“Kami yakin pasar saat ini sudah menerima penerimaan untuk penggunaan spesifik yang memerlukan emisi diesel, kebisingan, dan penyimpanan bahan bakar yang menimbulkan risiko kesehatan, kebisingan, dan lingkungan,” kata Joe Schinasi, Kovaco Electric. Skenario tersebut mencakup konstruksi interior, pertanian dan peternakan, pariwisata, resor, dll. “Dalam penerapan ini, peralatan listrik jelas memberikan keuntungan.
“Meskipun demikian, kami yakin mungkin diperlukan waktu lima hingga 10 tahun lagi bagi alat berat listrik untuk menyalip diesel dalam persentase penjualan karena masih ada beberapa ketergantungan yang masih perlu diatasi,” ujarnya, seperti teknologi baterai, biaya baterai, infrastruktur pengisian daya, tingkat kenyamanan pembeli terhadap peralatan listrik, dll. “Seperti yang terjadi pada kendaraan penumpang listrik, insentif dan peraturan pemerintah dapat membantu mempercepat penerapan alat berat listrik.”
Namun kekhawatiran pelanggan potensial harus diatasi. “Agar peralatan listrik menjadi standar, alat berat perlu dirancang dan terbukti mampu mengatasi kekhawatiran utama yang disuarakan oleh pembeli yang skeptis seputar kapasitas energi, kinerja, dan harga,” kata Lars Arnold, manajer produk elektromobilitas, Volvo Construction Equipment.
Upaya awal Volvo untuk mendapatkan penerimaan pelanggan difokuskan pada wheel loader kompak dan excavator bertenaga baterai. “Kami memulai dengan alat berat kompak dalam perjalanan elektrifikasi kami karena alat tersebut serbaguna dan memiliki permintaan yang tinggi, dan opsi baterai saat ini berfungsi paling baik pada alat berat yang lebih kecil untuk saat ini,” kata Arnold. “Untuk mesin yang lebih besar, ini bisa berupa gabungan solusi seperti pemulihan energi, sel bahan bakar, kabel listrik, dan bahan bakar alternatif.
“Dalam lima hingga 10 tahun, semua model compact excavator dan wheel loader Volvo baru kemungkinan besar akan menggunakan listrik,” prediksinya. "Kami juga sedang mempertimbangkan untuk melakukan elektrifikasi pada jenis alat berat lainnya. Melakukan elektrifikasi pada alat berat yang lebih besar masih merupakan sebuah tantangan, namun ini adalah salah satu solusi yang secara aktif kami cari. Model-ukuran penuh kemungkinan akan berupa campuran diesel, hibrida, dan listrik pada akhir dekade ini."
Pendekatan Holistik
Pendekatan holistik diperlukan saat membandingkan mesin listrik dengan mesin bertenaga diesel-yang setara.
“Mesin listrik memang memiliki harga beli yang lebih tinggi dibandingkan mesin diesel, namun total biaya kepemilikan harus dipertimbangkan saat mengevaluasinya, termasuk penghematan bahan bakar dan masa pakai komponen yang lebih lama karena tidak memiliki mesin, sehingga mengurangi biaya perawatan secara keseluruhan,” kata Arnold. "Baterai lithium-ion dan motor listrik yang canggih benar-benar bebas perawatan-. Masa pakai komponen listrik baterai harus sama atau lebih baik daripada masa pakai mesin diesel pada mesin konvensional."
Teknologi baterai juga terus mengalami kemajuan. "Teknologi litium-ion yang digunakan dalam baterai kami jauh lebih unggul dibandingkan teknologi lama-asam atau nikel-kadmium yang terkadang kita bayangkan pada kendaraan listrik," kata Arnold. "Baterai canggih Volvo tidak memiliki efek memori, dan kehilangan daya lebih sedikit pada suhu dingin. Dengan aki mobil timbal-asam 12V, kapasitasnya berkurang drastis segera setelah menjadi dingin. Hal tersebut tidak terjadi pada baterai ini."
Mesin listrik juga memberikan nilai tambah dengan menyasar segmen kerja baru. "Memiliki mesin-emisi nol dapat memberikan keuntungan bagi kontraktor saat menawar pekerjaan dengan target keberlanjutan atau pekerjaan di dalam ruangan," kata Arnold. “Tingkat kebisingannya yang lebih rendah memungkinkannya digunakan ketika pembatasan kebisingan diberlakukan, seperti pekerjaan malam hari di daerah padat penduduk. Dan kami terus-menerus mendengar aplikasi khusus lainnya yang tidak cocok untuk alat berat diesel konvensional yang dapat digunakan oleh ekskavator listrik atau wheel loader.”
