Serie: Mijnbouw & materialen • deel 7
Megavans en vliegwielen — vrachtwagens als rijdende batterijen
In onze wereld verbranden vrachtwagens geen brandstof — ze fungeren als buffers. Elke "megavan" is een 200 t nuttige lading robot met meerdere megawatturen aan boordbatterij en een vliegwiel dat pieken in vermogen "opeet" als ontbijt. Ze maken de wagen een deel van het elektrische systeem, niet de uitzondering.
Missie van vandaag
Ontwerpen van een vrachtwagen eerst als een energieapparaat, en pas daarna als een vervoermiddel.
Vooraf publiceren berekende routes, accugroottes en laadvermogen (zonder JS).
Aantonen dat we kunnen graven en bouwen heel snel met stille elektronen.
Waarom vrachtwagens als batterijen zijn (en waarom dit het terrein versnelt)
We verplaatsen grond in pulsen: laad, klim, kantel, daal. Batterijen houden niet van pulsen; vliegwielen wel. Dus elke vrachtwagen doet twee dingen: vervoert massa en bufferkracht. Resultaat — 24/7 beweging, rustiger micronetwerk, minder piekapparatuur en groeve, klinkt als een bibliotheek met sportzaal.
- Onboard opslag maakt van elke stop een kans om het netwerk te egaliseren.
- Vliegwielen dempen schokken (starts, kantelheffen), beschermen batterijen en laders.
- Regeneratie bij afdaling hergebruikt klimenergie — elektronen "nemen de lift" naar beneden.
Platformspecificaties (massaproductie, aanpasbaar waar nodig)
Megavan — basis
- Laadvermogen: 200 t
- Leeggewicht: ~190 t (met pakket)
- Maximale snelheid (op locatie): 36 km/u (10 m/s)
- Beklimming: 5–10% helling 10 m/s (hulpstroken — optioneel)
- Aandrijving: 4 motoren geïntegreerd in het wiel, vectorbesturing
Energie modules
- Hoofdpakket: 3–5 MWh (LFP-klasse); pakketgewicht ~21–36 t
- Piekvermogen (batterij): 2–4 MW (C-modus geregeld)
- Vliegwielmodule: 30–50 kWh, 2–5 MW impuls, ~1–2 t
- Regeneratie: ~70% van het afdalingpotentieel wordt opgevangen
Wat het vliegwiel echt doet
Het buffert vermogen, niet de afgelegde afstand. Denk aan een elektronendemper. Bij het starten vanaf de standplaats levert het vliegwiel 2–5 MW voor enkele seconden, de batterijen ademen rustig bij 0,5–1,0 C. Tijdens het ontladen van 200 t vracht? Het vliegwiel slokt de regeneratiepiek op en "druppelt" daarna naar het pakket.
Energiedoorstromen & pakketten (cijfers die je "in handen kunt nemen")
Energie per rit (netto)
| Route | Energie / rit | Opmerkingen |
|---|---|---|
| Kort & zacht • 1 km @ 3% helling | ~37 kWh | Regeneratie compenseert het grootste deel van de afdaling |
| Basisgeval • 2 km @ 5% helling | ~107 kWh | Hierop baseren we de dimensionering van de terreinen |
| Langer • 3 km @ 5% helling | ~161 kWh | Grotere terreinen of trolleyweg |
| Steiler • 2 km @ 8% helling | ~156 kWh | Hier schittert het vliegwiel |
Aangenomen: 200 t lading, 190 t leeg, 10 m/s snelheid, 90% aandrijfefficiëntie, 70% regeneratie.
Pakketten selectie per dienst
3 ritten/uur. Gepland 80% ontlading (DoD) voor duurzaamheid.
| Route | 10 uurs dienst | 12 uurs dienst | Opmerking |
|---|---|---|---|
| Kort & zacht | ~1.4 MWh | ~1.7 MWh | 2 MWh pakket — handig |
| Basisgeval | ~4.0 MWh | ~4.8 MWh | 4–5 MWh pakket |
| Lang/stevig | ~6.0–6.3 MWh | ~7.2–7.5 MWh | Gebruik trolleybussen of meer oplaadtijd |
4 MWh pakket bij ~0.32 MW gemiddeld (basis) gedurende ~12,5 uur. Locaties dekken de rest; vliegwielen egaliseren pieken.
Vooraf berekende routes
Vermogen van één vrachtwagen & locatieclassificatie (basis: 3 ritten/uur)
Opladen alleen tijdens stops ~15 min/uur (25% duty cycle). Oplader+pakket efficiëntie ~90%.
| Route | kWh/uur | Vermogen van de locatie bij aansluiting | Aanbeveling |
|---|---|---|---|
| Kort & zacht | ~111 | ~0.5 MW | Één locatie per punt |
| Basisgeval | ~321 | ~1.5 MW | Twee locaties bij de omwenteling |
| 3 km @ 5% | ~483 | ~2.2 MW | Locatie + trolleyweg |
| 2 km @ 8% | ~468 | ~2.1 MW | Locatie + accent op vliegwiel |
Vermogen van de locatie ≈ (kWh/uur) / (0,25 × 0,90). We vermijden massale aansluiting door planning.
