Projekt, w ramach którego testowano system Dextreme Max, został dofinansowany kwotą 4,29 mln funtów z brytyjskiego rządowego programu Red Diesel Replacement Phase 2, będącego częścią funduszu Net Zero Innovation Portfolio. Dotacja pokryła około 65% kosztów kwalifikowanych, a pozostałą część sfinansowała firma Danfoss. Pogram ma na celu wsparcie rozwoju niskoemisyjnych alternatyw dla maszyn używających czerwonego oleju napędowego w budownictwie, górnictwie i branży wydobywczej. Zgodnie z założeniami twórców, Dextreme Max docelowo pozwoli ograniczyć zużycie energii w koparkach nawet o 50% poprzez redukcję strat i odzyskiwanie energii, która w tradycyjnych rozwiązaniach zostałaby zmarnowana.
Maszyną bazową w omawianym projekcie była koparka gąsienicowa Develon DX300LC-7. Pierwotnie zasilana silnikiem Diesla, została zelektryfikowana przez firmę Staad B.V., która wyposażyła ją w napęd elektryczny składający się z silnika synchronicznego z magnesami trwałymi Danfoss Editron EM-PMI375, falownika EC-C1200, kontrolera silnika MC050 oraz trzech pakietów baterii o pojemności 140 kWh każdy.
Następnie inżynierowie Danfossa zastąpili w niej konwencjonalną pompę z tarczą sterującą nowoczesną pompą/silnikiem DDP180D (technologia Digital Displacement®). Zaawansowana integracja techniczna systemu Dextreme Max opiera się na kilku kluczowych modernizacjach:
- Niezależne zasilanie i eliminacja strat
Maszyna została wyposażona w dziesięć indywidualnie sterowanych wyjść na pompie, obsługujących wysięgnik, ramię, łyżkę oraz obrót, co całkowicie eliminuje straty wynikające z tradycyjnego współdzielenia przepływu. - Dynamiczne zarządzanie przepustowością
Wyjścia są na bieżąco łączone za pomocą tzw. bloku łączącego (cyfrowego dystrybutora), który przekierowuje odpowiednią wydajność pompy bezpośrednio do funkcji, która jej w danym momencie potrzebuje. - Odzyskiwanie energii
W układzie wysięgnika zastosowano specjalny zawór działający jako hydrauliczny mostek H, który m.in. umożliwia odzyskiwanie energii podczas ruchów opuszczania. - Sterowanie w czasie rzeczywistym
Wprowadzono architekturę systemu sterowania zapewniającą płynną i błyskawiczną integrację nadzoru nad układem hydraulicznym, napędem elektrycznym i podsystemami pomocniczymi.
Aby zweryfikować rezultaty modyfikacji, przeprowadzono szereg testów porównawczych z systemem bazowym, w tym w oparciu o standardy JCMAS (wyrównywanie terenu oraz cykl kopania i wysypywania). Wyniki okazały się bezprecedensowe. System Dextreme Max zmniejszył zużycie energii z baterii o 49,2% podczas wyrównywania terenu i o 31% podczas cyklu kopania i wysypywania, co przy założeniu uśrednionego cyklu pracy (30% równania, 70% kopania) daje łączną redukcję zużycia energii na poziomie 35%. Maszyna zyskała na wydajności bez zauważalnego wpływu na tempo wykonywanych zadań. W ujęciu operacyjnym oznacza to o 53% więcej godzin pracy przy wykorzystaniu tej samej baterii, lub możliwość utrzymania bazowego czasu pracy maszyny przy zasilaniu z dwóch (zamiast trzech) pakietów akumulatorów.
- Wyniki tych testów podkreślają potencjał cyfrowych architektur hydraulicznych w przezwyciężaniu przeszkód w elektryfikacji maszyn ciężkich. Koparki elektryczne oferują doskonałą responsywność, płynne sterowanie, ciche środowisko w kabinie i bezemisyjną pracę. Z Dextreme Max mogą one również zapewnić czas pracy, produktywność i przewagi w zakresie całkowitych kosztów posiadania, które są wymagane do szerszego przyjęcia, przyspieszając tym samym dekarbonizację maszyn ciężkich. Jesteśmy niezwykle podbudowani tymi wynikami, ale przed nami jeszcze więcej pracy. Dalsze wzrosty są możliwe i będziemy kontynuować optymalizację systemu, aby zmaksymalizować oszczędności energii oraz wartość dla naszych klientów - mówi Alasdair Robertson, Senior Director, Digital Displacement w firmie Danfoss Power Solutions.
Strategia firmy Danfoss zakłada stopniowe wprowadzanie innowacji za pomocą trzystopniowego programu Dextreme: Swap, Flex oraz Max. Pierwsze dwa z nich – rozwiązanie Swap (prosta wymiana pompy usprawniająca pracę) oraz Flex (wykorzystujące elastyczną alokację wyjść w celu ograniczenia strat przepływu) – są już dostępne komercyjnie na rynku. Sukces przeprowadzonych testów znacząco zbliża firmę Danfoss do pełnej komercjalizacji wersji Dextreme Max.
Źródło: Danfoss Power Solutions