Nilai sisa adalah pertimbangan lain. Seperti yang dijelaskan Arnold, "Pada peralatan konstruksi berbahan bakar diesel, waktu pengoperasian ditentukan oleh waktu pengoperasian mesin, dan banyak jam yang dihitung saat mesin dalam keadaan idle. Dengan peralatan listrik, segera setelah operator berhenti bekerja (misalnya, menunggu pipa dipasang di parit yang baru saja digali), motor akan mati dan tidak ada jam pengoperasian yang terakumulasi. Pekerjaan yang dapat menghabiskan 10.000 jam pada mesin diesel mungkin hanya menambah 6.000 atau 7.000 jam pada mesin listrik yang sebanding. Ini menghemat jam kerja biaya operasional yang lebih rendah, dan pada gilirannya menurunkan total biaya kepemilikan. Hal ini juga membantu meningkatkan nilai jual kembali."
Mengatasi Masa Pakai Baterai
Salah satu kriteria kinerja yang masih belum diketahui adalah masa pakai baterai. “Kami belum mengetahui berapa lama baterai akan bertahan pada peralatan konstruksi listrik karena mesinnya masih sangat baru, namun kami memperkirakan baterai tersebut dapat bertahan sekitar 10 tahun,” kata Arnold. "Sulit untuk mengatakan berapa biaya yang akan dikeluarkan pada saat itu. Pada tahap awal penggunaan dan pengembangan lebih lanjut, waktu pengisian daya dan masa pakai baterai memiliki ruang paling besar untuk ditingkatkan. Kami terus meneliti, mengembangkan, dan menyediakan pilihan pengisian daya yang lebih luas.
“Ketika kendaraan listrik terus memasuki pasar, infrastruktur pengisian daya yang lebih baik akan mengikuti jejaknya,” prediksinya. “Teknologi baterai yang digunakan pada peralatan kami sangat mirip, bahkan mungkin sama dengan, yang digunakan pada mobil listrik dan truk pikap. Seiring dengan kemajuan teknologi baterai, pembaruan serupa akan diterapkan pada peralatan konstruksi.”
Schinasi memiliki pandangan serupa tentang inovasi baterai. “Tantangan teknis utama yang kami, dan pelanggan kami, hadapi adalah durasi waktu pengoperasian baterai dan pengisian daya baterai. Ini setara dengan 'kecemasan jangkauan' pada alat berat pada mobil listrik. Akankah baterai bertahan selama durasi shift kerja? Apakah akan ada pasokan listrik yang sesuai di lokasi untuk mengisi dayanya (misalnya, satu fasa vs. tiga fasa)? Berapa lama waktu yang dibutuhkan baterai untuk mengisi daya? Ini adalah pertanyaan yang sering kami dengar,” komentarnya. “Saat ini, [Kovaco mengatasi] masalah ini dengan menawarkan beragam pilihan baterai dan pengisian daya untuk mengakomodasi sebagian besar kasus penggunaan.” Namun hal ini menciptakan tantangan terkait dalam mengelola berbagai penawaran dan pemasok.
Volvo Memimpin Biaya
Volvo memimpin dalam sektor kendaraan listrik baterai (BEV) dengan lima opsi konstruksi kompak bertenaga baterai-dalam jajaran produknya, termasuk wheel loader L20 Electric dan L25 Electric, serta compact excavator ECR18 Electric, E18 Electric, dan ECR25 Electric.
“Dalam segala hal yang telah kami lihat sejauh ini, mesin listrik kami menawarkan tingkat kinerja yang serupa atau lebih baik dibandingkan mesin diesel konvensional,” kata Arnold. “Contohnya, compact excavator ECR25 Electric memiliki kedalaman penggalian 9 kaki.
1 inci dan kekuatan breakout 5,020 lbf. Wheel loader kompak L25 Electric memiliki-beban jungkir balik penuh sebesar 3,7 ton, ketinggian pembuangan 8,2 kaki, dan beban 4,409 pon. kapasitas beban garpu muatan.
“Beberapa pengecualian adalah sedikit peningkatan pada tenaga motor berkelanjutan dan bobot pengoperasian yang sedikit lebih tinggi untuk ekskavator ECR25 Electric,” jelasnya. “Dan untuk wheel loader L25 Electric, bobot pengoperasiannya sedikit lebih tinggi dan beban jungkir statisnya lebih tinggi dibandingkan model diesel.”
Namun performa lebih dari sekadar spesifikasi. “Kontraktor yang sudah menggunakan alat berat listrik Volvo melaporkan bahwa mereka tidak dapat membedakan kinerjanya,” kata Arnold.
