמו בציוד בנייה".
Schinasi חולק דעה דומה לגבי חדשנות בסוללות. "האתגרים הטכניים העיקריים שאנו, ולקוחותינו, מתמודדים איתם הם משך זמן ריצת הסוללה וטעינת הסוללה. זוהי המקבילה לציוד כבד של 'חרדת טווח' במכוניות חשמליות. האם הסוללה תחזיק מעמד למשך משמרת העבודה? האם יהיה ספק כוח מתאים באתר כדי לטעון אותה (למשל, חד פאזי לעומת תלת פאזי)? כמה זמן ייקח לסוללה להיטען? אלו שאלות שאנו שומעים לעתים קרובות. "נכון לעכשיו, [קובאקו מטפלת] בבעיות אלו על ידי מתן מגוון אפשרויות סוללה וטעינה כדי להתאים לרוב מקרי השימוש." אבל זה יוצר את האתגרים הקשורים בניהול הצעות וספקים מרובים.
טעינת לידים של וולוו
וולוו מובילה את המטען בתחום הרכב החשמלי הסוללה (BEV) עם חמש אפשרויות בנייה קומפקטיות-ממונעות על ידי סוללות במערך שלה, כולל מעמיסי הגלגלים L20 Electric ו-L25 Electric, והמחפרים הקומפקטיים ECR18 Electric, E18 Electric ו-ECR25 Electric.
"בכל מה שראינו עד כה, המכונות החשמליות שלנו מציעות רמות ביצועים דומות או טובות יותר ממקבילות הדיזל הרגילות שלהן", אומר ארנולד. "לדוגמה, למחפר הקומפקטי החשמלי ECR25 יש עומק חפירה של 9 רגל.
1 אינץ' וכוח פריצה של 5,020 lbf. למעמיס הגלגלים הקומפקטי החשמלי L25 יש עומס סיבוב מלא- של 3.7 טון, גובה השלכה של 8.2 רגל ו-4,409 ק"ג. קיבולת עומס של מזלג מטען.
"היוצאים מן הכלל הבודדים הם עלייה קלה בהספק המנוע הרציף ומשקל תפעול גבוה יותר באופן שולי עבור המחפר החשמלי ECR25", הוא מציין. "ועבור מעמיס הגלגלים החשמלי L25, גם לו יש משקל תפעול גבוה במידה שולי ועומס הטיה סטטי גבוה יותר בהשוואה לדגם הדיזל".
אבל ביצועים הם יותר ממפרט. "קבלנים שכבר משתמשים במכונות חשמליות של וולוו מדווחים שהם לא יכולים להבחין בהבדל בכל הנוגע לביצועים", אומר ארנולד.
"במשך שלושת החודשים שבדקנו [הציוד הקומפקטי החשמלי של וולוו], המכונות הללו פעלו בצורה יוצאת דופן, והתאימו למה שהיינו מצפים ממכונת דיזל בגודל שווה אך ללא פליטות", אומר ז'אק מארה, מנהל, Baltic Sands.
Kovaco Electric מציעה אפשרויות החלקה- ומיני מעמיס
בשנת 2015, Kovaco Electric הוציאה לשוק את ה-Elise 900, המעמיס ההיגוי-החשמלי המלא הראשון. הוא מציע עד שש שעות פעולה עם סוללת 240Ah או שמונה שעות עם סוללת 400Ah. שווי הכוח בהשוואה לגלגלי החלקה קונבנציונליים הוא 30.8 כ"ס עם סוללת 240Ah ו-52.3 כ"ס עם סוללת 400Ah. היחידה מונעת על ידי שלושה מנועים חשמליים, שניים מהם משמשים לנסיעה ואחד למערכת ההידראולית בלבד.
"לפי החישובים הפנימיים שלנו, Kovaco Electric מעריכה שמפעיל ציוד כבד יכול לחסוך כמעט 18,000 $ יותר מ-3,000 שעות אם הם ישתמשו במעמיס ההגה החשמלי Elise 900- על פני היגוי דיזל במחיר דומה ובעל מאפיינים דומה", אומר שינאסי. "זה מייצג חיסכון של כ-75% בעלויות הדלק והתחזוקה. חיפוש מקוון מצביע על כך שאורך חיי ההחלקה-הממוצע הוא 5,000 שעות. עם טיפול ותחזוקה נאותים, הסוללות שלנו צריכות להחזיק מעמד לאורך זמן זה. סוללות Kovaco Electric יכולות לספק טעינה אחת,700+ עד 80% קיבולת הטעינה, ולכן צריכות להימשך לכל החיים."
