John Deere, światowy lider w produkcji maszyn rolniczych, intensywnie inwestuje w technologię elektryczną, co jest widoczne w dynamicznym rozwoju ich oferty. Podczas niedawnych targów Agritechnika firma zaprezentowała ciągnik, który zamiast tradycyjnego baku na paliwo ma baterie, a zamiast warkotu silnika oferuje ciszę i zerową emisję spalin.
Koncepcje i Prototypy Ciągników Elektrycznych John Deere
John Deere już w 2019 roku, również na targach Agritechnika, pokazał prototyp kompaktowego ciągnika elektrycznego serii 1RE. Wśród prototypów znalazły się także autonomiczne rozwiązania, takie jak GridCON, zasilany energią dostarczaną przewodem elektrycznym, oraz gąsienicowy Joker, przypominający połówkę ciągnika. Firma eksperymentowała również z połączeniem tych dwóch koncepcji, gdzie Joker prowadził maszynę GridCON „na kablu”.
Architektura Napędu i Zasilanie EPower
To, co wyróżnia konstrukcję elektrycznego ciągnika John Deere na tle innych, to architektura napędu. John Deere nie poszedł na skróty. W maszynie nie znajdziemy jednej jednostki, która musiałaby „obsłużyć” wszystko. Jak tłumaczy Kamil Walkiewicz, "Mamy osobny silnik na tylny wałek WOM oraz na hydraulikę. Nie mamy tutaj 130 koni, które dzielimy na jazdę, na układ hydrauliczny czy też na WOM".
Sercem maszyny jest pakiet pięciu baterii, każda o pojemności 39 kWh, co sumarycznie daje imponujący wynik 195 kWh. Firma John Deere, będąc właścicielem firmy Kreisel specjalizującej się w produkcji baterii, wykorzystuje ich technologię. Zaprezentowana przy ciągniku EPower bateria KBE39.750C/S charakteryzuje się pojemnością 39 kW oraz napięciem 558 lub 740 V (wariant C lub S). Baterię można umieszczać w każdej orientacji - wzdłuż, w poprzek oraz pionowo, co stwarza kilka możliwości konfiguracji.
Wyzwania w Rozwoju Ciągników Elektrycznych o Wysokiej Mocy
Jon Gilbeck, kierownik ds. rozwoju w John Deere, na niedawnym spotkaniu z mediami w Austin w Teksasie, rzucił nieco światła na temat elektrycznych ciągników. Zastrzegł, aby nie spodziewać się pełnowymiarowych ciągników elektrycznych, takich jak seria 8R, w podanym terminie do 2026 roku. Wynika to z gęstości baterii; dla przykładu, aby wyprodukować elektryczny ciągnik 8R, który miałby pracować przez 14 godzin z obciążeniem 75%, musiałby on być dwa razy większy, dwa razy cięższy i czterokrotnie droższy.
Opracowanie ciągnika elektrycznego to jednak tylko jeden z kierunków rozwoju firmy John Deere, która stosuje wielokierunkowe podejście do energii alternatywnej. John Deere opracowuje także bardziej energooszczędne silniki wysokoprężne, które będą miały zużycie paliwa mniejsze o 5 do 10 procent.
Zalety Elektrycznych Ciągników w Rolnictwie
Brak spalin w elektrycznych maszynach John Deere to kluczowy atut, szczególnie w gospodarstwach hodowlanych. Tradycyjny diesel oznacza hałas i dym, natomiast elektryk to cisza i czyste powietrze dla zwierząt i operatora. Specyfika pracy w takich gospodarstwach, charakteryzująca się krótkimi dystansami i częstymi postojami, idealnie wpisuje się w możliwości ciągnika elektrycznego. Poza tym, serwis elektrycznych maszyn jest tańszy, ponieważ jest prostszy. Łatwiej jest zlokalizować konkretną usterkę elektryczną niż skomplikowaną awarię w silniku spalinowym.
John Deere pomyślał także o elastyczności, oferując rolnikowi możliwość wyboru konfiguracji, zamiast kupowania „kota w worku”.
John Deere EPower: Modułowa Konstrukcja i Nowe Podejście
Ciągnik elektryczny John Deere EPower nosi jedynie oznaczenia EPower, bez żadnych towarzyszących im cyfr czy oznaczeń, co sugeruje jego eksperymentalny charakter. Nie jest to jednak koncept ani plastikowa wydmuszka, a w pełni sprawny i gotowy do działania ciągnik. Rewolucja kryje się pod lakierem i nadwoziem prezentującym nieco inną linię stylistyczną. W ciągniku EPower John Deere eksperymentuje nie tylko z prądem, ale także z nowym podejściem do budowy ciągnika, ponieważ rama EPower ma charakter modułowy. Takie podejście, znane i stosowane od lat w branży motoryzacyjnej, pozwala na drastyczne ograniczenie kosztów produkcji, projektując jedną platformę z możliwością modułowych zmian, oszczędzając zarówno czas, jak i pieniądze.