“Selama tiga bulan kami menguji [peralatan compact elektrik Volvo], alat berat ini memiliki kinerja yang luar biasa, sesuai dengan apa yang kami harapkan dari alat berat diesel dengan ukuran yang sama namun tanpa emisi,” kata Jacques Marais, direktur, Baltic Sands.
Kovaco Electric Menawarkan Opsi Skid-steer dan Mini Loader
Pada tahun 2015, Kovaco Electric meluncurkan Elise 900, skid-steer loader listrik pertama, ke pasar. Ia menawarkan pengoperasian hingga enam jam dengan baterai 240-Ah atau delapan jam dengan baterai 400-Ah. Kesetaraan tenaganya dibandingkan skid steer konvensional adalah 30,8 hp dengan baterai 240 Ah dan 52,3 hp dengan baterai 400 Ah. Unit ini digerakkan oleh tiga motor listrik, dua di antaranya digunakan untuk perjalanan dan satu lagi untuk sistem hidrolik saja.
"Berdasarkan perhitungan internal kami, Kovaco Electric memperkirakan bahwa operator alat berat dapat menghemat hampir $18.000 selama 3.000 jam jika mereka menggunakan skid-steer loader elektrik Elise 900 dibandingkan skid steer diesel dengan harga dan spesifikasi yang sebanding," kata Schinasi. "Hal ini berarti penghematan sekitar 75% pada biaya bahan bakar dan pemeliharaan. Penelusuran online menunjukkan bahwa rata-rata masa pakai skid-steer adalah 5.000 jam. Dengan perawatan dan pemeliharaan yang tepat, baterai kami akan bertahan lebih lama. Baterai Kovaco Electric dapat mengisi daya hingga 1,700+ kapasitas 80%, dan oleh karena itu akan bertahan selama masa pakai loader."
Perusahaan juga menawarkan track loader kompak MiniZ. “Pilihan baterai listrik pada track loader kompak Kovaco Electric MiniZ dihargai hampir sama atau sedikit lebih premium dibandingkan dengan mesin diesel,” kata Schinasi. “Meskipun investasi awal mungkin sedikit lebih tinggi, penghematan biaya operasional dan pemeliharaan selama masa pakai alat berat lebih dari sekadar premi belanja modal awal.
“Jika dibandingkan dengan loader di kelas yang sama, loader listrik MiniZ memiliki kinerja yang serupa dengan mini loader diesel dengan biaya operasional yang jauh lebih rendah,” kata Schinasi. "Mesin kami juga menawarkan fitur-fitur yang tidak dimiliki mesin diesel serupa, termasuk pengoperasian-yang dikendalikan dari jarak jauh, torsi instan, kebisingan rendah, dan banyak manfaat lainnya. Fitur-fitur ini memperkenalkan potensi aplikasi baru yang tidak dapat digunakan pada mesin diesel tradisional.
“Salah satu contohnya adalah penerapan lansekap di pagi hari. Peralatan diesel sangat bising dan peraturan kebisingan dapat menghalangi penggunaan di pagi hari,” komentarnya. “Sebaliknya, MiniZ sangat senyap dan dapat digunakan untuk lansekap di pagi hari dan aplikasi dengan gangguan minimal.”
Doosan Bobcat Meluncurkan Semua-CTL elektrik
Doosan Bobcat meluncurkan-compact track loader (CTL) Bobcat T7X yang sepenuhnya elektrik di Consumer Electronics Show 2022 di Las Vegas pada tanggal 4 Januari. CTL ini adalah alat berat pertama dari jenisnya yang sepenuhnya menghilangkan semua hidraulik dan komponen, sehingga menghasilkan alat berat yang 10 kali lebih senyap dibandingkan mesin diesel-yang setara dengan hidrauliknya.
Desain unik T7X memiliki komponen hampir 50% lebih sedikit dibandingkan versi diesel-hidrolik. Kelompok kerja hidrolik tradisional telah digantikan sepenuhnya dengan sistem penggerak listrik yang terdiri dari silinder listrik dan motor penggerak listrik, yang berarti hampir tidak ada cairan. Hanya diperlukan satu liter cairan pendingin ramah lingkungan-dibandingkan dengan 57 galon. cairan dalam model hidrolik-diesel yang setara. Alat berat ini menjanjikan penurunan biaya pengoperasian harian dengan mempertimbangkan pengurangan biaya pemeliharaan tahunan dan penghapusan bahan bakar diesel, oli mesin, cairan buang diesel, dan suku cadang hidrolik.
