Serie: Gruvedrift & materialer • del 7
Megavaner og svinghjul — lastebiler som rullende batterier
I vår verden forbrenner ikke lastebiler — de fungerer som buffere. Hver «megavan» er en 200 t nyttelastrobot med flere megawattimer i batteriet om bord og en svinghjul som «spiser» kraftspisser til frokost. De gjør vognen til en del av elektrisk system, ikke et unntak.
Dagens oppdrag
Designet en lastebil først som en energienhet, og deretter som et transportmiddel.
Publisere forhåndsberegnede ruter, batteristørrelser og laderkraft (uten JS).
Bevise at vi kan grave og bygge veldig raskt med stille elektroner.
Hvorfor lastebiler er som batterier (og hvorfor det akselererer anlegget)
Vi beveger massen i pulser: last, klatre, velte, gå ned. Batterier liker ikke pulser; svinghjul elsker det. Så hver lastebil gjør to jobber: frakter masse og buffer kraft. Resultatet er 24/7 bevegelse, et roligere mikronett, mindre topputstyr og gruve, som en bibliotek med gymsal.
- Ombordlagring gjør hvert stopp til en mulighet for å jevne ut nettet.
- Svinghjul absorberer rykk (starter, velteløft), beskytter batterier og ladere.
- Regenerering ved nedstigning returnerer klatreenergien — elektronene «tar heisen» ned.
Plattformspesifikasjoner (masseproduksjon, tilpasses der det trengs)
Megavan — base
- Nyttelast: 200 t
- Tørrvekt: ~190 t (med pakke)
- Hastighet (på objektet): 36 km/t (10 m/s)
- Klatring: 5–10% stigning 10 m/s (hjelpefelt — valgfritt)
- Drivverk: 4 motorer integrert i hjul, vektorkontroll
Energimoduler
- Hovedpakke: 3–5 MWh (LFP-klasse); pakkens vekt ~21–36 t
- Toppeffekt (batteri): 2–4 MW (C-modus kontrollert)
- Svinghjulmodul: 30–50 kWh, 2–5 MW impuls, ~1–2 t
- Regenerering: ~70% av nedstigningspotensialet fanges opp
Hva svinghjulet egentlig gjør
Den buffrer kraft, ikke kjørelengde. Tenk på det som en elektronisk støtdemper. Ved start fra stillestående gir svinghjulet 2–5 MW i noen sekunder, batteriene puster rolig på 0,5–1,0 C. Under utladning av 200 t last? Svinghjulet sluker regenerasjonstoppen og «drypper» deretter inn i pakken.
Energistrømmer & pakker (tall du kan «ta på»)
Energi per tur (netto)
| Rute | Energi / tur | Notater |
|---|---|---|
| Kort & myk • 1 km @ 3% stigning | ~37 kWh | Regenerering dekker mesteparten av nedstigningen |
| Grunnleggende tilfelle • 2 km @ 5% stigning | ~107 kWh | Vi dimensjonerer plassene etter dette |
| Lengre • 3 km @ 5 % stigning | ~161 kWh | Større plasser eller trolleyvei |
| Brattere • 2 km @ 8 % stigning | ~156 kWh | Her skinner svinghjulet |
Forutsetning: 200 t last, 190 t tom, 10 m/s hastighet, 90 % drivlinjeeffektivitet, 70 % regenerering.
Pakkevalg etter skift
3 turer/time. Planlagt 80 % utladning (DoD) for lang levetid.
| Rute | 10 t skift | 12 t skift | Merk |
|---|---|---|---|
| Kort & myk | ~1.4 MWh | ~1.7 MWh | 2 MWh pakke — praktisk |
| Basis tilfelle | ~4.0 MWh | ~4.8 MWh | 4–5 MWh pakke |
| Langsomt/stabilt | ~6.0–6.3 MWh | ~7.2–7.5 MWh | Bruk trolleybuss eller mer ladetid |
4 MWh pakke ved ~0.32 MW gjennomsnitt (basis) i ~12,5 t. Parkeringsplasser dekker resten; svinghjul jevner ut topper.
Forhåndsberegnede ruter
Effekt per lastebil & parkeringsplassvurdering (basis: 3 turer/t)
Lading kun under stopp ~15 min/t (25 % arbeidsperiode). Lader+pakke effektivitet ~90 %.
| Rute | kWh/t | Parkeringsplassens tilkoblingskapasitet | Anbefaling |
|---|---|---|---|
| Kort & myk | ~111 | ~0.5 MW | Én parkeringsplass per punkt |
| Basis tilfelle | ~321 | ~1.5 MW | To parkeringsplasser ved utkjøringen |
| 3 km @ 5% | ~483 | ~2.2 MW | Plass + trolleybaneløp |
| 2 km @ 8% | ~468 | ~2.1 MW | Plass + vekt på svinghjul |
Plassens effekt ≈ (kWh/time) / (0,25 × 0,90). Planlegging unngår masse-tilkobling.
