Short description
(German)
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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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Short description
(English)
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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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Short description
(French)
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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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Publications / Results
(German)
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Im Rahmen des Projektes «AgElectricPowerPlus» soll ein batterieelektrischer Traktor für die Landwirt-schaft entwickelt und gebaut sowie passende Anbaugeräte von hydraulischen auf elektrische Antriebe umgerüstet werden. Bei der anschliessenden Erprobung unter Praxisbedingungen soll untersucht werden, welche Energieeinsparpotenziale bei einer Gesamtbetrachtung solcher Traktor-Geräte-Kombinati-onen 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 weiterführenden 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 fast zwei Jahre hinter dem ursprünglichen Zeitplan, womit sich der Aufbau des Traktors entsprechend verzögert. Zwei Kundentraktoren SKH 75 (Dieselmodelle) wurden 2024 mit Datenloggern ausgestattet, um die Nutzung auf landwirtschaftlichen Betrieben zu analysieren (Arbeitsarten, Einsatzdauer, Energieverbräuche usw.). Die Auswertungen haben gezeigt, dass mit der für den neuen E-Traktor vorgesehenen Batteriekapazität ein Grossteil der Arbeitstage ohne Nachladen abgedeckt werden könnte.
Related documents
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Publications / Results
(English)
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The “AgElectricPowerPlus” project aims to develop and build a battery-electric tractor for agriculture and to convert suitable hydraulic attachments to electric drives. The subsequent testing under practical conditions will examine the energy-saving potential that can be achieved by combining such tractor-implement combinations on farms with their own electricity production (photovoltaic systems). Since the project started in June 2022, BFH-HAFL, in collaboration with Rigitrac Traktorenbau AG, has been able to measure the load profiles of various implements under practical conditions. Among other things, the measurements showed that the load peaks in agricultural applications are significantly higher and longer lasting than those in municipal applications. Based on these findings, the design of the electric components of the new tractor was adapted (in particular the electric motors, power electronics and battery). At the same time, initial rough analyses of electricity generation and demand were carried out at the selected partner farm in order to generate information for the planning of further analysis concepts. It was found that the electricity yield from PV systems varies greatly depending on the weather and season, which could result in a high potential for using the tractor battery as a back-up battery to utilize more of the self-produced electricity. Based on the requirements specification and load profile measurements, Rigitrac Traktorenbau AG continued to work on the design of the new tractor and on the component design/selection. However, the latter proved to be very difficult due to the suppliers' currently very full order books, leading to significant delays in the project. Work is currently almost two years behind the original schedule, which is delaying the construction of the tractor accordingly. Two customer tractors, SKH 75 diesel models, were equipped with data loggers in 2024 to analyze their use on farms (types of work, duration of use, energy consumption, etc.). The evaluations showed that the battery capacity planned for the new e-tractor would cover a large proportion of working days without recharging.
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Publications / Results
(French)
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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 de l'entraînement hydraulique à l'entraînement électrique. Les essais pratiques qui suivront permettront d'évaluer le potentiel d'économie d'énergie d'une telle combinaison tracteur-appareil dans les exploitations agricoles produisant leur propre électricité (installations photovoltaïques). Depuis le lancement du projet en juin 2022, la HESA-HAFL, en collaboration avec Rigitrac Traktorenbau AG, a pu mesurer 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 poussés. 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 presque deux ans de retard sur le calendrier initial, ce qui retarde d'autant le montage du tracteur. Deux tracteurs clients SKH 75 (modèles diesel) ont été équipés en 2024 d'enregistreurs de données afin d'analyser leur utilisation dans les exploitations agricoles (types de travail, durée d'utilisation, consommation d'énergie, etc.) Les évaluations ont montré que la capacité de la batterie prévue pour le nouveau tracteur électrique permettrait de couvrir une grande partie des jours de travail sans recharge.
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