Jak twierdzą inżynierowie R&D jednego z największych w Polsce producentów maszyn i urządzeń dla sektora górniczego – firmy KGHM Zanam S.A., pojazdy elektryczne mają poprawić warunki pracy górników poprzez zwiększenie sprawności napędów, a także ograniczenie emisji ciepła oraz spalin. Firma jako spółka córka jednego z największych producentów miedzi i srebra rafinowanego na świecie – KGHM Polska Miedź S.A. pracuje obecnie nad pojazdami z napędami elektrycznymi. Jednym z nich jest terenowy pojazd górniczy ZANPER 2.0, który może przewozić 14 osób, w tym także poszkodowanych w wyniku wypadków górniczych. Dodatkowo można używać go również do transportu różnego rodzaju materiałów. ZANPER 2.0 ma 1,4 tony ładowności i przeznaczony jest do pracy w kopalniach niezagrożonych wybuchem.

Pojazd jest w 100% elektryczny, napęd główny zrealizowano w oparciu o synchroniczny silnik elektryczny z magnesami trwałymi o wysokiej gęstości mocy BOSCH serii SMG220 (w prototypie SMG180),  poprzez ważący jedyne 10 kg inwerter INVCON3.3 zasilany z prosto z baterii 400 V. Odzyskuje on energię elektryczną (rekuperacja) przy stromych kopalnianych zjazdach oraz podczas hamowania, a ze względu na możliwość osiągania przez silniko-generatory BOSCH SMG220 wysokich prędkości obrotowych, jego napędowa linia transmisyjna została wyposażona w przekładnie Rexroth serii eGFZ9125 (w prototypie EDT180).

Projekt tego elektrycznego pojazdu był współfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, a jego podwozie i nadwozia to autorska konstrukcja inżynierów spółki, co otwiera drogę do uruchomienia jego produkcji seryjnej. Pojazd przeszedł testy, przepracował 273 dni i przejechał 8500 km w podziemnych warunkach kopalni KGHM, gdzie był wykorzystywany w codziennej pracy jako samojezdny wóz transportowy z napędem elektrycznym, udowadniając tym samym swoją funkcjonalność i zasadność dalszego rozwoju w tym kierunku.

Warunki w kopalniach KGHM są bardzo trudne, wręcz ekstremalne, co dało również możliwość sprawdzenia komponentów służących do elektryfikacji maszyn mobilnych firmie Bosch Rexroth. Wywodzący się z automotive silniko-generator BOSCH SMG220 o mocy znamionowej 120 kW posiada stopień ochrony IP 6K9K i wysoką odporność mechaniczną na wibracje oraz na udar do 51 G.

Elektryczny pojazd ZANPER 2.0 to nowa jakość oraz obiecująca wizja przyszłości, z tego powodu producenci maszyn górniczych intensywnie pracują nad rozwiązaniami bateryjnymi, wykorzystując dynamiczny rozwój technologii w tym obszarze. Zastosowanie mogą tu znaleźć między innymi podzespoły firmy Bosch Rexroth i rozwiązania z portfolio eLION do elektryfikacji tego typu pojazdów, które sprawdzają się nie tylko na powierzchni, ale przede wszystkim w tak wymagających warunkach, jakimi są podziemia kopalni. Portfolio napędów elektrycznych Bosch Rexroth opracowane jest z myślą o zastosowaniach w pojazdach roboczych o różnych rozmiarach, charakteryzuje się modułową i skalowalną konstrukcją. Moc znamionowa silników elektrycznych wynosi od 20 do 200 kW (moc szczytowa – ponad 400 kW). Aby umożliwić producentom pojazdów roboczych szybkie znalezienie znormalizowanych rozwiązań dla różnych typów napędów (np. w pełni elektrycznych, hybrydowych lub spalinowo-elektrycznych), oprócz silników elektrycznych i inwerterów oferta obejmuje również niezbędne komponenty systemowe, takie jak przetwornice DC/DC, ładowarki pokładowe i kable wysokiego napięcia.

Pojazdy ZANPER 2.0 na jednym ładowaniu, w warunkach górniczych, są w stanie przejechać do 200 km, a czas ładowania oscyluje w granicach 60–90 minut. Dyspozycyjność pojazdów utrzymuje się na poziomie 90%, co stanowi bardzo dobry wynik. Geneza nazwy maszyny wywodzi się od dwóch słów – ZANAM oraz amper. Jako w pełni elektryczny pojazd terenowy, bezemisyjny i ekologiczny doskonale wpisuje się w ramy transformacji energetycznej, zrównoważonego rozwoju i planów KGHM do osiągnięcia neutralności klimatycznej.

Artykuł opracowali:

mgr inż. Daniel Bajus – Z-ca Głównego Inżyniera ds. Zarządzania Projektami Działu Badań i Rozwoju

KGHM ZANAM S.A.
ul. Kopalniana 7
59-101 Polkowice
+48 76 749 91 65

mgr inż. Pawel Pandzierski – Elektronika Mobilna i Napędy eDRIVE

Bosch Rexroth Sp. z o.o.
ul. Jutrzenki 102/104
02-230 Warszawa
+48 22 738 18 65

Artykuł ZANPER 2.0 – nowoczesny pojazd transportowy KGHM Zanam z napędem elektrycznym pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Największym producentem miedzi na świecie, z udziałem 27% globalnej produkcji, jest Chile. 

Na terytorium Chile znajdują się dwie największe kopalnie miedzi na świecie: Escondida i Collahuasi. Inna chilijska kopalnia Sierra Gorda to najważniejsza inwestycja zagraniczna polskiego koncernu miedziowego KGHM.

Za Chile plasuje się kolejny kraj Ameryki Południowej – Peru, odpowiedzialne za 10 proc. światowej produkcji. Ogółem aż 15 z 20 największych kopalni miedzi znajduje się w Ameryce Południowej, Północnej i Środkowej.

Według danych z 2022 Polska znajdowała się na 13. miejscu pod względem wydobycia miedzi z 2-procentowym udziałem w światowej produkcji.

Rola miedzi w transformacji energetycznej

Technologie kluczowe dla transformacji energetycznej, takie jak pojazdy elektryczne, akumulatory, panele słoneczne i turbiny wiatrowe, wymagają znacznie więcej miedzi niż ich odpowiedniki oparte na paliwach kopalnych. Na przykład zużycie miedzi w pojazdach elektrycznych jest nawet 4-krotnie większe niż w samochodach spalinowych. 

Według Copper Alliance systemy energii odnawialnej mogą wymagać nawet 12 razy więcej miedzi w porównaniu do konwencjonalnych systemów energetycznych. W związku z tym oczekuje się, że przy szybkim wdrożeniu tych technologii na dużą skalę, popyt na miedź w wyniku transformacji energetycznej wzrośnie do 2030 r. o prawie 600 proc.

W miarę przyspieszania elektryfikacji transportu i dalszego rozwoju odnawialnych źródeł energii będzie rosnąć też presja na uruchomienie większej liczby kopalń miedzi.

Źródło: visualcapitalist.com

Artykuł Najwięksi producenci miedzi na świecie pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Jacek Sasin vs Polska Miedź pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.