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TUMtrac: Dieser Traktor steht unter Strom!

Mit dem spektakulären Projekt wollen Studierende der TU München beweisen, dass sich auch Traktoren elektrifizieren lassen - und legen ein modulares Konzept mit Wechselakku vor, zugleich Gegengewicht.

Mach Dich vom Acker, Diesel! Der TUMtrac will die Elektrifizierung der Landwirtschaft lancieren und aufzeigen, wo sich Strom geben lässt. | Foto: TUM
Mach Dich vom Acker, Diesel! Der TUMtrac will die Elektrifizierung der Landwirtschaft lancieren und aufzeigen, wo sich Strom geben lässt. | Foto: TUM
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Johannes Reichel

Forschende der TU München haben ein Elektro-Traktorkonzept namens TUMtrac entwickelt, mit dem man die Möglichkeiten der Elektifizierung der Landwirtschaft aufzeigen will. Das Ergebnis des Projekts soll jetzt auf der Fachmesse Agritechnica (12.-18. November) in Hannover vorgestellt werden. Elektrotraktoren spielten eine wichtige Rolle bei der Ausschöpfung des wirtschaftlichen und ökologischen Potenzials moderner landwirtschaftlicher Betriebe, argumentieren die TU-Studierenden.

Man habe sich die Frage gestellt, welche landwirtschaftlichen Tätigkeiten mit Elektrotraktoren durchgeführt werden können und ob es einen Business Case gibt. Derzeit gebe es jedoch nur eine Handvoll batteriebetriebener Elektrotraktoren, von denen man lernen könne, so die Erkenntnis des Teams. Das im April 2023 an der Technischen Universität München gestartete Projekt hat das Ziel, eine Simulationsplattform für die Entwicklung von Elektrotraktorenkonzepten zu entwickeln. Dabei konzentriert sich das Team auf kleine bis mittlere Traktoren, wie etwa im Obstanbau verwendet.

„Wir sehen die Möglichkeit der Elektrifizierung vor allem bei Traktoren, die zwar viele Arbeitsstunden abzuleisten haben, dabei aber konstante Leistung liefern müssen. Hier sind die Hopfenernte oder das Pflücken von Früchten ideale Beispiele. Unser Traktor-Baukasten soll dank seines modularen Aufbaus ganz unterschiedliche Traktorenkonzepte simulieren und bewerten können“, erklärt Korbinian Götz, Projektleiter des Forschungsprojekts am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik der TUM laut dem Branchenportal gabot.

Ab 1.000 Betriebsstunden pro Jahr sollen sich Traktoren, die mit dem Baukasten konstruiert werden können, besonders gut eignen.

Modulares Konzept mit Wechselakku

Besonderheit am TUMtrac ist das modulare Konzept und der Aufbau, der je nach Anwendung anpassbar ist. Der auf der Messe ausgestellte Funktionsträger stellt dar, wie ein Gesamtkonzept später aussehen könnte. Eine einheitliche Bodengruppe bildet die Basis des Traktors. Diese wird durch einen Wechselakku ergänzt, der je nach Aufgabenfeld vorne oder hinten auf dem Fahrzeug zu positionieren ist. Damit hat der Akku eine Doppelrolle: Als Stromquelle und zudem als Gegengewicht für Anbauten wie Mähwerke oder Schneepflüge. 

Vorteil: Der Wechselakku drückt das Fahrzeuggewicht, weil er kleiner als ein festverbauter Akku sein kann und somit nur der Strom mitgeführt wird, den es braucht. Außerdem können die Akkus auch mobile Powerbank dienen. Strom, den die Landwirtinnen und Landwirte etwa über Photovoltaik oder Windkraft erzeugen lässt sich so speichern und für den Einsatz verwenden.

„Was im Pkw-Bereich aktuell noch eine Randerscheinung ist, können wir im Agrarsektor gezielt für die Auslegung unseres Traktorensystems nutzen. Der Wechselakku kann landwirtschaftlichen Betrieben durch mehr Flexibilität bei der Anwendung einen echten Mehrwert bieten“, wirbt Prof. Markus Lienkamp, Leiter des Lehrstuhls für Fahrzeugtechnik an der TUM.

    Aussagen in diesem Video müssen nicht mit der Meinung der Redaktion übereinstimmen.

    Soft- und Hardware zusammen gedacht

    Neben der Hardware fokussierte sich das Forschungsteam auf die Entwicklung einer ins Gesamtkonzept integrierten Software. Damit sollen sich nach Eingabe der gewünschten Anforderungen unterschiedliche Traktorkonzepte auf ihre Wirtschaftlichkeit für den Agrarbetrieb bewerten lassen, eine Art Simulation. So wolle man der immer komplexeren Arbeitsrealität in der Landwirtschaft Rechnung tragen, in der wandelnde Rahmenbedingungen mehr Flexibilität bei den Gerätschaften erforderlich machen. Hier könnte der TUMtrac einen Beitrag zur Dekarbonisierung im Agrarsektor leisten – und das global, so der Anspruch.

    Erst die Daten, dann das Konzept

    Basierend auf empirischen Daten entwickelt man zunächst neuartige Traktorkonzepte, die auf einen bestimmten Anwendungsfall zugeschnitten sind. Anschließend führen die Studierenden eine ganzheitliche Kostenanalyse durch, um das wirtschaftliche Potenzial im Vergleich zu einem konventionellen Dieseltraktor zu quantifizieren.

    Bisherige Hemmnisse:

    • Hohe Investitionskosten: Die derzeitigen Lösungen für Elektrotraktoren sind teuer und erfordern zusätzliche Investitionen in die Infrastruktur.
    • Hohe Spitzenbetriebsstunden: Landwirte benötigen eine hohe Batteriekapazität und ständige Verfügbarkeit, um landwirtschaftliche Arbeiten durchführen zu können.
    • Integration in die landwirtschaftliche Infrastruktur: Den Betrieben fehlen die Infrastruktur und ganzheitliche Energielösungen, um das Potenzial der Elektrifizierung zu nutzen.

    Das Projekt startete erst im April 2023 und gipfelt in der Vorstellung des TUMtrac auf der AGRITECHNICA im November 2023, der weltweit führenden Landmaschinenmesse. Hier wollen die Verantwortlichen die grundlegenden Funktionen eines elektrischen Antriebsstrangs vorstellen. Man ist auch noch auf der Suche nach Partnern, die bei der weiteren Forschung und Entwicklung der nächsten Generation des TUMtrac unterstützen.

    Welche Bedürfnisse Landwirte haben

    Die Bewertung der Traktorkonzepte erfolgt anhand von drei Schritten Bedürfnisse und Eigenschaften der Landwirte Quantitative und qualitative Daten sind Eingabedaten, z.B. Betriebsgröße, Bodenart, Netzinformationen und Kulturarten. In einer Simulationspipeline werden Entwürfe erstellt und das beste Konzept evaluiert. Die Entwürfe können theoretisch und experimentell an einem Hardware-Demonstrator getestet werden. Auf der Grundlage von Simulationen und Hardware-Prototyping werden die am besten geeigneten Konzepte für den gewünschten Anwendungsfall des Landwirts umgesetzt.

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