Die „Farm to Fork“ Strategie des europäischen Green Deals vereint drei Ziele: den Pflanzenschutzmitteleinsatz um 50 Prozent reduzieren, CO2 Emissionen stark senken und die Anzahl der Bio-Betriebe auf 25 Prozent bis zum Jahr 2030 steigern. Damit Landwirte diese Ziele erreichen können, hat Fendt ein Gespann aus dem batterie-elektrischen Fendt e100 Vario mit einem Range-Extender zur Verlängerung der Einsatzzeit und einer elektrisch betriebenen Hacke konzipiert. Durch den Einsatz von Grüner Energie wird bei einem minimalen CO2 Ausstoß gleichzeitig der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln deutlich reduziert. Die Einheit aus Traktor und Hacke entwickelt Fendt gemeinsam mit Lauwen Agro Engineering. Der Range Extender entsteht in Partnerschaft mit AGCO Power und BlueWorld. Das Gesamtkonzept des Gespanns bildet zudem die Basis für einen zukünftigen autonomen Betrieb.
Ein durchdachtes, nachhaltiges System: Ein E-Gespann aus Traktor, Range-Extender und Hacke
Die „Farm to Fork“ Strategie des europäischen Green Deals vereint drei Ziele: den Pflanzenschutzmitteleinsatz um 50 Prozent reduzieren, CO2 Emissionen stark senken und die Anzahl der Bio-Betriebe auf 25 Prozent bis zum Jahr 2030 steigern. Damit Landwirte diese Ziele erreichen können, hat Fendt ein Gespann aus dem batterie-elektrischen Fendt e100 Vario mit einem Range-Extender zur Verlängerung der Einsatzzeit und einer elektrisch betriebenen Hacke konzipiert. Durch den Einsatz von Grüner Energie wird bei einem minimalen CO2 Ausstoß gleichzeitig der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln deutlich reduziert. Die Einheit aus Traktor und Hacke entwickelt Fendt gemeinsam mit Lauwen Agro Engineering. Der Range Extender entsteht in Partnerschaft mit AGCO Power und BlueWorld. Das Gesamtkonzept des Gespanns bildet zudem die Basis für einen zukünftigen autonomen Betrieb.
Eine hohe Einsatzkapazität und das daraus resultierende Batterievolumen und Gewicht stellen hohe Anforderung an die Entwicklung batterie-elektrisch angetriebener landwirtschaftlicher Maschinen. Soll der Bodendruck möglichst gering sein, darf das Gewicht des E-Fahrzeugs nicht wesentlich höher als das des Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor sein. In der Folge limitiert diese Anforderung die Größe der Batterie und damit die Einsatzdauer des Traktors. Der neu entwickelte Fendt e100 Vario erreicht beispielsweise bei Einsätzen im mittleren Teillastbereich mit einem Einkreiselschwader eine Betriebszeit von etwa 4-6 Stunden. Ein Ansatzpunkt zur Optimierung und Förderung der Praxistauglichkeit ist die Verlängerung der Arbeitszeit des Fahrzeugs durch einen Range-Extender.
Der Fendt e100 Vario wurde für den Einsatz im Bereich der Sonderkulturen, wie im Gemüse- und Obstbau, auf Betrieben mit Viehhaltung sowie auf landwirtschaftlichen Betrieben mit eigener Energieproduktion oder im Kommunalbereich entwickelt. Der Antriebsstrang des Fendt e100 Vario besteht aus der Batterie mit einem Elektromotor und dem Fendt Variogetriebe. Die Maschine verfügt über drei unterschiedliche Einsatzmodi - den Modus Eco mit 50 kW, den Modus Dynamic mit 55 kW Dauerleistung und dem Modus Dynamic + mit einer kurzzeitigen Peak-Leistung von bis zu 66 kW (90 PS). Innovationen wie eine Start-Stopp Funktion oder ein Fußtaster für erhöhte Rekuperation nutzen die Energie besonders effizient aus.
Doppelte Einsatzdauer
Ein Range-Extender mit etwa 100 kWh Kapazität verdoppelt die Einsatzdauer. So läuft der Traktor mit einem Anbaugerät, wie einer elektrisch angetriebenen Hacke bei Teillast, einen vollen Arbeitstag, ohne dass eine Pause zum Nachladen nötig wird. Der Range-Extender wurde gemeinsam mit BlueWorld entwickelt und besteht unter anderem aus einer Brennstoffzelle und einem Methanol-Tank. Durch chemische Reaktionen im Range Extender wird aus Methanol elektrische Energie erzeugt. Die Kombination aus einer Brennstoffzelle und Grünem Methanol senkt die Emissionen signifikant.
