JCB і водневе пальне: нова модель екологічно чистого екскаватора

Стaттi Технології

2 Вер 2020, 12:37

eye-icon

60

comment-icon

0

У липні британська компанія JCB повідомила про успішні випробування першого в світі екскаватора з принципово новим джерелом енергії. Двигун і прилади екскаватора JCB 220Х Hydrogen отримують електроенергію від водневих паливних елементів.

Випробування тривають

JCB 220Х Hydrogen – прототип майбутньої серійної машини. Він створений на базі широко відомого дизельного екскаватора JCB 220:

  • довжина JCB 220 – 9,5 м;
  • ширина – 2,9 м;
  • висота – 3,05 м;
  • колісна база має довжину 3,37 м.
JCB 220Х Hydrogen – прототип майбутньої серійної машини.

JCB 220Х Hydrogen – продовження політики компанії спрямованої на скорочення викидів вуглецю. До цього виробник налагодив випуск екологічно чистих електричних міні-екскаваторів JCB 19С-1Е і промислових навантажувачів JCB Electric Teletruk 30-19E.

Новий екскаватор оснащений кабіною з підігрівом і кондиціонером CommandPlus:

  • в якості шасі 20-ти тонного екскаватора використовуються гусениці шириною 813 мм;
  • максимальна глибина копання 6,71 м;
  • потужність електродвигуна 129 кВт.

При необхідності, короткочасно, зусилля відриву стріли може бути збільшено на 10% – для роботи у складних умовах. Для гарного огляду екскаватор оснащений камерою заднього виду.

За рік випробувань, які пройшов прототип нової землерийної машини, підтверджені всі розрахункові характеристики. Тривалість роботи від заправки до заправки і найкраща продуктивність машини будуть визначені після завершення випробувань.

Застосування водневих паливних елементів на спецтехніці з електроприводом зменшить залежність від зовнішніх джерел електропостачання. І тим самим буде сприяти її більш широкому використанню.

Після завершення випробувань екскаватор займе своє місце серед серійної продукції компанії. Голова JCB Лорд Бамфорд вважає, що освоєння водню як пального – це майданчик для створення в Сполученому Королівстві провідної світової галузі.

У чому головна новина?

Новинка оснащена приводом на паливних елементах. Про це розповімо докладніше.

Як працює водневий двигун

Іноді стосовно техніки на водневому пальному вживають термін “двигун на водні”. Однак, у будівельній техніці водень не є моторним пальним. Він лише служить джерелом протонів для особливого виду генератора. А електроенергія, яка виробляється генератором, приводить у роботу мотори екскаватора, навантажувача або іншої техніки.

Вільям Гров відкрив можливість отримання енергії за допомогою водню.

Можливість отримання електроенергії за допомогою водню 180 років тому відкрив відомий вчений з Англії Вільям Гров. Він виявив, що водень і кисень можна об’єднати в молекули води без горіння. При цьому вони будуть виділяти електрику і тепло. Вчений назвав прилад “газова батарея”. Через 111 років вже Френсіс Бекон розробив батарею, яка мала 40 паливних елементів і мала потужність 5 кВт.

Водневий паливний елемент діє наступним чином. На катод надходить кисень, а на покритий каталізатором анод – молекулярний водень. Він дисоціює – втрачає електрони. Ядра атомів водню (протони) проходять до катода крізь шар електроліту. А по зовнішній мережі туди ж рухаються електрони. Попутно вони запускають електроприлади, зокрема електродвигун. Потім, зустрівшись на катоді, електрони, протони і молекули кисню об’єднуються в молекули води.

Новинку швидко освоїли в США – з 1966 року вона забезпечувала електроенергією і водою такі космічні кораблі, як серія “Аполлон”, “Шаттл”, “Буран”.

Водневе пальне: плюси і мінуси

Один паливний елемнт дає напругу близько 0,7 В. Для отримання високої напруги їх об’єднують в масивні батареї. Водневі паливні елементи дуже екологічні: вони не виділяють парникові гази, на виході дають чисту воду, протидіють глобальному потеплінню. Друга важлива перевага водневих джерел живлення – ККД 22%, проти 13% у традиційних бензинових автомобілів.

До інших переваг водневих паливних елементів слід віднести:

  • безшумну роботу;
  • високий крутний момент на малих обертах, завдяки електродвигунам;
  • швидка заправка, майже так само, як заправка бензином або дизелем;
  • запас ходу вище, ніж у електромобілів;
  • тривалий термін служби;
  • стійкість до домішок у водні.

