KOMATSU HYBRIDBAGGER. HB215LC Hybridbagger in Europa

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1 KOMATSU HYBRIDBAGGER HB215LC Hybridbagger in Europa

2 1 KOMATSU HYBRIDBAGGER 2 HB215LC-1 Hybrid Hydraulik-Bagger Die Kraftstoffpreise werden weiter steigen... HB215LC Hybridbagger in Europa - KOMATSU nimmt bei Bagger-Technologie und im Umgang mit der Umwelt die Führungsrolle ein. - Die jüngste Generation von Hydraulikbaggern konzentriert sich auf die Berücksichtigung des Umweltaspektes sowie eine tatsächlich erbrachte hohe Leistung. - Die Reduzierung von NOx und CO2 Emissionen durch drastische Kraftstoffeinsparung schont sowohl unser aller Umwelt als auch den Geldbeutel unserer Kunden. - Komtrax zusammen mit dem fortschrittlichen ICT unterstützen Fahrer und Eigentümer beim richtige Einsatz der Maschine und der Reduzierung der Betriebskosten.

3 1 KOMATSU HYBRIDBAGGER 2 Warum wurde diese Maschine entwickelt? CO2 Emissionen während der gesamten Lebensdauer einer Maschine Die Kraftstoffpreise werden weiter steigen... Rohölpreisentwicklung in den letzten 30 Jahren (US$ / Barrel) Quelle: Financial Forecast Centre Anteil der CO2 Emissionen während gesamter Lebensdauer [%] Entsorgung 0,4% Gemeinde Mitarbeiter Herstellung 8,1% Globale Erwärmung Temperaturanomalität ( C) Vorraussage für August ,1 US Dollar Herstellung Betrieb 91,5% Rohölpreisentwicklung in den letzten 12 Monaten (US$ / Barrel) 97,97 +35% Gebrauchte Maschinen Personal Kunde Entsorgung Betrieb Quelle: FT

4 3 KOMATSU HYBRIDBAGGER 4 Wie stark trägt ein HB215LC-1 Hybridbagger zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei? CO2 Emissionen (PC210 im Vergleich zu einem PKW) (Bau- und Gewinnungsmaschinen) CO 2 Emissionen/Maschine Hybridantrieb Batterie und Kondensator BATTERIE Große Energiemengen sind nur schwierig bereitstellbar, weil elektrische Energie chemisch gespeichert wird KONDENSATOR Große Energiemengen effektiv nutzbar, da Ladung/Entladung über Bewegung von Elektronen und Ionen geschieht Kraftstoffverbrauch 17 (l/h) Betriebsstunden/Jahr (h) Kraftstoffverbauch/Jahr (l) CO 2 Emissionen/ 1 Liter Diesel 2,62 (kg/l) CO 2 Emissionen /Jahr (kg) (PKW) CO 2 Emission/PKW Durchschnittl. Kraftstoffverbrauch 6 (l/100km) Gefahrene km/jahr (km) Kraftstoffverbrauch/Jahr 360 (l) CO 2 Emissionen/1 Liter Diesel 2,62 (kg/l) CO 2 Emissionen/Jahr 943 (kg) ENERGIERÜCKGEWINNUNG HITZE BATTERIE Vorteile des Kondensators: HITZE ELEKTRISCHER ANTRIEB PKW KONDENSATOR ELEKTRISCHER ANTRIEB BAUMASCHINE ENERGIERÜCKGEWINNUNG Berechnung der Abgase von Baumaschinen CO 2 Emissionen (PC200) CO 2 Emissionen (PKW) : = 70,8 HYBRIDBAGGER = 66 PKW (28% REDUZIERUNG) 1. Wartung unnötig, da keine Alterung durch chem. Reaktionen 2. Schnelle Aufl adung möglich, da Laden/Entladen über Bewegung von Elektronen und Ionen geschieht

