Batterieelektrische Baumaschinen waren das technische Highlight bei Zeppelin am bauma-Messestand in der Halle B6. Vier Prototypen wurden den Messebesuchern präsentiert. Kunden konnten sich bereits einen Produktionsslot bei Caterpillar dafür sichern und auf der bauma eine unverbindliche Kaufabsichtserklärung unterzeichnen. Einer, der sich für einen mittelgroßen Cat Radlader 950 GC electric entschieden hat, war Geschäftsführer Peter Meißner von der BioIN GmbH aus Ingolstadt, einem Gemeinschaftsunternehmen der Ingolstädter Kommunalbetriebe und der Firmengruppe Büchl.

Prototyp auf der bauma: Cat Radlader 950 GC electric mit fast 20 Tonnen Einsatzgewicht und 256 kWh-Batterie mit 600 V. Foto: Zeppelin

„Wir können die Baumaschine mit unserem eigenen Strom versorgen, den wir selbst produzieren, sind somit in der Energieversorgung autark, und das macht die Technologie für uns so interessant“, erklärte er den Schritt. Schon vor gut einem Jahr hatte er die Idee, die komplette Anlagentechnik mit dem in der Biogasanlage und von der PV-Anlage selbst produzierten Strom zu betreiben. „Der auf der bauma gezeigte Prototyp passt genau zu unserem Konzept einer klimaneutralen und nachhaltigen Entsorgung. Caterpillar ist für uns der richtige Partner für solche Innovationen, hinter der auch die Eigentümerfamilie Büchl steht und solche immer weiter vorantreibt“, fügte er hinzu. Die BioIN GmbH betreibt seit 2012 eine Biogasanlage. Vor allem mit dem Biogas, das zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt wird, können rund 2 500 Einfamilienhäuser mit Strom versorgt werden – und in Zukunft soll damit eben auch der neue Cat Radlader 950 GC electric als erste von geplant allen mobilen Arbeitsmaschinen betrieben werden. „Von meiner Zeit im Vertrieb kannte ich das Unternehmen, das ein absoluter Vorreiter ist, und die Anforderungen für den Maschineneinsatz. In Verbindung mit der eigenen Stromversorgung und mit der neuen Cat Antriebstechnik passt beides perfekt zusammen“, so Daniel Bauer, Leiter Produktmanagement für kompakte Baumaschinen bei Zeppelin – zuvor hatte er als Verkaufsrepräsentant die Büchl-Gruppe betreut.

Peter Meißner (Zweiter von rechts), Geschäftsführer von BioIN, mit Fred Cordes (Zweiter von links), Vorsitzender der Geschäftsführung von Zeppe-lin Baumaschinen, Daniel Bauer (rechts), Leiter Produktmanagement für kompakte Baumaschinen bei Zeppelin, und Theresia Brändle (links), ver-antwortliche Produktmanagerin für mittelgroße Radlader bei Zeppelin. Foto: Zeppelin/Michael Namberger

Zu dieser gehört BioIN – das Unter-nehmen hat vor zehn Jahren eine neue Anlage der bisherigen Kompostierung vorgeschaltet, die mit Bioabfällen der Ingolstädter Kommunalbetriebe sowie der Landkreise Eichstätt und der Stadt München beschickt wird. Diese Aufgabe soll in Zukunft der neue batterieelektrische Radlader von Cat übernehmen und so dazu beitragen, dass rund 25 000 Tonnen Bio- und Grünabfälle pro Jahr verwertet und damit circa 5 000 Ton-nen Kohlendioxid pro Jahr substituiert werden. Der Einsatz des Cat 950 GC electric bei BioIN wird dabei eine Pilotfunktion übernehmen – denn auch alle anderen Entsorgungs-Recyclingbetrieben der Büchl-Firmengruppe sind an einer Umstellung auf elektrische Antriebe interessiert.