Der Range-Extender ist voll ISOBUS-fähig und wird direkt aus der Kabine über das Terminal im Traktor gesteuert. Er kann an der Front oder im Heck des Traktors angebaut werden und versorgt über die AEF-Schnittstelle den DC-Zwischenspannungskreis des Fahrzeugs mit bis zu 15 KWh Energie pro Einsatzstunde. So verbraucht der Traktor die vom Range-Extender erzeugte Energie direkt. Verluste durch Zwischenschritte wie das Laden des Akkus entfallen und die Energie wird bestmöglich genutzt.
Er zeichnet sich zudem durch eine höhere Nutzerfreundlichkeit im Vergleich zu einem klassischen Diesel-Notstromgenerator aus und kann zukünftig auch als Power-to-grid-Lösung genutzt werden. Der Range-Extender kann also direkt als Energiequelle auf dem Betrieb verwendet werden und neben dem E-Traktor auch eine andere landwirtschaftliche Maschine wie einen Melkroboter im Falle eines Stromausfalls oder Klimatisierung im Tierbestand sicher betreiben. Diese Lösung reduziert die Abhängigkeit vom Stromnetz.
Voll elektrische angetriebene Hacke
Entscheidend in der mechanischen Unkrautbekämpfung ist das Zusammenspiel aus dem Einsatz von spezialisierten Maschinen zum richtigen Zeitpunkt in einem kurzen Zeitfenster. Vor dem Hintergrund der Farm to Fork Strategie kommt die Forderung nach CO2-neutralen Antriebsarten ergänzend hinzu. Der Fendt e100 Vario versorgt die elektrisch betriebene und modular aufgebaute Hacke direkt über eine AEF-Steckdose und wandelt die vom Fahrzeug bereitgestellten 700 Volt mittels eines DC-DC Wandlers in 24 Volt Gleichspannung um. Damit entfallen klassische Umwandlungsschritte, wie beispielweise die Erzeugung der notwendigen elektrischen Leistung über einen Hydraulikmotor mit Lichtmaschine und die damit verbundenen deutlich höheren Energieverluste.
Mit einem rein elektrischen Antrieb nutzen Traktor und Anbaugerät die vorhandene Energie besonders wirkungsvoll. Die Gesamteffizienz des Gespanns steigt auf bis zu 92 Prozent und Verluste werden drastisch reduziert. Dies schlägt sich besonders in den Einsatzzeiten nieder. So erreicht ein Gespann mit einem batterie-elektrischen Traktor und einer hydraulisch angetriebenen Intra-Row Hacke eine Einsatzzeit von bis zu acht Stunden. Ein Gespann aus einem batterie-elektrischen Traktor und einer elektrisch angetriebenen Intra-Row Hacke erreicht im unteren Teillastbereich bereits eine Einsatzdauer von bis zu 10 Stunden. Verfügt der Traktor zusätzlich über einen Range-Extender mit optimiertem Wirkungsgrad im Teillastbereich der Brennstoffzelle, steigt die Betriebsdauer des Gespanns überproportional auf bis zu 25 Stunden. Ladepausen werden auf ein Minimum reduziert und kurze Arbeitsfenster werden optimal genutzt. Dies schafft die nötigen Voraussetzungen für einen zukünftigen autonomen Betrieb.
Autonome Steuerung der Hacke
Gerade mechanische Unkrautbekämpfung erfordert spezifisches Fachwissen des Fahrers in den Bereichen Pflanzenkunde, Maschinenbedienung sowie dem Erkennen von Anomalien im Pflanzenbestand. Landwirtschaftliche Betriebe finden immer weniger ausgebildetes Fachpersonal, dass die zeitintensive mechanische Unkrautbekämpfung fachgerecht durchführen kann. Um Fahrerinnen und Fahrer zu entlasten, gleichzeitig gute Arbeitsergebnisse zu erreichen und Energie möglichst effizient auszunutzen, läuft die Steuerung der Hacke autonom und voll elektrisch. Zwei Kameras steuern und überwachen jeweils zwei Hackmodule. Die vordere Kamera identifiziert hierbei die Position und Art der Pflanzen und unterscheidet zwischen angebauter Kultur und Unkräutern. Die hintere Kamera überwacht das Arbeitsergebnis der Unkrautbekämpfung. Mit der Dual-Kamera-Steuerung arbeitet die Hacke bedarfsgerecht nur an den Stellen, wo Beikräuter entfernt werden müssen, sowohl zwischen als auch innerhalb der Reihe. Die Steuerung mithilfe automatischer Bilderkennung entlastet den Fahrer, steigert die Arbeitsqualität und der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln entfällt. Die umfassende Sensorik bildet die Basis für einen zukünftig voll autonomen Betrieb des Gespanns aus Zugmaschine und Hacke, da die zweite Kamera die Kontrollfunktion des Fahrers übernimmt.