החברה מציעה גם את מעמיס המסילה הקומפקטי MiniZ. "אפשרויות הסוללה החשמליות של ה-Kovaco Electric MiniZ קומפקטי מתומחרות כמעט זהות או בפרמיה קלה בהשוואה למקבילים של מנועי דיזל", אומר שינאסי. "למרות שההשקעה הראשונית עשויה להיות מעט גבוהה יותר, העלויות התפעוליות והחיסכון בתחזוקה לאורך חיי המכונה יותר מאשר מצדיקים את פרמיית ההוצאה הראשונית.
"בהשוואה למעמיסים מאותה מעמד, המעמיס החשמלי MiniZ מתפקד באופן דומה למיני מעמיסים דיזל דומים עם עלויות תפעול נמוכות משמעותית", אומר שינאסי. "המכונות שלנו מציעות גם תכונות שמכונות דיזל דומות אינן עושות בהן, כולל הפעלה מבוקרת- מרחוק, מומנט מיידי, רעש נמוך ויתרונות רבים אחרים. תכונות אלו מציגות עולם חדש של יישומים פוטנציאליים שבהם לא ניתן היה להשתמש במכונות דיזל מסורתיות.
"דוגמה אחת היא יישומי גינון בשעות הבוקר המוקדמות. ציוד הדיזל חזק מאוד ותקנות הרעש עשויות למנוע שימוש מוקדם בבוקר", הוא מעיר. "לעומת זאת, ה-Miniz שקט מאוד וניתן להשתמש בו עבור גינון מוקדם בבוקר ויישומים עם מינימום הפרעות."
Doosan Bobcat מוציא את כל ה-CTL-חשמליים
Doosan Bobcat חשפה את כל -מעמיס המסילה הקומפקטי (CTL) החשמלי שלו ב-Bobcat T7X בתערוכת ה-Consumer Electronics 2022 בלאס וגאס ב-4 בינואר. CTL זו היא המכונה הראשונה מסוגה שמבטלת לחלוטין את כל ההידראוליקה והרכיבים, וכתוצאה מכך מכונה שקטה פי 10 מהדיזל המקבילה ההידראולית שלה-.
העיצוב הייחודי של ה-T7X כולל כמעט 50% פחות חלקים מאשר בגרסת הדיזל-הידראולית. קבוצת העבודה ההידראולית המסורתית הוחלפה לחלוטין במערכת הנעה חשמלית המורכבת מצילינדרים חשמליים ומנועי הנעה חשמליים, כלומר כמעט ללא נוזלים. נדרש רק ליטר אחד של נוזל קירור ידידותי-לסביבה בהשוואה ל-57 גל. של נוזל בדגם הדיזל-ההידראולי המקביל. המכונה מבטיחה להוזיל את עלויות התפעול היומיות כאשר בוחנים את הפחתה בעלויות התחזוקה השנתיות וביטול הסולר, שמן המנוע, נוזל הפליטה של דיזל וחלקים הידראוליים.
"המכונה מופעלת על ידי סוללה במלואה והיא מתוכננת להתעלות על מקביליה בדיזל", אומר ג'ואל הונימן, סגן נשיא לחדשנות עולמית, דוסן בובקט. "המכונה אינטליגנטית ופרודוקטיבית יותר עם הנעה חשמלית. היא שקטה עם מומנט- בעל ביצועים גבוהים, והיא חזקה יותר מכל מה שהיה לפני - וכל זאת תוך ביטול פליטת פחמן."
הפלטפורמה החשמלית של ה-T7X מאפשרת הספק מיידי ושיא המומנט להיות זמינים בכל מהירות פעולה. אין עיכוב למערכת הידראולית רגילה לצבור כוח. המכונה שואבת כוח מסוללת ליתיום-יון של 62-kW שפותחה עם Green Machine Equipment Inc., שותפת הטכנולוגיה של Doosan Bobcat.