Parkenergi (base)
20 lastebiler • 200 t • 3 turer/time • 2 km @ 5% bakkehelling.
| Metrikk | Verdi |
|---|---|
| Kapasitet | 288 000 t/d. |
| Transportenergi | ~155 MWh/d. |
| Gjennomsnittlig park effekt | ~6.4 MW |
| Gjennomsnittlig effekt for hele anlegget (med gravemaskiner/pumper) | ~12–18 MW |
Tallene samsvarer med del 1 for å bevare historien hel.
Hva gir trolleybaneløpet (med hjelp av bakkehelling)
Installer 2–3 MW overliggende kontaktnett i stigningen. Det forsyner klatringen direkte og fyller samtidig pakkene.
| Tilfelle | Netto kWh/reise | Nødvendig områdeeffekt | Merk |
|---|---|---|---|
| Base (uten trolley) | ~107 | ~1.5 MW | Som ovenfor |
| Stignings-trolley 2 MW | ~20–40 | ~0.3–0.6 MW | Regenerering dekker mesteparten av nedstigningen |
Siden stigningspotensialet ≈106 kWh/reise ved 2 km/5 %, eliminerer strømforsyningen på den strekningen mesteparten av nettoforbruket.
Lading og trolleyvalg (velg din egen Lego)
Ladere på veltområdet
- 1.5–2.5 MW DC pantograf for hver post
- Koble til under velt; 3–6 min. pulser
- Kraftig AC hovedledning + objektbatteri jevner ut oppover
Trolleyvei i stigning
- 2–3 MW øvre kontaktledning i stigning
- Driver stigning + lader pakker
- Reduserer pakkestørrelse eller plassens effekt
Utskiftbare pakker (valgfritt)
- 5–8 min bytte på omlastingsstasjon
- Passer for avsidesliggende steder uten trolley
- Trenger reservepakker (~10–20%)
Hvorfor ikke bare «større batterier»?
Over ~5 MWh per lastebil begynner pakkens vekt/volum å «stjele» nyttelast og CAPEX. Det er bedre å holde pakkene i fornuftig størrelse og legge til energi i bevegelse (trolley) eller høy-effekt plasser. Batterier lager energi; svinghjul lager kraft.
Parkorkestrering (hvordan holde «balansen» jevn)
«Relay»-hjernen
- Planlegger tilkoblingsvinduer for å begrense antall samtidige tilkoblinger.
- Trapper opp stigninger for å jevne ut effektkurven.
- Forutsier slitasje på dekk og bremser fra telemetri — uten overraskelser.
Mikronettminner
- Plasser: 1 per 6–8 lastebiler (base), 2 av 10 — som reserve.
- Objektbatteri: 1–2 timer med middels parkbelastning.
- PV-overskudd: 1,5–2,0× gjennomsnitt — slik at lastebiler kan lade på dagtid.
Sikkerhet og naboer (bevisst kjedelig)
Elsikkerhet
- Parkeringsplasser låst sammen; ingen «levende» kontakt før full tilkobling.
- Ved brann elementer i keramisk isolasjon; ventilasjon utendørs, ikke inn i hytter.
- Svinghjul i pansret trommel; feilresistente lagre; vakuumsensorer.
Folk og ro
- Akustiske plater på ladere; parken <75 dBA ved gjerdet.
- Ingen dieselrøyk, ingen NOx. Støv dempes av røykerør og dekkede bånd.
- Belysning kun nedover; hauker sirkler fortsatt over den kommende innsjøen (del 1).
Trykk for å åpne K&K
«Kan en lastebil lade en annen?»
Ja, sakte. V2V via DC-buss for sikre strømmer til balansering. Vanligvis lar vi lastebiler lade objektet — fra parkeringsplass til batteri — og objektet forsyner resten. Mindre kabler på veien, flere smil.
«Hva går først i stykker?»
Dekk — alltid dekk. Men regenerering + vektorstyring gjør bremseslitasje til en komedie, og autonomi fjerner «heltemot» i hull. Pakkene sykluseres mykt på grunn av svinghjul; tjenesten minner om en lang, stille lest bok.
«Er trolleyveien verdt bryet?»
Hvis stigningen din er lang eller bratt — absolutt. Den fjerner ~100 kWh/reise ved 2 km/5 % og reduserer kraften til parkeringsplasser med ~2–5×. Ellers er bare parkeringsplassene fullt tilstrekkelige for kompakte gruver.
«Kan vi jobbe 24/7 uten stopp?»
Praktisk talt ja: tilkobling under oversettelse + sporadiske mikro-stopp. Med trolley ankommer pakkene til oversettelsen mer ladet enn da de dro. Balletten bremser ikke.
Videre: Transport og strømmer — lokale eller globale (del 8). Transporterer vi atomer eller endelige former? Vi skal tegne verdens arterier.