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Agricoltura moderna
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Mentre i principali progressi nelle attrezzature agricole negli ultimi dieci anni si sono concentrati sullo sviluppo dell'agricoltura di precisione, gli ingegneri non sono rimasti a guardare, aspettando che la tecnologia faccia tutto il lavoro. I produttori di apparecchiature di tutto il mondo stanno sperimentando modi in cui le apparecchiature elettriche possono migliorare trattori e attrezzi.
"L'elettrificazione sta arrivando:se riusciamo a capire come mantenere basso il prezzo, "dice Tim Stombaugh, un professore di estensione dell'ingegneria dell'automazione dei sistemi di macchine presso l'Università del Kentucky. “È più efficiente, è più tranquillo, richiede meno manutenzione, è più controllabile, ed è potenzialmente più sicuro e leggero.”
Sono in corso due esperimenti principali su come utilizzare l'energia elettrica:uno per i trattori diesel-elettrici e uno per i trattori a batteria.
Già nel 2001, Fendt e AGCO hanno iniziato a svolgere ricerche approfondite su come trasferire l'energia elettrica generata da un trattore elettrico a un attrezzo. Nel 2013, i risultati di quel lavoro sono stati mostrati per la prima volta quando Fendt ha presentato il trattore X Concept ad Agritechnica.
L'X Concept è alimentato dal motore diesel a quattro cilindri Power di AGCO. Il design compatto del motore consente al trattore di ospitare i componenti necessari per la tecnologia elettrica, compreso un alternatore ad alte prestazioni, elettronica di potenza, cablaggio, e lo scambiatore di calore specializzato.
I sistemi elettrici all'interno dell'X Concept – soprannominato Powerbus – possono fornire fino a 174 CV. agli attrezzi tramite una presa di corrente compatta. Il sistema fornisce anche alimentazione al trattore interno, compreso l'azionamento del ventilatore elettrico e le pompe del liquido di raffreddamento.
Per vedere come questo prototipo potrebbe funzionare nella fattoria, Fendt aveva anche bisogno di sviluppare un'alta tensione, attrezzo alimentato elettricamente. Due anni fa, Fendt ha introdotto un altro prototipo:un rastrello rotante ad azionamento elettrico chiamato Former 12555 X.
“Siamo fiduciosi che l'elettricità verrà utilizzata sempre di più in agricoltura. Questo è un esempio di Fendt, "dice Stephan Bea, capo dell'ingegneria delle vendite di Fendt.
Ciascun rotore del ranghinatore è dotato di un motore elettrico integrato alimentato dal trattore Fendt X Concept. I motori torque sono integrati in ogni presa del rastrello, eliminando la necessità di alloggi separati, riduttore, o cuscinetti.
Poiché ogni motore è regolato in modo indipendente, puoi variare la velocità di ogni rotore. Per esempio, puoi girare i rotori anteriori più velocemente di quelli posteriori. Anche la velocità dei rotori non dipende più dal motore o dalla velocità di avanzamento del trattore. Ciò rende più facile reagire rapidamente alle diverse situazioni di raccolto.
“Il rastrello elettrico funziona bene in varie condizioni, e ha superato diversi test sul campo negli ultimi due anni, "dice Benno Pichlmaier, AGCO.
Oltre a lavorare sui propri attrezzi, AGCO sta anche lavorando con partner esterni in altre aree chiave, compreso il fieno, semina, protezione delle piante, e raccolta.
Poiché c'è una bassa domanda per questa tecnologia, Pichlmaier ammette che non c'è bisogno di un lancio veloce. “Gli attuali sistemi meccanici e idraulici rimarranno in vigore per lungo tempo, " lui dice.
Però, crede che i sistemi di alimentazione elettrica giocheranno un ruolo sempre più significativo. “Siamo convinti che in futuro l'energia elettrica verrà utilizzata per speciali combinazioni trattore-attrezzo, "dice Pichlmaier.
AGCO non è l'unico grande OEM che lavora sui modi in cui l'energia elettrica può essere utilizzata nelle attrezzature agricole. Alla fine del 2016, John Deere ha introdotto un prototipo per un trattore completamente elettrico. Soprannominato SESAM (approvvigionamento energetico sostenibile per macchine agricole), il trattore a batteria ha tutte le funzioni e le caratteristiche di un trattore standard, eppure offre i vantaggi dell'elettrificazione.
Il trattore è modellato sui trattori della serie 6R di John Deere. Due motori elettrici azionano una trasmissione DirectDrive adattata, producendo 174 CV. di potenza continua e potenza di picco di 400 cv. Un motore alimenta la trasmissione; l'altro motore viene utilizzato per la presa di forza e gli ausiliari. Se necessario, entrambi i motori sono collegati per fornire piena potenza per la guida o per la presa di forza e il lavoro idraulico.
Una carica della batteria dura fino a quattro ore di funzionamento in modalità mista o per 34 miglia di viaggio. La batteria impiega tre ore per caricarsi e può essere caricata fino a 3, 100 volte.
Quando la macchina è al minimo, non ci sono perdite di energia. Il trattore SESAM è privo di emissioni e funziona a un livello di rumorosità inferiore rispetto ai trattori tradizionali.
Secondo un comunicato stampa di John Deere, il trattore è un componente elementare della visione di John Deere delle future aziende agricole autonome dal punto di vista energetico. “Il trattore completamente elettrico John Deere è stato progettato e creato per aiutare a valutare la fattibilità di un tale trattore e per dimostrare l'avanzato, competenze e capacità innovative nella produzione di un trattore a batteria per uso agricolo, ", afferma il comunicato.
Per applicazioni sul campo, Stombaugh ritiene che la soluzione di elettrificazione di Fendt sarà pratica molto prima della soluzione della batteria.
“La longevità è il limite principale per l'utilizzo di trattori con tecnologia a batteria, " lui dice. "I trattori non ottengono le ore normalmente necessarie per funzionare per un'intera giornata, quindi dovresti fermarti e ricaricarti.”
Però, la tecnologia delle batterie è un settore in continuo miglioramento, quindi nuove batterie più piccole e più durature potrebbero rendere più fattibili i trattori alimentati a batteria, sottolinea Stombaugh.
Inoltre, i trattori a batteria potrebbero funzionare bene in altre applicazioni agricole, come per un trattore domestico che viene utilizzato solo poche ore al giorno per nutrire il bestiame.
“Il problema è il costo. Questo è il compromesso, " lui dice. “Ci sono applicazioni in cui la tecnologia delle batterie può essere più adatta, ma sei disposto a spendere soldi per questo?"
Abbassare il prezzo sarà uno dei principali fattori limitanti per l'introduzione di più apparecchiature elettriche nell'agricoltura.
“I motori elettrici utilizzati devono essere specializzati per applicazioni agricole, quindi devono essere in grado di prendere la polvere e tollerare un'ampia gamma di temperature, ” nota Stombaugh. "Sviluppare quella tecnologia e renderla disponibile a un volume maggiore con un prezzo ragionevole richiederà un po' di tempo per maturare".
