Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Im Zentrum des Projektes steht ein komplett neuer, batterieelektrischer Landwirtschaftstraktor mit 75 kW, welcher von Grund auf so konzipiert wird, dass sich die Vorteile der Elektrifizierung konsequent nutzen lassen. Durch das Antriebskonzept mit mehreren E-Motoren werden nicht nur neue Funktionalitäten ermöglicht, sondern auch bessere Wirkungsgrade erzielt. Dank elektrischen Schnittstellen lassen sich zudem hydraulisch angetriebene Anbaugeräte durch solche mit elektrischen Antrieben ersetzen und somit die Effizienz des Gesamtsystems Traktor-Gerät verbessern. Auf Landwirtschaftsbetrieben mit Solaranlagen liesse sich dank batterieelektrischen Traktoren überdies der Nutzungsgrad von eigenem Strom erhöhen und CO2-Emissionen vermindern. Weitere Energievorteile könnten durch Nutzung der Batterie(n) als Puffer während Randzeiten (z.B. bei der Fütterung) erzielt werden. Im Rahmen dieses Projektes soll der Traktor entwickelt und gebaut sowie passende Anbaugeräte von hydraulischen auf elektrische Antriebe umgerüstet werden. Bei der anschliessenden Erprobung unter Unter Praxisbedingungen soll untersucht werden, welche Energieeinsparpotenziale bei einer Gesamtbetrachtung solcher Traktor-Geräte-Kombinationen auf Betrieben mit eigener Stromproduktion möglich sind.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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At the heart of the project is a completely new, battery-electric agricultural tractor with 75 kW, which is being designed from the ground up in such a way that the advantages of electrification can be consistently exploited. The drive concept with multiple e-motors not only enables new functionalities, but also achieves better efficiencies. Thanks to electric interfaces, hydraulically driven attachments can also be replaced by those with electric drives, thus improving the efficiency of the overall tractor-implement system. On farms with solar power systems, battery-powered tractors could also increase the efficiency with which the farm's own electricity is used and reduce CO2 emissions. Further energy benefits could be achieved by using the battery(ies) as a buffer during off-peak hours (e.g. during feeding). This project will develop and build the tractor and convert suitable implements from hydraulic to electric drives. Subsequent testing under real-life conditions will investigate the energy-saving potential of such tractor-implement combinations on farms with their own electricity production.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Le projet est centré sur un tout nouveau tracteur agricole électrique à batterie de 75 kW, conçu de A à Z pour tirer parti de manière cohérente des avantages de l'électrification. Le concept d'entraînement avec plusieurs moteurs électriques permet non seulement d'offrir de nouvelles fonctionnalités, mais aussi d'obtenir de meilleurs rendements. Les interfaces électriques permettent en outre de remplacer les outils à entraînement hydraulique par des outils à entraînement électrique et d'améliorer ainsi l'efficacité de l'ensemble du système tracteur-appareil. Dans les exploitations agricoles équipées d'installations solaires, les tracteurs électriques à batterie permettraient en outre d'augmenter le taux d'utilisation de l'électricité produite sur place et de réduire les émissions de CO2. D'autres avantages énergétiques pourraient être obtenus en utilisant la (les) batterie(s) comme tampon pendant les heures creuses (p. ex. lors de l'alimentation). Dans le cadre de ce projet, le tracteur doit être développé et construit, et les outils adaptés doivent être transformés d'un entraînement hydraulique en un entraînement électrique. Les essais qui suivront, dans des conditions pratiques, permettront d'étudier les potentiels d'économie d'énergie qu'il est possible de réaliser en considérant globalement de telles combinaisons tracteur-appareil sur des exploitations produisant leur propre électricité.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Im Rahmen des Projektes «AgElectricPowerPlus» soll ein batterieelektrischer Traktor für die Landwirtschaft entwickelt und gebaut sowie passende Anbaugeräte von hydraulischen auf elektrische Antriebe umgerüstet werden. Bei der anschliessenden Erprobung unter Praxisbedingungen soll untersucht wer-den, welche Energieeinsparpotenziale bei einer Gesamtbetrachtung solcher Traktor-Geräte-Kombinationen auf Landwirtschaftsbetrieben mit eigener Stromproduktion (Photovoltaikanlagen) möglich sind.
Seit dem Projektstart im Juni 2022 konnten von der BFH-HAFL in Zusammenarbeit mit Rigitrac Traktorenbau AG Lastprofile von verschiedenen Arbeitsgeräten unter Praxisbedingungen gemessen werden. Aus den Messungen ging u.a. hervor, dass die Lastspitzen bei landwirtschaftlichen Einsätzen im Ver-gleich zu solchen im Kommunalbereich wesentlich höher und von längerer Dauer sind. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde die Auslegung der E-Komponenten des neuen Traktors angepasst (v.a. Elektromotoren, Leistungselektronik und Batterie).
Parallel dazu wurden auf dem ausgewählten landwirtschaftlichen Partnerbetrieb erste Grobanalysen betreffend Stromanfall und Strombedarf gemacht, um Informationen für die Planung von weiterführen-den Analysekonzepten zu generieren. Es zeigte sich das der Stromertrag von PV-Anlagen je nach Wetter und Jahreszeit sehr stark variiert, womit sich bei der Nutzung der Traktorbatterie als Stützbatterie ein hohes Potenzial ergeben könnte, um mehr vom selbst produzierten Strom zu nutzen.