Однак, для широкого застосування водневого пального треба вирішити ряд завдань. Серед них:

  • отримання водню в необхідній кількості;
  • зберігання і транспортування водню;
  • зниження собівартості отримання водню.

Отримання водню

Знайомий багатьом ще зі шкільних дослідів спосіб видобутку водню – взаємодія металів із кислотою. Це шлях швидкий, не вимагає занадто дорогого обладнання. Однак, через високу вартість реагентів добування водню таким способом у промислових масштабах навіть не розглядається.

Найбільш маловитратними на одиницю об’єму водню методом зараз є конверсія метану водяною парою. Для цього природний газ стискають із зусиллям 190 кг/см2 і обробляють паром із температурою 800°С. Отриманий газ містить від 55 до 75% молекулярного водню. Але для цього методу потрібні громіздке, складне і вартісне обладнання – джерела тепла, компресори, апарати для розділення отриманої сировини на домішки і чистий Н2.

Міні-електростанція Toshiba H2One.

Найбільш простий і зручний спосіб – електроліз води. Наприклад, японський Toshiba H2One. Він застосовується на мобільній міні-електростанції. Для роботи вона отримує електроенергію від сонячних батарей, і за годину виробляє 2 м3 газоподібного водню, тобто близько 400 м.

Зберігання водню

У газоподібному вигляді Н2 тримають у металевих посудинах під тиском від 400 до 1000 атм. Якщо газу небагато, його зберігають у сталевих балонах ємністю до 50 л при температурі від – 50 до + 60°С і тиску 200 атм. Балон для 2 кг водню важить 33 кг.

Для зберігання 1 кг рідкого водню вистачить ємності 13,7 л і тиску 40 атм. Однак, температура при цьому повинна бути не вище, ніж – 158°С.

Вартість енергії

Вартість водню на заправці Shell у Німеччині становить 7,21 євро за кілограм.

Цього вистачає щоб проїхати на автомобілі 100 км. Споживання водневого авто відповідає середній витраті седана з бензиновим двигуном 1,6 літра. Якраз висока собівартість і стримує загальний перехід на водневу енергетику.

На сьогодні світ перебуває тільки на початку процесу освоєння нового джерела енергії. Тому є надія, що незабаром вдасться істотно його здешевити. Так, застосувавши нові матеріали і конструкції, питому вагу газових балонів можна знизити до 8-10 кг на 1 кг водню. Виробники спецтехніки вважають, що розвиток водневої енергетики зробить можливим навіть створення кар’єрного екскаватора з водневими паливними елементами.

Підпишись на нашу розсилку

Дайджест головних новин, презентації обладнання, огляди заходів і багато іншого.

*

* Ці поля обов'язкові для заповнення.

Залишити коментар:

Advertisement

Скреперы K-Tec

Матеріали по темі

Чому безпілотні вантажівки з'являться спочатку в кар'єрах

Чому безпілотні вантажівки з'являться спочатку в кар'єрах

Одна із задач для всіх галузей промисловості - створення рішень, що здатні забезпечити максимальну ефективність використання рухомого складу на гірничих підприємствах за рахунок сучасних засобів автоматизації. Першою галуззю, де це станеться, швидше за все буде видобуток корисних копалин шахтним способом та розробка кар'єрів, де автоматизація виробничих процесів іде на повну. Таку думку висловлюють у Volvo Autonomous Solutions.

19 Бер 2021, 16:35

eye-icon

77

comment-icon

0

Призначення, класифікація і технологія виробництва холодного асфальту

Призначення, класифікація і технологія виробництва холодного асфальту

Поява холодного асфальту на ринку стала справжнім відкриттям, яке істотно спростило роботу комунальних служб. Який ще матеріал дозволяє робити ямковий ремонт взимку без втрати властивостей? У цій статті прицільно вивчимо характеристики, склад, порівняємо плюси і мінуси, навіть порахуємо приблизні витрата.

4 Лют 2021, 12:14

eye-icon

65

comment-icon

0

Автомобільні дороги: про все і відразу. Класифікація, характеристики, основні принципи проектування та показники якості

Автомобільні дороги: про все і відразу. Класифікація, характеристики, основні принципи проектування та показники якості

За тисячі років існування призначення доріг не змінилося. Вони як і раніше використовуються для пересування транспорту і людей, з'єднують населені пункти та окремо розташовані об'єкти. Що ще ви знаєте про дороги? Пропонуємо не ходити колами, а заглибитися в дану тему і детально розглянути основні правила облаштування автомобільних доріг, поширені класифікації та головні показники якості.

3 Лют 2021, 16:20

eye-icon

101

comment-icon

0

Advertisement