تجهیزات ساخت و ساز الکتریکی: آینده ماشین آلات سنگین

به عنوان بخشی از تلاش برای پایدارتر ساختن ساخت و ساز، سازندگان ماشین آلات سنگین نسخه های تمام الکتریکی خودروهای ساخت و ساز سنتی را عرضه می کنند. تلاش برای ساخت و سازهای پایدارتر در سال های اخیر تشدید شده است و ماشین آلات سنگین الکتریکی اکنون به عنوان جایگزینی سازگار با محیط زیست به صفوف خودروهای برقی و حمل و نقل عمومی می پیوندند.

تجهیزات ساخت و ساز الکتریکی مفهوم جدیدی نیست. ماشین های الکتریکی هیبریدی سال هاست که در دسترس هستند و مدل های تمام برقی بیل مکانیکی، لودر، لیفتراک و سایر ماشین آلات سنگین در حال حاضر برای اجاره یا خرید در سرتاسر جهان در دسترس هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مزایای تجهیزات ساخت و ساز الکتریکی و انواع ماشین آلات موج ساز در صنعت، ادامه مطلب را بخوانید.

تجهیزات تمام الکتریکی در مقابل دیزل

اگر تا به حال از یک سایت ساخت و ساز فعال عبور کرده باشید، بیشتر ماشین آلات سنگینی که دیدید احتمالاً با سوخت دیزل کار می کردند. در حالی که تجهیزات ساختمانی با موتور دیزلی هنوز در ایالات متحده غالب هستند، مدل‌های تمام الکتریکی بیش از آنچه فکر می‌کنید برجسته می‌شوند – و تمایل دارند درست با هم ترکیب شوند.

وقتی صحبت از قابلیت‌های عملکرد کلی می‌شود، تجهیزات تمام الکتریکی تقریباً مشابه همتای دیزلی خود هستند. برای مثال ولوو CE گزارش داد که مشخصات بیل مکانیکی برقی و لودر چرخ آن مشابه نسخه های دیزلی آنها است. تنها تفاوت ها شامل وزن عملیاتی کمی بالاتر و افزایش اندک در قدرت موتور مداوم برای تجهیزات الکتریکی آنها است.

بزرگترین تفاوت بین تجهیزات الکتریکی و دیزلی را می توان در زیر کاپوت یافت. تجهیزات الکتریکی به جای محتوی موتور دیزل و فن خنک‌کننده، دارای بسته‌های باتری لیتیوم یون قابل شارژ هستند. برخی از تجهیزات الکتریکی نیز فاقد سیستم های هیدرولیک سنتی موجود در نمونه های دیزلی خود هستند. به عنوان مثال، بیل مکانیکی الکتریکی ولوو CE ECR25، به جای هیدرولیک، از محرک های خطی الکترومکانیکی برای تغذیه بوم استفاده می کند.

تجهیزات الکتریکی هیبریدی: چگونه کار می کند؟

تجهیزات الکتریکی هیبریدی چگالی توان یک موتور دیزلی را با قابلیت های کاهش آلاینده های یک باتری ترکیب می کند. این شامل یک موتور دیزل کوچکتر در کنار یک باتری قابل شارژ و موتور الکتریکی است که آن را برای مشاغل پر شدت و مکان هایی که نیاز به آلایندگی کم دارند ایده آل می کند.

درایوهای هیبریدی هنوز هم سوخت دیزل می سوزانند، اما می توانند انرژی را بازیابی و دوباره استفاده کنند که در غیر این صورت به عنوان گرما هدر می رود. این اجازه می دهد تا یک سیستم خنک کننده کوچکتر داشته باشید و یک ماشین کارآمدتر ایجاد کنید. در واقع، لودر هیبریدی ۲۰ تنی ولوو CE LX1 50 درصد کارآمدتر از یک لودر دیزلی معمولی ۲۵ تنی است.

۳ مزیت اصلی استفاده از برق

انتقال به تجهیزات تمام الکتریکی برای شرکت‌های ساختمانی و محیط‌زیست از راه‌های متعددی سودمند است. سه مزیت اصلی ماشین آلات سنگین الکتریکی عبارتند از:

مزایای تجهیزات ساختمانی تمام الکتریکی

انتشار کربن کمتر

از آنجایی که تجهیزات ساخت و ساز الکتریکی به بنزین یا سوخت دیزل متکی نیستند، انتشار کربن خالص صفر را ارائه می دهند و شیوه های ساخت و ساز پایدار را ترویج می کنند. این یک مزیت بسیار ضروری است – صنعت ساخت‌وساز در حال حاضر حدود ۳۹ درصد از انتشار CO2 در جهان مربوط به انرژی را به خود اختصاص می‌دهد و استفاده از فناوری‌های سبزتر بسیار کند است.

ماشین آلات تمام الکتریکی به باتری های لیتیوم یونی متکی هستند و به طور موثر نیاز به سوخت های فسیلی را از بین می برند. این ماشین‌های باطری‌دار برای شرکت‌هایی که در مناطق دارای محدودیت انتشار کار می‌کنند و استفاده از ماشین‌های دیزلی را ممنوع می‌کنند ضروری است.