"האינטליגנציה של מערכת ניהול החשמל מתוכנתת לחוש מתי עומסים גדלים", אומר הונימן. "הוא מפסיק את החשמל באופן אוטומטי כשאין בו צורך, כך שהוא שומר על אנרגיה וזמן ריצה. בניגוד למקבילו בדיזל, המכונה הזו-מופעלת חשמלית וטכנולוגיית ניהול החשמל צורכת אנרגיה רק כשהיא בעבודה." בזמן שזמן הריצה המדויק ישתנה לפי אפליקציה, השימוש במצבי עבודה חכמים יכול לאפשר עד ארבע שעות של זמן פעולה רצוף ויום שלם של פעולה במהלך שימוש לסירוגין.
תקשורת טלמטיקה דו-כיוונית מספקת נתונים אינטגרליים על ביצועי המכונה, יחד עם נתונים ממוקדי מפעיל-לשינוי העדפות מכונה, כוונון הביצועים למצבי עבודה מסוימים ושדרוג תכונות המוצר. זה כולל מהירות הנעה משתנה במומנט מלא ותכונות אחרות שאינן אפשריות עם מכונת-דיזל הידראולית.
"אנו משתמשים במצבי עבודה שונים שפיתחנו באמצעות תוכנה, בהתאם למשימה, כדי לעזור לחסוך בסוללה", אומר הונימן. "יש לנו מצב Eco, מצב מתקדם ואפילו מצב Beast, המספק פרצים קצרים של מומנט מיידי מלא למערכת ההנעה בעת הצורך".
Doosan Bobcat שיתפה פעולה עם Moog Inc., מפתחת עולמית של רכיבים ומערכות בקרת תנועה, כדי להאיץ את קצב המחקר והפיתוח של יכולות הבקרה האלקטרונית של ה-T7X. "כמו Doosan Bobcat, אנו מאמינים שחשמול, אוטומציה וקישוריות הולכים יד ביד", אומר ג'ון סקנל, יו"ר ומנכ"ל Moog Inc.
הסרת המערכת ההידראולית תדרוש גישה שונה מהצד המצורף. Bobcat יציג שורה של כל-הקבצים המצורפים החשמליים. הראשונים שפותחו כוללים מקדחה-מופעלת חשמלית, מטאטא זווית ותפסן.
נראה כי ל-T7X יש תמיכה קריטית מאחד המובילים בענף ההשכרה. Sunbelt Rentals, שיש לה יותר מ-1,025 מיקומים בצפון אמריקה, נכנסה לשותפות אסטרטגית כדי לבצע השקעה משמעותית בצי גדול של Bobcat T7X CTLs וחופרים קומפקטיים חשמליים, אשר יהיו משותפים- ויהיו זמינים ב-2022 ואילך. Sunbelt Rentals תהיה חברת השכרת הציוד הלאומית הראשונה שתאמצה את הטכנולוגיה החשמלית של Bobcat ותהפוך אותה לזמינה ללקוחות, תוך תמיכה במיקוד הסביבתי, החברתי והממשלתי של שתי החברות.
KATO-CES מאפשר ללקוחות לחתוך את הכבל
KATO-CES מציעה שני דגמים של סוללות מיני-מחפרות חשמליות - ה-9VXB עם 5-ft. 2-in. עומק חפירה וכוח דלי של 2,360 פאונד, וה-17VXB עם 7 רגל. עומק חפירה וכוח דלי של 3,687 ק"ג. המכונות משתמשות במערכת הידראולית סטנדרטית כך שעדיין תוכל להפעיל את אותם אביזרים כמו גרסאות הדיזל.
"יש ביקוש ויש שוק, והוא גדל", אומר בארט דהאבן, KATO-CES. "כרגע, זה יותר יישום מקורה וחלל מצומצם." זה כולל כל יישום עם מזון או תרופות שבהם הלקוח רוצה סביבה מבוקרת בקפדנות.
מפרט המכונה דומה מאוד למקבילות הדיזל. "היחידה החשמלית קצת יותר כבדה מיחידת הדיזל, אבל היא עדיין באותו עומק חפירה", אומר DeHaven. "החיסרון היחיד במכונות האלה הוא זמני ההפעלה. במכונת דיזל, כל מה שצריך לעשות הוא לוודא שיש בה סולר ותוכל להפעיל אותה במשך 24 שעות ביממה, שבעה ימים בשבוע". אבל המכונות החשמליות דורשות זמן טעינה. "צריך לטעון אותו שמונה עד 12 שעות כדי להפיק ממנו שמונה שעות".
