Batteridriven autonom jordbruksmaskin : Simulering av maskinaktiviteter på en svensk gård

• In the project "Concept study battery-powered autonomous agricultural machine", an electric autonomous agricultural machine has been compared with a conventional diesel tractor by simulating all machine activities in a field on an organic dairy farm of 200 hectares during one year. Combine Harvesting was not included. The results show that it is possible to replace a conventional tractor (160 kW) with two autonomous battery-powered machines (36 kW motor, 113 kWh battery) with 15% lower costs. Even better, energy consumption was reduced by 58% and greenhouse gas emissions by 92% compared to diesel when energy consumption and greenhouse gas emissions from battery manufacturing were included. Furthermore local emissions were avoided and the sound pollution greatly reduced.  The major efficiency increase can be explained by the higher efficiency of electric power drivelines, and that the Swedish and Nordic electricity mix has very low greenhouse gas emissions and environmental impact. We also see that the weight of the conventional diesel tractor is more than four times the weight of the autonomous battery-powered, and that's only the tractor without any implements or payload. In the sensitivity calculations, changes in the cost of implements or driver / operator costs have the greatest impact on the total price. It is also important not to have a charger with low power, while the battery price does not have such big impact on the total cost. Continued research is needed to verify the theoretical simulation by building a test platform where knowledge can be gathered about the problems and opportunities in practical work - both in the field of battery-electric operation and autonomous driving.

• I projektet ”Konceptstudie batteridriven autonom jordbruksmaskin” har användningen av en eldriven autonom jordbruksmaskin jämförts med en konventionell dieseltraktor genom simulering för alla maskinaktiviteter i fält på en ekologisk mjölkgård med 200 ha åker under ett år. Tröskning, som alltid sker med hjälp av dieseldrivna skörde­tröskor, ingick inte i jämförelsen.Resultaten visar att det är möjligt att på den simulerade gården ersätta en konventionell traktor (160 kW) med två autonoma batteridrivna maskiner (36 kW motor, 113 kWh batteri) till 15 % lägre kostnader. Men framför allt minskas energianvändningen med 58 % och växthusgasutsläppen med 92 % jämfört med diesel om energianvändning och växthusgasutsläpp vid batteritillverkning inkluderas i beräkningen, och svensk elmix används för laddning och produktion av batteriet. Utöver detta försvinner de lokala emissionerna helt och ljudet minskar kraftigt. Den stora effektiviseringen kan förklaras med den högre verkningsgraden i eldrivlinor, samt att svensk elmix har väldigt låga växthusgasutsläpp och miljöpåverkan.Vi ser också att vikten hos den konventionella dieselmaskinen är mer är fyra gånger så stor som för den batteridrivna, och det är för enbart traktorn utan redskap eller nyttolast. Lägre vikt innebär minskad risk för skadlig markpackning som är ett stort problem i dagens jordbruk. I känslighetsberäkningar har förändringar i kostnader för redskap eller förare/operatör störst inverkan, medan batteripriset inte har så stor betydelse.Fortsatt forskning behövs för att verifiera den teoretiska simuleringen genom att bygga en maskin i form av en testplattform där kunskap kan samlas om vilka problem och möjligheter som finns i praktiskt arbete – både vad gäller batterielektrisk drift och autonom körning. Det finns också en stor ekonomisk potential i att hitta affärsmodeller som ökar utnyttjandet av maskinen, batterier och laddstation som i det simulerade scenariot används liten del av året.

Ämnesord

LANTBRUKSVETENSKAPER  -- Lantbruksvetenskap, skogsbruk och fiske -- Jordbruksvetenskap (hsv//swe)

AGRICULTURAL SCIENCES  -- Agriculture, Forestry and Fisheries -- Agricultural Science (hsv//eng)

Nyckelord

autonomous

agriculture

electric

battery

tractor

farming

fossil free

sustainable

Elfordon

batteridrivet

autonom

förarlös

simulering

traktor

jordbruk

fossilfri

energieffektiv

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)