EPower to maszyna odpowiadająca ciągnikom kompaktowym, z mocą na wałku odbioru mocy około 80-90 kW i taką samą na jeździe, bez dzielenia jej między koła a maszynę, z którą ciągnik pracuje. Ten kompaktowy elektryczny ciągnik, oparty na znanych modelach John Deere serii 1, posiada dużą moc WOM, która pozwala kosić ponad 10 000 m2 trawnika przy jednym ładowaniu akumulatora trwającym 4,5 godziny. Oprócz wysokiej wydajności klienci mogą cieszyć się bardzo niskimi kosztami eksploatacji.
John Deere z prądem. Elektryczny ciągnik, który wreszcie okaże się przełomem?
Współpraca z Joskin i Innowacyjna Transmisja Mocy
W celu demonstracji zalet, John Deere i Joskin opracowali zestawienie ciągnika z wozem asenizacyjnym, gdzie dwie osie napędowe są napędzane silnikiem elektrycznym. Dzięki temu ośmiokołowemu układowi napędowemu możliwa jest znacznie bardziej wydajna transmisja mocy pociągowej. Jest to również pierwsza bezstopniowa przekładnia z elektromechanicznym rozdziałem mocy. W porównaniu z konwencjonalnymi przekładniami CVT, napęd jest bardziej wydajny i odporny na zużycie.
Autonomiczne i Specjalistyczne Rozwiązania John Deere
Nowa koncepcja ciągnika autonomicznego John Deere to kompaktowa elektryczna jednostka napędowa ze zintegrowanym osprzętem. Ciągnik ma całkowitą moc wyjściową 500 kW i może być wyposażony w koła lub gąsienice. Elastyczna zmiana masy w zakresie od 5 do 15 ton jest możliwa, w zależności od zastosowania, w celu zmniejszenia zagęszczenia gleby. Dzięki napędowi elektrycznemu poziom hałasu jest wyjątkowo niski. Ten ciągnik jedzie półautonomicznie i jest wyposażony w zintegrowany opryskiwacz.
Za pomocą wbudowanej kamery można pracować w uprawach rzędowych, na przykład nakładać środki ochrony roślin na plantacje drzew owocowych. Napełnianie zbiornika opryskiwacza może odbywać się w pełni automatycznie, dzięki czemu użytkownik nie jest narażony na działanie pestycydów. Ten nowatorski autonomiczny opryskiwacz ma zbiornik o pojemności 560 litrów. Dzięki technologii See & Spray kamery o wysokiej rozdzielczości rejestrują 20 zdjęć na sekundę. Na podstawie obrazów i sztucznej inteligencji system rozpoznaje różnicę między uprawianymi roślinami a chwastami.
VoloDrone i Dron do Oprysków
Maszyna opracowana wspólnie przez John Deere i Volocopter, o średnicy 9,2 m, jest napędzana przez 18 wirników. Ma napęd w pełni elektryczny z wymiennymi akumulatorami litowo-jonowymi. Jedno ładowanie akumulatora pozwala na lot do 30 minut, a VoloDrone może być obsługiwany zarówno zdalnie, jak i automatycznie, na zaprogramowanej trasie. Rama drona jest wyposażona w elastyczny ujednolicony system mocowania ładunku, co oznacza, że w zależności od zastosowania można zamontować różne urządzenia. W celu ochrony upraw duży dron posiada dwa zbiorniki cieczy, pompę i listwę natryskową.
Dodatkowo, John Deere rozwija drony wyposażone w skaner chwastów i opryskiwacz, umożliwiające skanowanie chwastów z powietrza, a następnie specjalną kontrolę. Zbiornik o pojemności 10,6 litra jest w pełni automatycznie napełniany na stacji, na której odbywa się również automatyczne ładowanie akumulatora. Czas lotu przy całkowicie naładowanym akumulatorze wynosi 30 minut. Główną zaletą maszyny jest precyzyjne stosowanie pestycydów.
Konkurencja na Rynku Ciągników Elektrycznych
Mimo dominującej pozycji John Deere, na rynku pojawiają się także inne firmy oferujące elektryczne rozwiązania. Firma Monarch, w której CNH posiada mniejszościowy pakiet udziałów i wieloletnią umowę licencyjną na technologię akumulatorów, niedawno wypuściła swój pierwszy w pełni elektryczny autonomiczny ciągnik MK-V z linii montażowej FoxConn w Lordstown w stanie Ohio. Inna firma, Solectrac, już sprzedaje trzy w pełni elektryczne modele ciągników - o mocy od 25 KM do 70 KM - w 85 lokalizacjach dealerskich, głównie na zachodzie i północnym wschodzie USA.
Mimo wszystko niewiele firm może dorównać skalą i wielkością produkcji koncernowi John Deere, co daje duże nadzieje, że jej plany wypuszczenia produkcyjnej wersji ciągnika elektrycznego do wspomnianego 2026 roku staną się rzeczywistością. John Deere podkreśla swoją wiodącą pozycję w nowoczesnych technologiach rolnictwa, prezentując swoje rewolucyjne koncepcje w Strefie Technologii Przyszłości.