Basierend auf den Lastenheftanforderungen und Lastprofilmessungen arbeitete Rigitrac Traktorenbau AG an der Konstruktion des neuen Traktors sowie an der Komponentenauslegung/-auswahl weiter. Letzteres erwies sich aufgrund der aktuell sehr vollen Auftragsbücher der Lieferanten allerdings als sehr schwierig und führt im Projekt zu erheblichen Zeitverzügen. Die Arbeiten liegen aktuell ein Jahr hinter dem ursprünglichen Zeitplan, womit sich der Aufbau des Traktors entsprechend verzögert.
Das weitere Vorgehen beinhaltet das Ausstatten eines Kundentraktors mit einem Datenlogger, um den Einsatzbereich und das Einsatzverhalten auf einem landwirtschaftlichen Betrieb noch detaillierter zu analysieren. Die Entwicklung des E-Traktors wird intensiv weitergeführt und erste Komponenten werden zur Herstellung in Auftrag gegeben. Zudem werden die verschiedenen Lademöglichkeiten (unidirektional/bidirektional) analysiert und die Umsetzung auf dem Partnerbetrieb eruiert.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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As part of the "AgElectricPowerPlus" project, a battery-electric tractor for agriculture is to be developed and built and suitable implements converted from hydraulic to electric drives. The subsequent testing under practical conditions is intended to investigate the potential energy savings that are possible when such tractor-implement combinations are considered as a whole on farms with their own electricity production (photovoltaic systems).
Since the start of the project in June 2022, load profiles of various implements have been measured under practical conditions by BFH-HAFL in collaboration with Rigitrac Traktorenbau AG. The measurements showed, among other things, that the load peaks during agricultural operations are significantly higher and of longer duration compared to those in the municipal sector. Based on these findings, the design of the electric components of the new tractor was adapted (especially electric motors, power electronics and battery).
At the same time, initial rough analyses were carried out on the selected agricultural partner farm with regard to power generation and power demand in order to generate information for the planning of further analysis concepts. It was found that the power yield of PV systems varies greatly depending on the weather and the time of year, which means that using the tractor battery as a back-up battery could have a high potential for using more of the self-produced power.
Based on the specification requirements and load profile measurements, Rigitrac Traktorenbau AG continued to work on the design of the new tractor as well as the component design/selection. However, the latter proved to be very difficult due to the currently very full order books of the suppliers and leads to considerable time delays in the project. The work is currently one year behind the original schedule, which means that the construction of the tractor will be delayed accordingly.
The next steps include equipping a customer tractor with a data logger in order to analyze the area of application and the operating behavior on a farm in even greater detail. The development of the e-tractor will be continued intensively and the first components will be commissioned for production. In addition, the different charging options (unidirectional/bidirectional) are analyzed and the implementation on the partner farm is elicited.
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Dans le cadre du projet "AgElectricPowerPlus", il est prévu de développer et de construire un tracteur électrique à batterie pour l'agriculture et de convertir les outils portés correspondants d'un entraînement hydraulique à un entraînement électrique. Lors des essais pratiques qui suivront, il s'agira d'étudier les potentiels d'économie d'énergie possibles en considérant globalement de telles combinaisons tracteur-appareil sur des exploitations agricoles produisant leur propre électricité (installations photovoltaïques).
Depuis le lancement du projet en juin 2022, la HESA-HAFL a pu mesurer, en collaboration avec Rigitrac Traktorenbau AG, les profils de charge de différents outils de travail dans des conditions pratiques. Les mesures ont notamment montré que les pics de charge lors d'interventions agricoles sont nettement plus élevés et de plus longue durée que dans le domaine communal. Sur la base de ces résultats, la conception des composants électriques du nouveau tracteur a été adaptée (notamment les moteurs électriques, l'électronique de puissance et la batterie).
Parallèlement, les premières analyses sommaires de la production et des besoins en électricité ont été effectuées dans l'exploitation agricole partenaire sélectionnée, afin de générer des informations pour la planification de concepts d'analyse plus approfondis. Il s'est avéré que la production d'électricité des installations photovoltaïques varie fortement en fonction des conditions météorologiques et de la saison, ce qui pourrait offrir un potentiel élevé pour l'utilisation de la batterie du tracteur comme batterie d'appoint afin d'utiliser davantage d'électricité autoproduite.
Sur la base des exigences du cahier des charges et des mesures de profil de charge, Rigitrac Traktorenbau AG a continué à travailler sur la construction du nouveau tracteur et sur la conception/sélection des composants. Ce dernier point s'est toutefois révélé très difficile en raison des carnets de commande actuellement très remplis des fournisseurs, ce qui entraîne des retards considérables dans le projet. Les travaux ont actuellement un an de retard sur le calendrier initial, ce qui retarde d'autant le montage du tracteur. La suite du projet prévoit d'équiper un tracteur client d'un enregistreur de données afin d'analyser de manière encore plus détaillée le domaine d'application et le comportement d'utilisation dans une exploitation agricole. Le développement du tracteur électrique sera poursuivi de manière intensive et les premiers composants seront commandés pour être fabriqués. En outre, les différentes possibilités de chargement (unidirectionnel/bidirectionnel) sont analysées et leur mise en œuvre dans l'exploitation partenaire est étudiée.
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