Medan de viktigaste framstegen inom jordbruksutrustning under det senaste decenniet har fokuserat på att utveckla precisionsjordbruk, ingenjörer har inte suttit sysslolösa, förväntar sig att tekniken ska göra allt arbete. Utrustningstillverkare runt om i världen experimenterar med sätt för elektrisk utrustning att förbättra traktorer och redskap.

"Elektrifiering kommer – om vi kan ta reda på hur vi ska hålla priset nere, säger Tim Stombaugh, en Extension professor i automationsteknik för maskinsystem vid University of Kentucky. "Det är mer effektivt, är tystare, kräver mindre underhåll, är mer kontrollerbar, och är potentiellt säkrare och lättare.”

Det pågår två huvudexperiment på hur elkraft kan användas:ett för dieselelektriska traktorer och ett för batteridrivna traktorer.

Dieselelektriska traktorer

Redan 2001, Fendt och AGCO började intensivt undersöka hur elkraft som genereras av en elektrisk traktor kunde överföras till ett redskap. Under 2013, resultatet av det arbetet visades upp för första gången när Fendt presenterade traktorn X Concept på Agritechnica.

X Concept drivs av AGCOs fyrcylindriga dieselmotor Power. Den kompakta designen av motorn gör att traktorn kan rymma de nödvändiga komponenterna för den elektriska tekniken, inklusive en högpresterande generator, kraftelektronik, ledningar, och specialvärmeväxlaren.

De elektriska systemen inom X Concept – kallad Powerbus – kan ge upp till 174 hk. till redskap genom ett kompakt eluttag. Systemet ger också ström till den interna traktorn, inklusive den elektriska fläktdriften och kylvätskepumparna.

För att se hur den här prototypen skulle kunna fungera på gården, Fendt behövde också utveckla en högspänning, elektriskt driven redskap. Två år sedan, Fendt introducerade en annan prototyp:en elektriskt driven roterande räfsa kallad Former 12555 X.

”Vi är övertygade om att el kommer att användas mer och mer inom jordbruket. Detta är ett exempel från Fendt, säger Stephan Bea, chef för försäljningsteknik på Fendt.

Varje rotor på räfsan har en integrerad elektrisk drivning som drivs av Fendt X Concept-traktorn. Vridmomentmotorerna är integrerade i varje rake socket, eliminerar behovet av separata bostäder, växellåda, eller lager.

Eftersom varje motor regleras oberoende, du kan variera hastigheten på varje rotor. Till exempel, du kan vrida de främre rotorerna snabbare än de bakre. Rotorernas hastighet är inte heller längre beroende av motorn eller traktorns hastighet. Detta gör det lättare att reagera snabbt på olika grödor.

"Den eldrivna rakan fungerar bra under olika förhållanden, och den klarade flera fälttester under de senaste två åren, säger Benno Pichlmaier, AGCO.

Förutom att arbeta på sina egna redskap, AGCO arbetar också med externa partners inom andra nyckelområden, inklusive hö, sådd, växtskydd, och skörd.

Eftersom det finns en låg efterfrågan på denna teknik, Pichlmaier medger att det inte finns något behov av en snabb lansering. "Nuvarande mekaniska och hydrauliska system kommer att finnas kvar under lång tid, " han säger.

Dock, han tror att elkraftssystem kommer att spela en mer och mer betydelsefull roll. "Vi är övertygade om att elektrisk kraft kommer att användas för speciella kombinationer av traktor och redskap i framtiden, ” säger Pichlmaier.

Batteridrivna traktorer

AGCO är inte den enda stora OEM som arbetar med hur elektrisk kraft kan användas i jordbruksutrustning. I slutet av 2016 John Deere introducerade en prototyp för en helelektrisk traktor. Smeknamnet SESAM (hållbar energiförsörjning för jordbruksmaskiner), den batteridrivna traktorn har alla funktioner och egenskaper som en vanlig traktor, ändå erbjuder det fördelarna med elektrifiering.

Traktorn är modellerad på John Deeres traktorer i 6R-serien. Två elmotorer driver en anpassad DirectDrive-transmission, ger 174 hk. med kontinuerlig effekt och toppeffekt på 400 hk. En motor driver drivlinan; den andra motorn används för kraftuttaget och tillbehören. Om nödvändigt, båda motorerna är sammankopplade för att ge full effekt för körning eller för kraftuttag och hydrauliskt arbete.

En batteriladdning räcker i upp till fyra drifttimmar i blandade lägen eller för 34 mils resor. Batteriet tar tre timmar att ladda och kan laddas upp till 3, 100 gånger.

När maskinen går på tomgång, det finns inga energiförluster. SESAM-traktorn är utsläppsfri och går med lägre ljudnivå än traditionella traktorer.

Enligt ett pressmeddelande från John Deere, traktorn är en grundläggande komponent i John Deeres vision om framtida autonoma energigårdar. "John Deere helelektriska traktorn designades och skapades för att hjälpa till att utvärdera genomförbarheten av en sådan traktor och för att visa John Deeres avancerade, innovativ expertis och kapacitet för att producera en batteridriven traktor för jordbruksbruk, ”, stod det i releasen.

Framtida applikationer

För fältarbete, Stombaugh tror att Fendts elektrifieringslösning kommer att vara praktisk mycket tidigare än batterilösningen.

"Längd livslängd är den primära begränsningen för att köra traktorer med batteriteknik, " han säger. "Traktorerna får inte de timmar som vanligtvis behövs för att köra en hel dag, så du måste stanna och ladda om."

Dock, batteriteknik är ett område som ständigt förbättras, så nya batterier som är mindre och håller längre kan göra batteridrivna traktorer mer genomförbara, påpekar Stombaugh.

Dessutom, batteridrivna traktorer skulle kunna fungera bra i andra jordbrukstillämpningar, till exempel för en sysslatraktor som bara används några timmar om dagen för att mata boskapen.

"Problemet är kostnaden. Det är avvägningen, " han säger. "Det finns applikationer där batteriteknik kan vara bättre lämpad, men är du villig att spendera pengar på det?”

Att sänka priset kommer att vara en av de främsta begränsande faktorerna för att introducera mer elektrisk utrustning i jordbruket.

"De elektriska motorerna som används måste vara specialiserade för ag-tillämpningar, så de måste kunna ta emot damm och tåla ett brett temperaturintervall, ” konstaterar Stombaugh. "Att utveckla den tekniken och göra den tillgänglig till en större volym med en rimlig prisnivå kommer att ta ett tag att mogna."