Serie: Gruvdrift & material • del 7
Megavanar och svänghjul — lastbilar som rullande batterier
I vår värld förbränner lastbilar inte — de fungerar som buffertar. Varje "megavan" är en 200 t nyttolastrobot med flera megawattimmar i ombordbatteriet och en svänghjul som "äter" effektspikar till frukost. De gör vagnen till en del av elsystemet, inte ett undantag.
Dagens uppdrag
Designa om lastbilen först som en energienhet, och först därefter som ett transportmedel.
Publicera förhandsberäknade rutter, batteristorlekar och laddarkraft (utan JS).
Bevisa att vi kan gräva och bygga mycket snabbt med tysta elektroner.
Varför lastbilar är som batterier (och varför det snabbar upp platsen)
Vi flyttar jord i impulser: lasta, klättra, tippa, gå ner. Batterier gillar inte impulser; svänghjul älskar dem. Så varje lastbil gör två jobb: transportera massa och buffra kraft. Resultatet — rörelse dygnet runt, ett lugnare mikronät, mindre topputrustning och gruva, låter som ett bibliotek med gym.
- Ombordlagring gör varje stopp till en möjlighet att jämna ut nätet.
- Svänghjul absorberar stötar (starter, tipplyft), skyddar batterier och laddare.
- Regenerering vid nedstigning återvinner klättringsenergi — elektroner "åker hiss" nedåt.
Plattformsspecifikationer (massproduktion, anpassningsbar vid behov)
Megavan — bas
- Nyttolast: 200 t
- Tjänstevikt: ~190 t (med paket)
- Maxhastighet (objekt): 36 km/h (10 m/s)
- Klättring: 5–10% lutning 10 m/s (hjälpspår — valfritt)
- Drivlina: 4 motorer integrerade i hjulen, vektorstyrning
Energimoduler
- Huvudpaket: 3–5 MWh (LFP-klass); paketvikt ~21–36 t
- Toppeffekt (batteri): 2–4 MW (C-läge styrt)
- Svänghjulmodul: 30–50 kWh, 2–5 MW impuls, ~1–2 t
- Regenerering: ~70% av nedstigningspotentialen fångas upp
Vad svänghjulet egentligen gör
Den buffrar effekt, inte körsträckan. Tänk på det som en elektronisk stötdämpare. Vid start från platsen ger svänghjulet 2–5 MW i några sekunder, batterierna andas lugnt vid 0,5–1,0 C. Vid översättning 200 t last? Svänghjulet slukar regenereringstoppen och "droppar" sedan in i paketet.
Energiflöden & paket (siffror som kan "tas i handen")
Energi per resa (netto)
| Rutt | Energi / resa | Anmärkningar |
|---|---|---|
| Kort & mjuk • 1 km @ 3% lutning | ~37 kWh | Regenerering täcker större delen av nedstigningen |
| Basfall • 2 km @ 5% lutning | ~107 kWh | Utifrån detta dimensionerar vi uppställningsplatserna |
| Längre • 3 km @ 5% lutning | ~161 kWh | Större uppställningsplatser eller trolejbana |
| Brantare • 2 km @ 8% lutning | ~156 kWh | Här glänser svänghjulet |
Antagande: 200 t last, 190 t tom, 10 m/s hastighet, 90% drivverkningsgrad, 70% regenerering.
Paketval efter skift
3 turer/tim. Planerad 80% urladdning (DoD) för lång livslängd.
| Rutt | 10 tim skift | 12 tim skift | Anmärkning |
|---|---|---|---|
| Kort & mjuk | ~1.4 MWh | ~1.7 MWh | 2 MWh paket — bekvämt |
| Basfall | ~4.0 MWh | ~4.8 MWh | 4–5 MWh paket |
| Långsam/snabb | ~6.0–6.3 MWh | ~7.2–7.5 MWh | Använd trolly eller mer laddningstid |
4 MWh paket vid ~0.32 MW medel (bas) under ~12,5 tim. Platser täcker resten; svänghjul jämnar ut toppar.
Förberäknade rutter
Effekt för en lastbil & platsens betyg (bas: 3 turer/tim.)
Laddning endast under stopp ~15 min/tim. (25% arbetscykel). Laddare+paket verkningsgrad ~90%.
| Rutt | kWh/tim. | Platsens effekt vid anslutning | Rekommendation |
|---|---|---|---|
| Kort & mjuk | ~111 | ~0.5 MW | En plats per punkt |
| Basfall | ~321 | ~1.5 MW | Två platser vid utkastet |
| 3 km @ 5% | ~483 | ~2.2 MW | Plats + trolejbusslinje |
| 2 km @ 8% | ~468 | ~2.1 MW | Plats + fokus på svänghjul |
Platsens effekt ≈ (kWh/tim) / (0,25 × 0,90). Planeringen undviker massanslutning.
