In einem Steinbruch in Biel Schweiz befindet sich momentan im Auftrag eines Schweizer Zementwerks das größte rein elektrisch betriebene Fahrzeug der Welt. Es ist ein Muldenkipper mit einem Leergewicht von 45 Tonnen und transportiert bis zu zwanzig Mal am Tag eine Ladung von 65 Tonnen Gestein, ohne Aufladen des Akkus.
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Der Aufbau des eDumpers
Der umweltfreundliche Muldenkipper mit dem Namen eDumper wurde von Kuhn Schweiz und Lithium Storage zusammen mit der Berner Fachhochschulen, der NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs und der Empa entwickelt und gebaut. Dazu wurde der Dieselantrieb eines Komatsu HD 605-7 auf einen Elektroantrieb umgerüstet.
Ein 4,5 Tonnen schwerer 700-kWh-Akku – sieben Mal größer, als der eines Tesla Model S – treibt den neuen Elektromotor an, welcher ein Drehmoment von bis zu 9500 Nm erreicht.
Noch nie zuvor wurde ein so großer Akku in ein Fahrzeug eingebaut, weshalb genau auf die Brandsicherheit geachtet wurde. Der Akku besteht aus vier Zellen, die so voneinander abgetrennt sind, dass es unter keinen Umständen zu einer Kettenreaktion kommen kann.
Sollte beim Bremsen die Bremskraft des Hauptmotors nicht ausreichen, so wird mit einem zweiten kleineren Elektromotor nachgeholfen, der eine Hydraulikpumpe betreibt. Diese betreibt abgesehen von den Hilfsbremsen außerdem noch das Kippsystem und die Servolenkung des eDumpers.
eDumper: Aufladen durch Rekuperation
Beim eDumper wird das Prinzip der Rekuperation (Energierückgewinnung) ausgenutzt. Beim Bremsen entsteht Wärme und bei größeren, schwereren Fahrzeugen umso mehr. Anstatt die beim Bremsen entstehende Energie als Wärmeenergie verpuffen zu lassen, wirkt der Motor beim Ausrollen selbst als Generator, bremst das Fahrzeug und erzeugt bis zum Stillstand Strom, welcher wieder im Akku gespeichert wird.
Allein die Rekuperation genügt allerdings nicht aus, um endlos lang fahren zu können. Um das möglich zu ermöglichen, fährt der Muldenkipper voll beladen – also mehr als doppelt so schwer – ein Gefälle bergab und erzeugt dabei theoretisch auf der gesamten Strecke mehr Energie, als benötigt wird, um auf dem Rückweg das Gefälle unbeladen wieder hinaufzukommen.
Auf diese Weise entsteht pro Tag 200 kWh überschüssiger Strom, welcher in das Netz eingespeist werden könnte.
In der Realität sieht das aber leider noch ganz anders aus: Der eDumper muss aufgeladen werden und speist keinen Strom ins Netz. Er verbraucht dank Rekuperation allerdings auch nur wenig Energie und ist um einiges effizienter als ein Muldenkipper mit Dieselmotor. So spart er circa 50.000 Liter Diesel im Jahr und somit werden auch 130 Tonnen weniger CO2 pro Jahr an die Umwelt abgegeben.
Bei zehn Jahren Einsatz, wie es geplant ist, beträgt das CO2-Ersparnis 1300 Tonnen und das gesparte Volumen an Diesel beträgt 500.000 Liter. Aufgrund der niedrigeren Betriebskosten macht er sich nach diesem Zeitraum bezahlt, auch wenn er doppelt so teuer ist wie ein üblicher Kipplader mit Dieselmotor.
Einsatzbereiche des eDumper
Der eDumper ist jedoch nicht universell einsetzbar. Das beinahe ladefreie Fahren funktioniert nur dort, wo beladen bergab und unbeladen bergauf gefahren werden muss. Wenn beispielsweise die umgekehrte Situation gegeben wäre, würde die gewonnene Energie nicht ausreichen, um den Kipper noch einmal bergauf zu befördern.
Elektrische Muldenkipper gibt es jedoch schon länger. Diese sind Hybriden und beziehen ihren Strom aus Oberleitungen und werden dort, wo es keine Oberleitungen gibt, mit Dieselmotor angetrieben.