آلودگی صوتی کمتر

آلودگی صوتی یک موضوع گسترده در صنعت ساخت و ساز است. ماشین آلات با صدای بلند نه تنها صدای ناخواسته ای را برای کسانی که در نزدیکی کارگاه های ساختمانی زندگی و کار می کنند ایجاد می کند، بلکه سلامت کارگران ساختمانی را که به طور مرتب در معرض آن هستند به خطر می اندازد. قرار گرفتن در معرض سر و صدای ثابت بیش از ۸۵ دسی بل برای بیش از هشت ساعت می تواند خطرناک باشد و کارگران ساختمانی بیشتر در معرض خطر هستند.

خوشبختانه تجهیزات ساخت و ساز الکتریکی بسیار کم صداتر از ماشین های سنتی سوخت دیزل هستند. از آنجایی که تجهیزات الکتریکی فاقد موتور دیزلی و فن خنک کننده هستند، صدای کمتر و لرزش کمتری دارند. این کار ماشین‌ها را ایمن‌تر می‌کند و باعث می‌شود کارگران ساختمانی در پایان روز کمتر احساس خستگی کنند.

هزینه های پروژه کمتر

تجهیزات ساخت و ساز برقی با مزایای اضافی کاهش هزینه های بلند مدت برای شرکت های ساختمانی همراه است. تجهیزات تمام الکتریکی نه تنها هزینه های سوخت را حذف می کنند، بلکه هزینه های عملیاتی کلی را نیز به دلیل زمان کارکرد موتور کمتر کاهش می دهند. با تجهیزات دیزلی، زمان کارکرد موتور زیادی در حالی که دستگاه بیکار است جمع می شود. از طرف دیگر، تجهیزات الکتریکی به محض اینکه اپراتور دستگاه را متوقف می کند خاموش می شود و زمان کار اضافی جمع نمی شود.

تجهیزات ساخت و ساز برقی نیز با هزینه های نگهداری کمتری همراه است. باتری‌های لیتیوم یونی و موتورهای الکتریکی عملاً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هستند و ماشین‌های الکتریکی معمولاً قطعات بسیار کمتری نسبت به مدل‌های دیزلی دارند.

این امر هم زمان کلی صرف شده برای تعمیر و نگهداری و هم هزینه تعویض قطعات جداگانه را کاهش می دهد.

نمونه هایی از تجهیزات برقی ساختمانی

صنعت ساخت و ساز اغلب در پذیرش فناوری جدید کند است، بنابراین همه ماشین‌ها در حال حاضر یک مدل الکتریکی در بازار ندارند. با این حال، تولید کنندگان تجهیزات به تدریج با پیشرفت فناوری، مدل های جدیدی را عرضه می کنند. انواع تجهیزات برقی که در حال حاضر برای اجاره، خرید یا پیش سفارش در دسترس هستند عبارتند از:

انواع تجهیزات برقی ساختمانی

کاوشگران

بیل مکانیکی برقی یکی از اولین ماشین های تمام الکتریکی بود که برای اولین بار در معرض دید عموم قرار گرفت. در سال ۲۰۱۷، ولوو CE نمونه اولیه بیل مکانیکی برقی فشرده EX02 خود را در اجلاس نوآوری گروه ولوو معرفی کرد. EX02 آلایندگی صفر داشت و دو باتری لیتیوم یونی به جای یک موتور احتراقی سنتی داشت. باتری ها در مجموع ۳۸ کیلووات ساعت بودند که انرژی کافی برای حفاری در بین شارژها به مدت ۸ ساعت در اختیار دستگاه قرار می داد.

در حالی که مدل EX02 فقط یک نمونه اولیه بود که هرگز برای استفاده تجاری در دسترس قرار نگرفت، ولوو CE از آن زمان بیل مکانیکی ECR25 Electric را معرفی کرد. این مدل در حال حاضر برای پیش رزرو در ایالات متحده و کانادا در دسترس است و این شرکت قصد دارد اولین تحویل را در ژوئن ۲۰۲۲ ارائه کند.

شرکت‌هایی مانند کاترپیلار، بابکت، دوسان، هیوندای CE و JCB نیز در سال‌های اخیر بیل‌های الکتریکی را معرفی کرده‌اند و احتمالاً با افزایش تقاضا برای ماشین‌آلات سنگین تمام الکتریکی، این روند ادامه خواهد داشت.

لودرهای چرخ

از آنجایی که لودرهای چرخ دار در اندازه ها و سبک های مختلفی وجود دارند و در اکثر سایت های ساختمانی یافت می شوند، سازندگان تجهیزات به سرعت مدل های تمام الکتریکی را توسعه دادند. Volvo CE لودر چرخ دار جمع و جور L25 Electric را به مجموعه تمام الکتریکی خود اضافه کرد و شرکت هایی مانند Wacker Neuson و Schäffer مدل های خود را در پنج سال گذشته رونمایی کردند.

