Herausforderungen und Lösungsansätze in der Agrartechnik
Die Elektrifizierung von Lastwagen und landwirtschaftlichen Maschinen stellt Ingenieure aufgrund spezifischer Leistungsanforderungen vor Herausforderungen. Forschende der Technischen Universität München (TUM) präsentieren auf der Agritechnica einen Entwicklungsbaukasten für elektrische Traktoren. Diese Plattform bietet modulare Lösungen für verschiedene Einsatzbereiche und integriert bei Bedarf einen Wechselakku, der auch als mobile Powerbank dient.
Die Landwirtschaft ist unmittelbar vom Klimawandel betroffen, was sich in Extremwetterereignissen und erschwerter Planung manifestiert. Trotzdem werden Traktoren und Landmaschinen weiterhin überwiegend mit Diesel betrieben. Viele Hersteller sehen sich hierbei mit Kostendruck und technologischen Hürden konfrontiert. Das Forschungsprojekt TUMtrac adressiert diese Problematik.
Modulare Konzepte für elektrische Traktoren
Das TUM-Forschungsteam entwickelt einen modularen Baukasten für vollelektrische Traktoren. Ziel ist es, Landmaschinenhersteller markenübergreifend bei der Entwicklung neuer Traktorkonzepte zu unterstützen. Auf der Agritechnica wird eine mögliche Variante vorgestellt, die sich auf kleine bis mittlere Traktoren, wie sie beispielsweise im Obstanbau eingesetzt werden, konzentriert.
Wir sehen die Möglichkeit der Elektrifizierung vor allem bei Traktoren, die zwar viele Arbeitsstunden abzuleisten haben, dabei aber konstante Leistung liefern müssen. Hier sind die Hopfenernte oder das Pflücken von Früchten ideale Beispiele. Unser Traktor-Baukasten soll dank seines modularen Aufbaus ganz unterschiedliche Traktorenkonzepte simulieren und bewerten können.
Dies erklärt Korbinian Götz, Projektleiter am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik der TUM. Traktoren, die mit diesem Baukasten konstruiert werden, sollen sich besonders ab 100 Betriebsstunden pro Jahr eignen.
Wechselakku als Stromquelle und Gegengewicht
Ein zentrales Merkmal von TUMtrac ist der modulare Aufbau, der eine individuelle Anpassung an das jeweilige Anwendungsgebiet ermöglicht. Der auf der Messe gezeigte Funktionsträger demonstriert ein mögliches Gesamtkonzept. Eine einheitliche Bodengruppe bildet die Basis des Traktors, ergänzt durch einen Wechselakku. Dieser Akku kann je nach Aufgabenfeld vorne oder hinten am Fahrzeug platziert werden und dient somit als Stromquelle sowie als Gegengewicht für Anbaugeräte wie Mähwerke oder Schneepflüge.
Der Wechselakku reduziert das Fahrzeuggewicht, da er kleiner dimensioniert werden kann und nur die tatsächlich benötigte Energiemenge mitgeführt wird. Zudem können diese Akkus als mobile Energiespeicher fungieren. So lässt sich selbst erzeugter Strom aus Photovoltaik- oder Windkraftanlagen puffern und für den eigenen Betrieb nutzen.
Was im Pkw-Bereich aktuell noch eine Randerscheinung ist, können wir im Agrarsektor gezielt für die Auslegung unseres Traktorensystems nutzen. Der Wechselakku kann landwirtschaftlichen Betrieben durch mehr Flexibilität bei der Anwendung einen echten Mehrwert bieten.
Dies betont Prof. Markus Lienkamp, Leiter des Lehrstuhls für Fahrzeugtechnik an der TUM.
Ganzheitlicher Ansatz: Soft- und Hardwareentwicklung
Neben der Hardware konzentriert sich das Forschungsteam auf die Entwicklung einer angepassten Software. Diese Software ermöglicht es, nach Eingabe spezifischer Anforderungen verschiedene Traktorkonzepte hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit für den Agrarbetrieb zu bewerten. Dieser ganzheitliche Ansatz unterstützt den modularen Charakter der Plattform, indem er eine schnelle Reaktion auf Herausforderungen im Arbeitsumfeld erlaubt.
Die Forschenden adressieren damit die zunehmend komplexer werdende Arbeitsrealität in der Landwirtschaft, die eine höhere Flexibilität der Gerätschaften erfordert. TUMtrac könnte einen Beitrag zur Dekarbonisierung im Agrarsektor leisten.