Parco-energie (basis)
20 vrachtwagens • 200 t • 3 ritten/uur • 2 km @ 5% helling.
| Metriek | Waarde |
|---|---|
| Doorvoercapaciteit | 288 000 t/d. |
| Transportenergie | ~155 MWh/d. |
| Gemiddeld parkvermogen | ~6.4 MW |
| Gemiddeld vermogen van het hele object (met graafmachines/pompen) | ~12–18 MW |
De cijfers komen overeen met deel 1 om het verhaal consistent te houden.
Wat een trolleyweg (met hellingondersteuning) oplevert
Installeer 2–3 MW bovenleiding in de helling. Deze voedt de klim direct en vult tegelijkertijd de pakketten aan.
| Geval | Netto kWh/rit | Vereist terreinvermogen | Opmerking |
|---|---|---|---|
| Basis (zonder trolley) | ~107 | ~1.5 MW | Zoals hierboven |
| Hellings-trolley 2 MW | ~20–40 | ~0.3–0.6 MW | Regeneratie dekt het grootste deel van de afdaling |
Omdat het hellingspotentieel ≈106 kWh/rit bij 2 km/5% is, compenseert de voeding van dat traject het grootste deel van het netto verbruik.
Opladen en trolley-opties (kies je eigen Lego)
Oplaadpunten op kantelterrein
- 1.5–2.5 MW DC pantograaf voor elk station
- Aansluiten tijdens kantelen; 3–6 min. pulsen
- Krachtige AC-hoofdlijn + objectbatterij maakt omhoog glijden soepel
Hellings-trolleyweg
- 2–3 MW bovenste contactnet op helling
- Voedt beklimming + vult pakketten
- Vermindert pakketgrootte of plaatsvermogen
Vervangbare pakketten (optioneel)
- 5–8 min. wissel bij overslagstation
- Geschikt voor afgelegen locaties zonder trolley
- Reservepakketten nodig (~10–20%)
Waarom niet "gewoon grotere batterijen"?
Boven ~5 MWh per vrachtwagen begint het pakketgewicht/-volume de nuttige lading en CAPEX "te stelen". Beter om pakketten slim van formaat te houden en energie in beweging (trolleys) of hoogvermogenplaatsen toe te voegen. Batterijen maken energie; vliegwielen maken vermogen.
Parkorkestratie (hoe de "balet" vlak te houden)
Relay hersenen
- Plant aansluitvensters zodat er niet te veel tegelijk verbinden.
- Beklimt hellingen om het vermogensprofiel af te vlakken.
- Voorspelt band- en remslijtage via telemetrie — zonder verrassingen.
Microgrid geheugen
- Plaatsen: 1 per 6–8 vrachtwagens (basis), 2 van 10 — reserve.
- Objectbatterij: 1–2 uur gemiddelde parklastcapaciteit.
- PV-overschot: 1,5–2,0× het gemiddelde — zodat vrachtwagens overdag laden.
Veiligheid en buren (opzettelijk saai)
Elektrische veiligheid
- Onderling vergrendelde laadplaatsen; geen „live“ contact tot volledige verbinding.
- In geval van brand elementen in keramische isolatie; ventilatie naar buiten, niet naar cabines.
- Vliegwiel in een gepantserde trommel; storingsbestendige lagers; vacuümsensoren.
Mensen en rust
- Akoestische panelen op laders; park <75 dBA bij het hek.
- Zonder dieselrook, zonder NOx. Stof wordt onderdrukt door rokers en bedekte banden.
- Verlichting alleen naar beneden; haviken cirkelen nog steeds boven het toekomstige meer (deel 1).
Tik om K&K te openen
„Kan één vrachtwagen een andere opladen?“
Ja, langzaam. V2V via DC-bus voor veilige stroombalancering. Meestal laten we vrachtwagens het object laden — van de laadplaats naar de batterij — en het object voedt de rest. Minder kabels onderweg, meer glimlachen.
„Wat gaat er het eerst kapot?“
Banden — altijd banden. Maar regeneratie + vectorbesturing maken remslijtage tot een komedie, en autonomie elimineert de „heldhaftigheid“ in kuilen. Pakketten worden zachtjes gecycled vanwege vliegwielen; de dienst lijkt op een lang, stil gelezen boek.
„Is de trolleyweg de moeite waard?“
Als uw helling lang of steil is — zeker wel. Het elimineert ~100 kWh/rit bij 2 km/5% en vermindert de kracht van de laadplaatsen ~2–5×. Anders zijn alleen de laadplaatsen al voldoende voor compacte groeves.
„Kunnen we 24/7 zonder stoppen werken?“
In de praktijk zo: verbinding tijdens vertaling + af en toe micro-stops. Met trolley komen pakketten meer geladen aan bij de vertaling dan ze vertrokken. Ballet vertraagt niet.
Verder: Transport en stromen — lokaal of globaal (deel 8). Vervoeren we atomen of eindvormen? We tekenen de slagaders van de wereld.