הדאגה הגדולה ביותר עם מכונת סוללות היא טעינה נכונה. "אי אפשר לתת לזה לשבת במשך חודשיים או שלושה ולא לטעון אותו", אומר דהאבן. "מערכת המחשב המשולבת תרוקן לאט את הסוללה." המחשב המשולב פועל כמעט כל הזמן כדי לאפשר שירותי טלמטיקה ודיאגנוסטיקה מודרניים.
עם זאת, כוח הסוללה מוביל בכל הנוגע לתחזוקה ועלויות נלוות. עם סולר יש לבדוק את מסנן האוויר, מפלס השמן, מפלס נוזל הקירור וכו'. "כשאתם משתמשים במחפר עם סוללה, כל שעליכם לעשות הוא לבדוק במסך תאורת ה-LED את מצב הטעינה", מציינת DeHaven. "עם סוללות, אתה לא מודאג ממסנן DPF שייעצר או יכניס לתוכו סולר רע."
מבחינת חיי הסוללה, נראה שהוא משתווה לטובה להספק דיזל. "כרגע, החיים צריכים להיות ארוכים ממה שמוציאים ממנוע דיזל", אומר DeHaven. אבל ישנן השפעות חיצוניות כמו מזג האוויר שבו המכונה מנוצלת והדרך שבה הלקוחות טוענים את הסוללות.
KATO-CES מציעה גרסאות חיבור- חשמליות של מכונות אלה במשך מספר שנים. "חלק מאותם לקוחות שהשתמשו בחשמל במשך שנים הם אלה שרודפים אחרי מכונות הסוללה", מציין דהאבן.
"רוב לקוחות ההשכרה מבינים שהסוללה היא הדרך ללכת", אומר DeHaven. לתקע-בחשמל יש יותר מגבלות. "אתה יכול להפעיל רק 200 או 300 רגל מהכבל שהמכונה מגיעה איתו לפני שאתה צריך לעלות בגודל, כי ממקור הכוח - חד-230 וולט חד פאזי או תלת-פאזי 480 וולט - יש ירידת זרם... ככל שמתרחקים ממקור החשמל הזה.
"עם מכונת הסוללות הם יכולים לעשות מה שהם רוצים כל עוד היא טעונה", הוא ממשיך. "אתה לא מודאג שמישהו ידרוס את הכבל או יפגע בכבל. זה מוציא ממנו את הכבל לחלוטין עד לזמן שהם מפעילים את המכונה. אנחנו לא מוכרים כל כך הרבה תקע חשמלי-במכונות כי מכונות הסוללות השתלטו על השוק הזה." אבל יש עקומת למידה. נדרשת השכלה לגבי תהליך הטעינה ומתי לחבר את המכונות לחשמל.
נכון לעכשיו, העלות היא אחד הגורמים המגבילים הגדולים ביותר באימוץ רחב יותר של כוח סוללה. "המחקר והפיתוח עליהם יקרים מאוד", אומר DeHaven. זה מביא למחיר רכישה ראשוני גבוה בהרבה. "אם אתה עובר מכונה למכונה, הסוללה [גרסה] היא בערך כפול מאותו דגם, אותה סוג של מכונת דיזל. הרבה מזה קשור לעלות של טכנולוגיית הסוללה עצמה. העלויות יורדות, אבל אני לא יודע אם הן אי פעם ירדו למקום שבו הן [שווה] בעלות-מבחינת מכונת דיזל.
"יש צורך הולך וגדל [במכונות סוללות] בשוק האמריקאי. זה ימשיך לגדול", הוא צופה. אבל כרגע, הם עדיין כלי מיוחד. "אני חושב שתמיד יהיה מקום למכונת הדיזל, אבל אני גם חושב שיש מקום למכונות הסוללה. אני פשוט לא חושב שכרגע, כשהעלות היא הרבה יותר ומגבלות זמן הריצה, שהן עומדות לעקוף את הדיזל בקרוב".
