Hybrid-Antrieb Hybrid-Antriebskonzepte für Minenfahrzeuge steigern Effizienz

Um den Abbau von Rohstoffen im Untertage-Bergbau zu optimieren, entwickelt Siemens neue Antriebskonzepte für Minenfahrzeuge: Ein Hybridantrieb soll den Diesel-mechanischen Antrieb ersetzen. Seit Mitte 2017 laufen dazu in Australien erste Testversuche.

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Schwindende Mineralvorkommen und der damit notwendige Abbau in immer größeren Tiefen machen den Untertage-Bergbau zunehmend anspruchsvoller. Vor allem, wenn Abbaumengen nicht nur stabil gehalten, sondern im Idealfall gesteigert werden sollen. Als Konsequenz grundsätzlich größere oder mehr Maschinen einzusetzen, wäre jedoch der falsche Weg, meint Philipp Reupold, Leiter für Global Sales for Mobile Mining bei Siemens „Die Anzahl an Fahrzeugen pro Mine und die installierte Leistung von Dieselantrieben sind abhängig von der Minengröße sowie deren Kühlungs- und Belüftungssystem“, erklärt Reupold. Siemens verfolgt daher eine andere Strategie: Elektrifizierung in der Antriebstechnik von Minenfahrzeugen.

Jedes Rad wird von eigenem Motor angetrieben

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Um die Produktivität von Minenfahrzeugen zu steigern, entwickeln Siemens-Ingenieure derzeit elektrische Antriebssysteme für den Untertage-Bergbau. Alle hier zum Einsatz kommenden Komponenten wie Stromrichter und elektrische Maschinen sind bereits in vielen Mining-Applikationen in Verwendung. Das neue Antriebssystem wird erstmals in einem Lastwagen verbaut, der bis zu 60 Tonnen laden kann. Dabei wird jedes der vier Räder von einem eigenen Motor angetrieben, wodurch sich Drehzahl und Zugkraft an jedem Rad unabhängig regeln lassen.Weitere Funktionen wie eine Schlupfregelung sind möglich. Erste Tests des Fahrzeugs laufen seit Mitte 2017 in Australien – zunächst an der Oberfläche, dann unterirdisch.

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Fahrzeuge mit dieselelektrischen Antrieben sind im Vergleich zu Fahrzeugen mit dieselmechanischen Antrieben schneller, da die elektrischen Komponenten effizienter arbeiten. In der Folge fallen die Taktzeiten kürzer aus – in der gleichen Zeit kann mehr Material transportiert werden. Zum anderen sind dieselelektrische Systeme wartungsarm. Nach Schätzung der Siemens-Experten sollen sich die Ausgaben für Wartung und Services mit den neuen Antriebssystemen um bis zu 15 Prozent senken lassen. Damit reduzieren sich auch die Kosten für den Mineralienabbau um circa zehn Prozent pro Tonne Mineralgestein. Weitere Vorteile sind nach Unternehmensangaben die geringere Geräusch- und Emissionsbelastung sowie Hitzeentwicklung, die Rückgewinnung von Bremsenergie für den Elektroantrieb und die genaue Regelbarkeit des Drehmoments.

Im Moment liegt der Fokus der Ingenieure auf Lösungen für Lastfahrzeuge. Jedoch plane man laut Reupold bereits, das System auch bei Haldenladefahrzeugen anzuwenden. Sein Fazit: „Die Integration von dieselelektrischen Antrieben in Untertage-Bergbau-Equipment kann als erster Schritt in Richtung vollständiger Elektrifizierung des Untertage-Bergbaus gesehen werden.“

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