Der 950 GC electric verfügt über ein Einsatzgewicht von 19,7 Tonnen. Auch wenn die Baumaschine auf der bauma noch ein Prototyp war, zeigte sie bereits, wie fortgeschritten die Entwicklung ist. „Anhand der Verarbeitungsqualität der Maschine wie der Kabelführung, der Verschaltung, aber auch dem integrierten Staub- und Wasserschutz kann man sehen, dass es Caterpillar mit dem Einstieg von einem Modell in dieser Größenklasse in die Batterieelektrik ernst meint“, so Theresia Brändle, verantwortliche Produktmanagerin für mittelgroße Radlader bei Zeppelin. Im Vergleich zum Modell mit konventioneller Antriebstechnik hat sich bei dem Prototyp nichts an der Leistung der Maschine geändert. Es gibt ebenfalls den gleichen Antriebsstrang für die Achsen. Die Kabine ist gleich geblieben. Unverändert zeigen sich der Vorderwagen, das Hubgerüst und die Hydraulik. Was die Möglichkeiten von Anbaugeräten betrifft, sind ebenfalls keine Änderungen aufgetreten. „Deutlich erkennbar ist beim Cat 950 GC electric der Überhang im hinteren Bereich, der um 32 Zentimeter länger ausfällt als beim 950 GC mit konventionellem Antrieb. Denn die Batterien benötigen Platz“, so Theresia Brändle. Das hat Folgen für den Hinterwagen und die Motorhaube. Der batterieelektrische Antrieb besteht aus zwei Elektromotoren für den Antrieb und die Hydraulik sowie Leistungselektronik-Komponenten mit dem Inverter für die Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom.

Blick auf die beiden BHKW von BioIN mit zusammen 1,5 Megawatt-Leistung und den 2 700 Kubikmeter großen Gasspeicher. Foto: BioIN

Ein Batteriemanagementsystem überwacht den Ladezyklus der vier Batterien – bis zu sechs Stunden reicht eine Batterieladung laut Angaben von Caterpillar, abhängig vom jeweiligen Einsatz. „Wir haben keinen Dauerbetrieb von acht Stunden, sondern können das Aufladen nach den anfallenden Tätigkeiten ab-stimmen. Unserem Einsatz kommt das Verhalten batterieelektrischer Baumaschinen entgegen“, so Peter Meißner. Das Unternehmen verfügt über zwei Blockheizkraftwerke und eine Solaranlage.„In Verbindung mit unserer Biogasanlage produzieren wir einen Überschuss an Energie und sind so komplett unabhängig von der Energieversorgung. Wir können die Baumaschine auch betreiben, wenn mal keine Sonne scheint und können auch so einen energieintensiven Radlader in dieser Größe einsetzen, was uns dank der alternativen Antriebstechnik auch viel Emissionen spart“, so Peter Meißner. Durch das Batteriemanagementsystem werden die Auf- und Entladevorgänge kontrolliert. Somit werden eine Überladung oder zu hohe Temperaturen verhindert. Das schont die Lebensdauer der Akkus. Die im Radlader verbauten Batterien sind modular aufgebaut. Das heißt, die Batteriepacks sind in einzelne Module untergliedert. Ein Akku-Pack besteht aus zwölf Modulen. Die vier Akku-Packs sind parallel geschaltet, und so werden 600 Volt sowie 256 kWh erreicht, abhängig vom Einsatzzweck. „Die modulare Bauweise hat den Vorteil, dass einzelne Module ausgetauscht oder repariert wer-den können. Somit muss nicht das ganze Pack ausgewechselt werden, sollten Probleme auftauchen. Langfristig gibt es Überlegungen, die Akkus einem zweiten Leben zuzuführen, da diese je nach Einsatz die Lebensdauer einer Maschine überdauern“, erklärte Theresia Brändle. Die verbauten Batterien sind außerdem recyclingfähig, was wiederum für Nachhaltigkeit spricht.