“Mesin ini sepenuhnya bertenaga baterai dan dirancang untuk mengungguli mesin diesel,” kata Joel Honeyman, wakil presiden inovasi global, Doosan Bobcat. "Mesin ini lebih cerdas dan produktif dengan penggerak listrik. Tidak berisik dengan-torsi performa tinggi, dan lebih bertenaga dari apa pun yang pernah ada sebelumnya - sekaligus menghilangkan emisi karbon."
Platform listrik T7X memungkinkan tenaga seketika dan torsi puncak tersedia pada setiap kecepatan pengoperasian. Tidak ada penundaan bagi sistem hidrolik standar untuk membangun tenaga. Mesin ini mengambil daya dari baterai lithium-ion 62-kW yang dikembangkan bersama Green Machine Equipment Inc., mitra teknologi Doosan Bobcat.
“Kecerdasan sistem manajemen daya diprogram untuk mendeteksi ketika beban bertambah,” kata Honeyman. "Alat ini secara otomatis mematikan daya bila tidak diperlukan, sehingga menghemat energi dan waktu kerja. Berbeda dengan mesin dieselnya, mesin bertenaga listrik-dan teknologi manajemen daya ini hanya mengonsumsi energi saat sedang bekerja." Meskipun waktu pengoperasian yang tepat berbeda-beda tergantung aplikasi, penggunaan mode kerja cerdas dapat memungkinkan waktu pengoperasian terus-menerus hingga empat jam dan pengoperasian sehari penuh selama penggunaan terputus-putus.
Komunikasi telematika-dua arah menyediakan data integral tentang kinerja alat berat, bersama dengan data-yang berfokus pada operator untuk mengubah preferensi alat berat, menyesuaikan kinerja dengan situasi pekerjaan tertentu, dan meningkatkan fitur produk. Hal ini mencakup kecepatan penggerak variabel pada torsi penuh dan fitur lain yang tidak dapat dilakukan pada mesin hidrolik-diesel.
“Kami menerapkan mode kerja berbeda yang kami kembangkan melalui perangkat lunak, tergantung pada tugasnya, untuk membantu menghemat daya baterai,” kata Honeyman. “Kami memiliki mode Eco, mode Advanced, dan bahkan mode Beast, yang memberikan ledakan singkat torsi seketika penuh ke sistem penggerak bila diperlukan.”
Doosan Bobcat berkolaborasi dengan Moog Inc., pengembang komponen dan sistem kontrol gerak di seluruh dunia, untuk mempercepat laju penelitian dan pengembangan kemampuan kontrol elektronik T7X. “Seperti Doosan Bobcat, kami percaya bahwa elektrifikasi, otomatisasi, dan konektivitas berjalan seiring,” kata John Scannell, ketua dan CEO, Moog Inc.
Pelepasan sistem hidrolik akan memerlukan pendekatan berbeda dari sisi pemasangan. Bobcat akan memperkenalkan rangkaian semua-alat tambahan listrik. Yang pertama dikembangkan mencakup auger-bertenaga listrik, sapu sudut, dan grapple.
T7X tampaknya mendapat dukungan penting dari salah satu pemimpin di industri persewaan. Sunbelt Rentals, yang memiliki lebih dari 1.025 lokasi di Amerika Utara, telah menjalin kemitraan strategis untuk melakukan investasi signifikan pada armada besar Bobcat T7X CTL dan ekskavator kompak elektrik, yang akan diberi merek bersama dan tersedia pada tahun 2022 dan seterusnya. Sunbelt Rentals akan menjadi perusahaan persewaan peralatan nasional pertama yang mengadopsi teknologi listrik baterai Bobcat dan menyediakannya bagi pelanggan, sehingga mendukung fokus lingkungan, sosial, dan tata kelola kedua perusahaan.
KATO-CES Memungkinkan Pelanggan Memotong Kabelnya
KATO-CES menawarkan dua model ekskavator mini-listrik baterai - 9VXB dengan ukuran 5 kaki. 2-in. kedalaman penggalian dan gaya bucket sebesar 2.360 lbs., dan 17VXB dengan 7-ft. kedalaman penggalian dan gaya bucket sebesar 3,687 lbs. Alat berat ini menggunakan sistem hidraulik standar sehingga Anda tetap dapat menjalankan attachment yang sama seperti versi diesel.
"Ada permintaan dan ada pasar, dan ini terus berkembang," kata Bart DeHaven, KATO-CES. “Saat ini, ini lebih merupakan aplikasi di dalam ruangan dan ruang terbatas.” Hal ini mencakup segala aplikasi pada makanan atau obat-obatan yang pelanggannya menginginkan lingkungan yang dikontrol secara ketat.
