Solutions énergétiques de rechange pour les équipements lourds électriques
Nombreux sont ceux dans notre industrie qui constatent que l'engouement pour la conception et la production d'équipements lourds électriques s'accélère, et j'en fais partie. Si vous prévoyez assister à CONEXPO-CON/AGG en 2023, vous verrez sans doute de nombreux constructeurs d'origine (OEM) présenter des équipements électriques comme solutions de rechange à leurs modèles au diesel.
Avec l'arrivée croissante d'équipements lourds électriques sur le marché, de nombreux entrepreneurs de notre secteur se demandent jusqu'où et à quelle vitesse cette transition ira. Les organismes gouvernementaux, en particulier, ont besoin de mieux comprendre le calendrier de l'électrification des machines, y compris les incitatifs et les processus d'achat simplifiés, alors qu'ils s'efforcent de maintenir leurs parcs conformes.
Voici comment je perçois l'évolution de l'électrification des équipements de construction lourds. Tout d'abord, nous devons comprendre que la solution pour l'électrification ou l'alimentation durable des équipements lourds ne repose pas sur une seule technologie, mais plutôt sur une variété de solutions différentes que nous devrons développer et mettre en œuvre.
Le graphique ci-dessus présente la puissance sur l'axe vertical et les heures de cycle de travail par jour sur l'axe horizontal. Si l'on regarde les tout petits équipements dans le coin inférieur gauche de ce graphique, on constate qu'ils se prêtent parfaitement à une simple motorisation électrique à batterie. Chez Volvo, nous intégrons un bloc-batterie de 48 volts dans nos machines compactes, capable de stocker suffisamment d'énergie pour qu'elles puissent accomplir leur charge de travail quotidienne selon un cycle d'utilisation typique. Nous proposons également différents chargeurs pour les recharger.
Même lorsqu'on passe à des machines plus lourdes de plus de 50 kilowatts (jusqu'à environ 100/120 kilowatts), nous pourrions les alimenter à l'aide d'un bloc-batterie. La seule différence est que la tension du bloc-batterie est beaucoup plus élevée (600 volts dans notre cas), ce qui nous permet d'obtenir des temps de recharge plus rapides et la puissance requise pour le système, avec un équilibre poids-puissance raisonnable.
Au-delà de cela, lorsque les besoins en puissance dépassent environ 120/150 kilowatts et que les cycles de travail s'allongent, nous devons envisager d'autres technologies. La raison en est simple : les batteries deviennent trop lourdes pour fournir la puissance nécessaire, ce qui est particulièrement vrai pour les applications où les machines fonctionnent en continu 24 heures sur 24, sans compter que les temps de recharge sont trop longs pour ces très gros blocs-batteries.
Par conséquent, nous explorons différentes technologies comme les motorisations hybrides et les carburants alternatifs qui pourront alimenter ces systèmes à l'avenir, et même des machines électriques filaires raccordées directement au réseau électrique pendant qu'elles travaillent. C'est une excellente option s'il s'agit d'une machine ou d'une application stationnaire.
Pour les très gros équipements de plus de 200 kilowatts environ, nous devrons nous tourner vers des technologies plus avancées comme l'alimentation à l'hydrogène, qu'il s'agisse d'un moteur à combustion directe d'hydrogène (une adaptation d'un bloc diesel standard) ou d'une pile à combustible fournissant l'énergie électrique nécessaire pour faire fonctionner la machine. Ces options sont envisageables et nous permettent d'atteindre des plages de puissance très élevées, comme celles requises dans les mines ou les carrières.
Un dernier point : pour l'ensemble de ces plages de puissance et de ces différentes technologies, nous devrons, en tant que constructeurs d'origine, être beaucoup plus efficaces pour récupérer le maximum d'énergie pendant l'utilisation des machines. Lorsque la capacité d'un bloc-batterie est limitée, on ne peut pas se permettre de gaspiller ou de perdre de l'énergie en raison d'un système inefficace. C'est pourquoi, en tant que fabricants, nous devrons optimiser l'utilisation de la puissance et sa récupération lors des cycles sans charge, afin de maximiser la durée de vie des machines et des blocs-batteries.
Si vous souhaitez en savoir plus, les informations partagées ici sont tirées d'un récent webinaire que nous avons présenté par l'entremise de Government Fleet en collaboration avec GNA, l'un des principaux cabinets-conseils nord-américains en énergie et transports propres. Vous pouvez visionner l'intégralité du webinaire sur demande à tout moment : Équipements de construction électriques : intégrer des équipements lourds électriques à votre parc : pourquoi le moment est venu.