Der Cat 950 GC electric verfügt über ein integriertes Onboard-Ladegerät mit 22 kW für Wechselstrom. „Es empfiehlt sich, das Gerät vor allem über Nacht auf-zuladen. Die Ladedauer beträgt in etwa zehn Stunden mit dem Typ-2-Stecker“, so Theresia Brändle. Darüber hinaus gibt es eine Offboard-Schnellladeoption mit 250 kW beispielsweise für Arbeitspausen, damit die Maschine schnell wieder ein-satzbereit ist. Auf der bauma präsentiert wurde in der Halle B6 das zum Cat Radlader 950 GC passende Ladegerät in Form des Cat MEC500, womit sogar zwei Radlader dieser Größe parallel angeschlossen und geladen werden könnten. „Denn ohne eine entsprechende Ladeinfrastruktur respektive Stromversorgung droht sonst der Stillstand. Bereits auf der bauma vor drei Jahren gab es Lösungen im Hin-blick auf den reinen Batteriebetrieb be-ziehungsweise dualen Antrieb. Aber das allein reicht nicht – viele haben es nicht auf dem Schirm, auch die entsprechende Ladeinfrastruktur anzubieten. Darum wird bei Caterpillar längst an einem umfassenden Batterie- und Energiemanagement gearbeitet, das Kunden parallel zur Baumaschine angeboten werden soll“, so Theresia Brändle. Die neue Cat Ladestation MEC500 für mobile Geräte ist die erste ihrer Art in der Branche und wurde zunächst für den Bergbau entwickelt, um schnell und sicher unter Tage zu laden. Mit dem Ladegerät entfällt die Notwendigkeit des regelmäßigen Batteriehandlings und -wechsels, was eine effizientere Ladung und Produktion ermöglicht. Mit seinem Einsatzgewicht von 1,6 Tonnen und aufgrund angebrachter Ösen ist es transportfähig. „In der Bergbauindustrie wurde es bereits in Verbindung mit dem R1700 XE Untertageradlader er-probt. Die Eingangsspannung liegt bei 400 bis 600 Volt. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Ladegerät an ein Stromaggregat anzuschließen. Die Ausgangsspannung ist einstellbar von 300 bis 1 000 Volt, je nachdem, welche Batterien geladen werden sollen. Die einstellbare Ausgangsspannung und -stromstärke ermöglicht auch eine Erhaltungsladung der Batterien, wodurch die Leistung der Bau-maschine erhalten bleibt.

„Radlader in der Größe des 950GC werden vor allem in der Rückverladung eingesetzt. Dort steht die passende Ladeinfrastruktur oftmals bereits zur Verfügung, sodass die Maschine schnell wieder bereit für die Arbeit wäre“, fügt sie hinzu. Was für die Batterieelektrik spricht, ist ein leiser, vibrationsreduzierter und völlig abgasfreier Betrieb. Damit bietet sich diese Technologie für Einsätze in sensibler Nachbarschaft an oder wenn Emissionen etwa bei Halleneinsätzen möglichst vermieden werden sollen, so wie sie auch bei BioIN immer mehr im Zuge von Kompostierarbeiten anstehen. Das hat auch BioIN und Peter Meißner von der Radlader-Technologie überzeugt, der für den Betrieb die Vor-teile des Cat Radladers mit alternativer Antriebstechnik nutzen will. Was die Cat Radlader 926M und 950 leisten können, weiß er schon, da mit diesen etwa bei der Kompostierung von Bioabfällen sowie auf der Deponie gearbeitet wird. „Der batterieelektrische Radlader ist für uns eine neue Chance auf dem Weg, Emissionen zu sparen und den selbst produzierten Strom bestmöglich zu nutzen. Unseren Standort wollen wir in Zukunft komplett mit erneuerbaren Energien betreiben und uns vom Diesel langfristig verabschieden“, kündigte er auf der bauma an.

November-Dezember 2022

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