Parkens energi (bas)
20 lastbilar • 200 t • 3 turer/tim • 2 km @ 5% lutning.
| Metrik | Värde |
|---|---|
| Kapacitet | 288 000 t/d. |
| Transportenergi | ~155 MWh/d. |
| Genomsnittlig park effekt | ~6.4 MW |
| Genomsnittlig effekt för hela anläggningen (med grävmaskiner/pumpar) | ~12–18 MW |
Siffrorna stämmer överens med del 1 för att historien ska förbli sammanhängande.
Vad ger en trolejbusslinje (med hjälp av backe)
Installera 2–3 MW överliggande kontaktledning i backen. Den matar klättringen direkt och kompletterar samtidigt paketen.
| Fall | NettokWh/resa | Kraftbehov för platsen | Anmärkning |
|---|---|---|---|
| Bas (utan trolej) | ~107 | ~1.5 MW | Som ovan |
| Backtrolej 2 MW | ~20–40 | ~0.3–0.6 MW | Regenerering täcker större delen av nedstigningen |
Eftersom backpotentialen ≈106 kWh/resa vid 2 km/5 %, eliminerar matningen av den sträckan största delen av nettokostnaden.
Laddning och trolejalternativ (välj din Lego)
Laddare på översättningsplatsen
- 1.5–2.5 MW DC pantograf för varje post
- Anslut under översättning; 3–6 min pulser
- Kraftfull AC-ledning + objektbatteri jämnar ut uppåt
Backens trolleylinje
- 2–3 MW överliggande kontaktledning i backe
- Driver lutning + laddar paketen
- Minskar paketstorlek eller platsens effekt
Utbytbara paket (valfritt)
- 5–8 minuters byte vid omlastningsstation
- Passar avlägsna objekt utan trolleylinje
- Reservpaket behövs (~10–20%)
Varför inte "bara större batterier"?
Över ~5 MWh per lastbil börjar paketets vikt/volym "stjäla" nyttolast och CAPEX. Det är bättre att hålla paketen i smart storlek och lägga till rörelseenergi (trolley) eller högkapacitetsplatser. Batterier skapar energi; svänghjul — kraft.
Parkorkestrering (hur man håller "baletten" jämn)
"Relay"-hjärnan
- Planerar anslutningsfönster för att få få anslutna samtidigt.
- Trappstegar lutningar för att jämna ut effektkurvan.
- Från telemetri förutspår det däck- och bromsslitage — inga överraskningar.
Mikronätsminnen
- Plats: 1 per 6–8 lastbilar (bas), 2 av 10 — som reserv.
- Objektets batteri: 1–2 timmars kapacitet vid medelbelastning i parken.
- PV-överskott: 1,5–2,0× medel — så att lastbilar laddar på dagen.
Säkerhet och grannar (avsiktligt tråkigt)
Elsäkerhet
- Parkeringsplatser låsta mot varandra; ingen ”levande” kontakt förrän full anslutning.
- Vid brand element i keramisk isolering; ventilation utomhus, inte in i hytten.
- Svänghjul i pansrad trumma; felresistenta lager; vakuumsensorer.
Människor och lugn
- Akustiska plattor på laddare; parken <75 dBA vid staketet.
- Inga dieselavgaser, inga NOx. Damm dämpas av rökare och täckta band.
- Belysning endast nedåt; hökarna cirklar fortfarande över den blivande sjön (del 1).
Tryck för att öppna K&K
„Kan en lastbil ladda en annan?“
Ja, långsamt. V2V via DC-buss för säkra flöden och balansering. Oftast låter vi lastbilar ladda objektet — från parkeringsplatsen till batteriet — och objektet matar resten. Färre kablar på vägen, fler leenden.
„Vad går sönder först?“
Däck är alltid däck. Men regenerering + vektorstyrning förvandlar bromsslitage till en komedi, och autonomi eliminerar ”hjältedåd” i gropar. Paketen cyklas mjukt tack vare svänghjulen; servicen påminner om en lång, tyst läst bok.
„Är trollyvägen värd besväret?“
Om din backe är lång eller brant — absolut. Den eliminerar ~100 kWh/resa vid 2 km/5 % och minskar kraften i parkeringsplatser med ~2–5×. Annars räcker parkeringsplatserna fullt ut för kompakta gruvor.
„Kan vi arbeta 24/7 utan stopp?“
I praktiken så: anslutning under översättning + sporadiska mikro-stopp. Med trolly anländer paketen till översättningen mer laddade än när de åkte. Baletten saktar inte ner.
Fortsättning: Transport och flöden — lokala eller globala (del 8). Transporterar vi atomer eller slutformer? Vi ska rita världens artärer.