5 5 KOMATSU HYBRIDBAGGER 6 Energiefluss beim Hybridbagger Überblick über Komatsu Hybrid Layout und Komponenten Schwenken des Oberwagens Zusätzliche elektrische Energie bei Beschleunigung ELEKTROMOTOR ZUM SCHWENKEN Gewinnt Energie, wenn Schwenkbewegung abgebremst wird UMRICHTER KONDENSATOR Effi ziente und sofortige Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie GENERATOR Nutzt elektrische Energie aus Kondensator, wenn Motordrehzahl steigt MOTOR 1. Kondensator 2. Umrichter 3. Elektrischer Schwenkmotor/ Schwenkgenerator 4. Verbrennungsmotor 5. Generator / Motor 6. Hauptpumpe SCHWENKBEWEGUNG IST ESSENTIELLFÜR HYBRIDANTRIEB

6 7 KOMATSU HYBRIDBAGGER 8 Kraftstoffverbrauch Hybrideffekt Technischer Hintergrund Reduzierter Kraftstoffverbrauch 100% 80% 60% 40% 20% Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu Standardmaschinen (Schätzung des Marktmittels*) Um 25% reduziert Im Einsatztest real gemessene Daten Um bis zu 41% reduziert RealeTestergebnisse des PC200-8 Hybridbaggers Aufschlüsselung des Reduktionseffekts (90 Grad LKW-Beladen) 100% HYBRID System Elektrischer Schwenkantrieb Motorunterstützung Rückgewinnung Schwenkenergie Geringer DrehzahlbereichElektrischer Variable Motorregelung Variab. Leistungsaufnahme Pumpe Geringe Motordrehzahl (700 U/min) Optimaler Kraftstoffverbrauch 0% PC200-8 Standardmaschine PC200-8 Hybridmaschine Unternehmen A (Erdbau) Unternehmen B (Hoch- und Tiefbau) Unternehmen C (Klärschlammaufbereitung) STD Maschine HYB Maschine * Werte nach Unternehmenskriterien geschätzt, basierend auf durchschnittl. Einsatz einer Bau- und Gewinnungsmaschine

7 9 KOMATSU HYBRIDBAGGER 10 Einsatzarten für Hybridbagger - Je geringer die Schwenkdistanz, desto geringer die elektrische Energierückgewinnung - Je höher die Last, desto geringer die Wahrscheinlichkeit geringer Motordrehzahlen Motorlast BESTENS FÜR HYBRID! geeignet - Verladen von losem Material - Materialumschlag Über 35% Kraftstoffersparnis möglich! Wechselnd hohe/niedrige Last Konstant hohe Last abhängig vom Einsatz klein abhängig vom Einsatz ungeeignet -Allgemeiner Erdbau -Verladen von großen Steinen Schwenkdistanz groß geeignet abhängig vom Einsatz ACHTUNG! ungeeignet - Graben in hartem Stein - Abbruchschere gering Arbeitslast hoch Betrieb Maschine & Einsatzart nicht Hybrid geeignet gering Allgemeiner Erdbaueinsatz Abbruch Marktdurchschnitt Hybrid geeignet Schwenkfrequenz Verladen von losem Material Materialumschlag Verladen von gesprengtem Fels BEI HYBRIDMASCHINEN HÄNGT DIE KRAFTSTOFFERSPARNIS AB VON: SCHWENKFREQUENZ UND ARBEITSLAST hoch Große Auswirkung auf Kraftstoffverbrauch

8 11 KOMATSU HYBRIDBAGGER 12 Betrieb: Auswirkung auf Kraftstoffverbrauch ICT und Komtrax [Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs nach Betriebsart] Ersparnis durch Hybridsystem Ersparnis durch Hybridsystem Ersparnis durch Hybridsystem Ersparnis durch unteren Drehzahlbereich Ersparnis durch unteren Drehzahlbereich Ersparnis durch unteren Drehzahlbereich STD Maschine HYB Maschine STD Maschine HYB Maschine STD Maschine HYB Maschine DURCHSCNITT 25% GERINGE AUSWIRKUNG KEINE AUSWIRKUNG