Spesifikasi mesin sangat mirip dengan mesin diesel. “Unit listriknya sedikit lebih berat dibandingkan unit diesel, namun kedalaman penggaliannya tetap sama,” kata DeHaven. "Satu-satunya kelemahan mesin ini adalah waktu pengoperasiannya. Pada mesin diesel, yang harus Anda lakukan hanyalah memastikan mesin tersebut mengandung bahan bakar diesel dan Anda dapat menjalankannya selama 24 jam sehari, tujuh hari seminggu." Namun mesin listrik memerlukan waktu pengisian. "Anda harus mengisi dayanya selama delapan hingga 12 jam untuk dapat menggunakannya selama delapan jam."
Kekhawatiran terbesar pada mesin baterai adalah mengisi dayanya dengan benar. "Anda tidak bisa membiarkannya selama dua atau tiga bulan tanpa mengisi dayanya," kata DeHaven. "Sistem komputer yang terpasang akan menguras baterai secara perlahan." Komputer onboard berjalan hampir sepanjang waktu untuk memungkinkan layanan telematika dan diagnostik modern.
Namun, daya baterai adalah yang utama dalam hal pemeliharaan dan biaya terkait. Dengan diesel, Anda harus memeriksa filter udara, level oli, level cairan pendingin, dll. "Saat Anda menggunakan ekskavator dengan baterai, yang harus Anda lakukan hanyalah memeriksa layar lampu LED untuk mengetahui status pengisian daya," catat DeHaven. “Dengan baterai, Anda tidak perlu khawatir filter DPF akan terhenti atau memasukkan bahan bakar diesel yang buruk ke dalamnya.”
Dalam hal daya tahan baterai, tampaknya lebih baik dibandingkan dengan tenaga diesel. “Saat ini, masa pakai mesin diesel seharusnya lebih lama dibandingkan mesin diesel,” kata DeHaven. Namun ada pengaruh luar seperti cuaca di mana mesin digunakan dan cara pelanggan mengisi baterai.
KATO-CES telah menawarkan versi listrik plug-in-dari mesin ini selama beberapa tahun. “Beberapa pelanggan yang telah menggunakan listrik selama bertahun-tahun adalah mereka yang mengincar mesin baterai,” catat DeHaven.
“Sebagian besar pelanggan persewaan menyadari bahwa baterai adalah solusi terbaiknya,” kata DeHaven. Plug-listrik memiliki lebih banyak keterbatasan. "Anda hanya dapat menjalankan kabel sepanjang 200 atau 300 kaki yang disertakan dengan mesin sebelum Anda harus menambah ukurannya, karena dari sumber listrik - satu-fase 230 volt atau tiga-fase 480 volt - ada penurunan arus listrik... semakin jauh Anda menjauh dari sumber listrik tersebut.
“Dengan mesin baterai, mereka bisa melakukan apa pun asalkan terisi,” lanjutnya. "Anda tidak perlu khawatir ada orang yang menabrak kabelnya atau merusak kabelnya. Kabel akan terlepas sepenuhnya saat mereka mengoperasikan mesin. Kami tidak menjual banyak mesin colokan listrik-karena mesin baterai telah mengambil alih pasar tersebut." Tapi ada kurva pembelajaran. Pendidikan diperlukan mengenai proses pengisian daya dan kapan harus mencolokkan mesin.
Saat ini, biaya merupakan salah satu faktor pembatas terbesar dalam penggunaan daya baterai secara lebih luas. “Penelitian dan pengembangannya sangat mahal,” kata DeHaven. Hal ini menghasilkan harga pembelian awal yang jauh lebih tinggi. "Jika Anda membandingkan mesin ke mesin, [versi] baterainya kira-kira dua kali lipat dari model yang sama, kelas mesin diesel yang sama. Hal ini sebagian besar berkaitan dengan biaya teknologi baterai itu sendiri. Biayanya akan turun, tapi saya tidak tahu apakah biayanya akan mencapai [setara]-dengan mesin diesel.
“Ada peningkatan kebutuhan [untuk mesin baterai] di pasar AS. Kebutuhan ini akan terus meningkat,” prediksinya. Namun saat ini, mereka masih merupakan alat khusus. “Saya pikir akan selalu ada tempat untuk mesin diesel, tapi saya juga berpikir akan selalu ada tempat untuk mesin baterai. Saya hanya berpikir saat ini, dengan biaya yang jauh lebih mahal dan keterbatasan waktu pengoperasian, mereka tidak akan menyalip mesin diesel dalam waktu dekat.”