Schäffer 24E که به عنوان اولین چرخ لودر برقی جهان با استفاده از فناوری لیتیوم یون تبلیغ می شود، با دو باتری لیتیوم یون تغذیه می شود و دارای دو موتور هیدرولیک است. این دستگاه کوچک و کم صدا است و برای کارهای تعمیر و نگهداری در مناطق مسکونی حساس به صدا عالی است. طراحی سبک وزن آن اجازه می دهد تا آن را به راحتی بر روی تریلر خودرو بارگیری کنید و به راحتی بین محل های ساخت و ساز حمل و نقل شود.

کامیون کمپرسی و کامیون معدن
بزرگترین وسیله نقلیه الکتریکی جهان یک کامیون معدنی ۴۵ تنی است که توسط سازنده آلمانی Kuhn Schweiz طراحی شده است. این کامیون تمام الکتریکی با نام رسمی Elektro Dumper برای حمل سنگ مارن استفاده می شود و به لطف سیستم ترمز احیا کننده آن هرگز نیازی به شارژ مجدد ندارد. هنگامی که کامیون از یک تپه پایین می‌آید، سیستم ترمز انرژی ایجاد شده در سراشیبی را بازپس می‌گیرد و آن را در بسته باتری ۶۰۰ کیلووات در ساعت کامیون ذخیره می‌کند.

در حالی که Elektro Dumper در حال حاضر یک ماشین بی نظیر است، سایر سازندگان تجهیزات نسخه های خود را از کامیون معدنی الکتریکی منتشر کرده اند. به عنوان مثال، Epiroc یک کامیون معدنی با باتری ارائه می دهد که برای کاربردهای زیرزمینی طراحی شده است.

لیفتراک

از آنجایی که لیفتراک‌ها نسبت به سایر ماشین‌های سنگین کوچک‌تر هستند، سازندگان در هنگام ساخت مدل‌های تمام الکتریکی با موانع کمتری مواجه شدند. تویوتا در حال حاضر پنج مدل برقی ارائه می دهد و Cat اخیراً چهار لیفتراک برقی را به خط تولید خود اضافه کرده است.

با ورود محصولات بیشتر به بازار، بازار به آرامی برای تولید کنندگان لیفتراک برقی رقابتی تر می شود. Cat در تلاشی برای جلوتر ماندن از رقبا، خط بالابرهای برقی خود را به یادآورهای خدمات داخلی، نظارت بر سیستم در حال حرکت و فناوری تشخیص خودکار مجهز کرد. Greenland Technologies همچنین اخیراً خط جدیدی از لیفتراک های لیتیومی الکتریکی راه اندازی کرده است و تحویل در سپتامبر ۲۰۲۱ برای خریداران آمریکای شمالی آغاز خواهد شد.

آینده تماماً الکتریکی است

تجهیزات ساخت و ساز الکتریکی هنوز در ایالات متحده در مراحل اولیه خود هستند، اما احتمالاً در چند دهه آینده تغییر می کند. در سال ۲۰۰۴، آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) مرحله نهایی رده ۴ رویکرد خود را برای کاهش انتشار کربن منتشر کرد و موتورهای دیزلی جدید را به سطوح انتشار نزدیک به صفر برای اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق محدود کرد. این منجر به افزایش تجهیزات هیبریدی جدید شد که انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش داد و در عین حال عملکردی مشابه مدل های قبلی داشت.

EPA موتورهای دیزلی جدید را به انتشار خالص صفر برای اکسیدهای نیتروژن و ذرات محدود می کند.
در حالی که EPA در حال حاضر برنامه ریزی برای انتشار مراحل بیشتری ندارد، اتحادیه اروپا با استانداردهای انتشار غیر جاده ای مرحله V در سال ۲۰۱۶ به منظور محدود کردن بیشتر انتشار ذرات معلق حرکت کرد. این تغییرات می‌تواند محدودیت‌های آینده را تحریک کند و بسیاری از تولیدکنندگان تجهیزات در تلاش هستند تا جلوتر باشند.

آینده تمام الکتریکی برای صنعت ساخت و ساز ممکن است غیرواقعی به نظر برسد، اما کاملاً دور از دسترس نیست. به عنوان مثال، صنعت خودرو در حال حاضر برای انتقال به وسایل نقلیه الکتریکی فشار آورده است. نروژ، دانمارک، ایسلند و سایر کشورهای اتحادیه اروپا برنامه‌هایی را برای ممنوعیت فروش خودروهای گازوئیلی و گازوئیلی تا اوایل سال ۲۰۲۵ اعلام کرده‌اند.

تجهیزات ساخت و ساز تمام برقی قبلاً ثابت کرده اند که می توانند با ماشین های دیزلی همگام شوند و در عین حال هزینه ها و آلایندگی ها را کاهش دهند. دفعه بعد که نیاز به اجاره لیفتراک، لودر چرخ دار یا سایر تجهیزات ساختمانی دارید، مدل هیبریدی یا الکتریکی را انتخاب کنید. این هزینه های پروژه شما را کاهش می دهد و به هدایت صنعت ساخت و ساز به آینده ای آرام تر و سبزتر کمک می کند.