9 13 KOMATSU HYBRIDBAGGER 14 Fahrer-Unterstützungs-Funktionen für effizienteres Arbeiten Vergleich der Maschinenkonfiguration Monatlicher Kraftstoffverbrauch Komatsu PC210LC-8 Komatsu HB215LC Stündlicher Kraftstoffverbrauch Energie Anzeige Typ Motorleistung Betriebsgewicht Stiellänge Hubkraft Löffelvolumen PC210LC kw kg (600 mm Bodenplatten) mm 3900 kg (Standebene/6m Reichw.) 1,47 m³ (1,2 t/m³) Typ HB215LC Motorleistung 104 kw + Kondensator Betriebsgewicht kg (600 mm Bodenplatten) Stiellänge mm Hubkraft 3600 kg (Standebene/6 m Reichw.) Max. Löffelvolumen 1,35 m³ ( 1,2 t/m³) Der Fahrer kann die kürzliche Entwicklung des Kraftstoffverbrauches und den Energiefl uß zwischen den Hybrid-Komponenten überprüfen.

10 15 KOMATSU HYBRIDBAGGER 16 Hauptbaugruppen: Motor Hauptbaugruppen: Exkurs Ruhedrehzahl Komatsu PC210LC-8 Komatsu HB215LC 6 Zylinder Dieselmotor, gemäß EU Stufe 3A Motorleistung 116 kw (ISO 14396) 4 Zylinder Dieselmotor SAA4D107E-1, gemäß EU Stage 3A (bei schwerer Last) durch Kondensatorleistung unterstützt Motorleistung 104 kw (ISO 14396) PLUS Kondensatorleistung ~ 30 kw

11 17 KOMATSU HYBRIDBAGGER 18 Hauptbaugruppen: Schwenkantrieb Fahrerkomfort: Bedienkonzept Komatsu PC210LC-8 Komatsu HB215LC Komatsu PC210LC-8 Komatsu HB215LC Vollhydraulischer Schwenkantrieb, direkt von Hydraulikpumpen angetrieben Vollelektrischer Schwenkantrieb, über Umrichter durch Kondensatorleistung angetrieben Beim Abbremsen wird Energie zurück in den Kondensator gespeist. Schiebetaster zur Proportionalsteuerung des Anbaugeräts serienmäßig Joysticks ähnlich zu Serie 7 (Aussehen/Größe) Nur Kippschalter (an/aus), keine Modulation Schwergängiger als Standard-Joysticks beim PC210-8 Geringfügig schwerer als bei PC600/800

12 19 KOMATSU HYBRIDBAGGER 20 Hybrid HB215LC-1 vs. PC210LC-8 Globaler Absatzplan für Hybridmaschinen FC Da sie die aktuellen Anforderungen weltweit erfüllen und die Wett-bewerber dank ihrer hohen Entwicklungsgeschwindigkeit in den Schatten stellen werden, werden Hybrid-maschinen bald zu den Hauptprodukten von Komatsu gehören.

13 21 KOMATSU HYBRIDBAGGER 22 Motorabstimmung im unteren Drehzahlbereich Motorabstimmung im unteren Drehzahlbereich (1) Joystick in Neutralstellung Wenn autom. Drehzahl-rückstellung aktiviert ist, wird Motordrehzahl auf 700 U/min abgesenkt. (2) Einsatz Arbeitsausrüstung Der Hybrid-Controller sendet Befehle an Pumpen- und Motorsteuereinheit, damit die Drehmomentaufnahme der Pumpe, abhängig von Hubweg und Schaltmuster der Bedienhebel sowie Pumpeneinstellung und aktueller Motorleistung, auf das Motordrehmoment abgestimmt wird. Der vom Hybrid-Controller berechnete Abstimmungspunkt variiert je nach Last, so dass er sich auf der optimalen Abstimmungskurve verschiebt, damit nur die jeweils benötigte Motorleistung geliefert und so Kraftstoff gespart wird. Wird dann volle Motorleistung benötigt, liegt der Abstimmungspunkt - je nach Betriebsart - beim Maximum P oder E. Zur Verdeutlichung, siehe Diagramm oben. (3) Joystick in Neutralstellung (bis Kondensator komplett geladen) Wird Joystick für Arbeitsausrüstung schnell betätigt und volle Kraft benötigt, liefert Generatormotor zusätzliche Leistung Sobald sich Joystick wieder in Neutralstellung befi ndet, wird Motordrehzahl auf 1160 U/min abgesenkt und Generatormotor lädt Kondensator auf, danach weitere Absenkung auf 700 U/min (keine weitere Aufl a- dung).

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