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L'ultimo annuncio di Toyota sulle batterie potrebbe cambiare i trattori per sempre?

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Toyota ha annunciato il 14 dicembre 2020, che è nelle ultime fasi di sviluppo della tecnologia delle batterie allo stato solido (SSB) che, ha affermato, consentirebbe un tempo di ricarica di soli 10 minuti da vuoto al 100% pieno.

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La mancanza di autonomia e i lunghi tempi di ricarica sono visti come le principali barriere che impediscono alle persone di immergersi nel mondo dei veicoli elettrici (EV).

Pertanto, questa notizia da Toyota è un cambio di gioco nel mondo della tecnologia EV/batteria e mette a fuoco la domanda: A che punto diventa fattibile sostituire il motore a combustione interna dei veicoli agricoli con batterie ricaricabili allo stato solido?

Tesla è il leader mondiale dell'autonomia EV. Nei suoi veicoli utilizza batterie agli ioni di litio prodotte da Panasonic, che Tesla sostiene raggiungere una densità energetica di 260Wh/kg (watt per ora).

Si dice che le batterie allo stato solido abbiano circa 2,5 volte la densità di energia dei loro equivalenti agli ioni di litio. Questo significa effettivamente una possibile densità di energia di 650Wh/kg per la SSB di prossima uscita.

Cosa significa questo per i proprietari di trattori?

Ci sono ovvi vantaggi per un trattore che utilizza l'energia della batteria. Un agricoltore che usa un trattore convenzionale spesso lo lascia al minimo mentre sta aprendo dei cancelli, aprendo delle balle o caricando uno spandiconcime.

Tutto questo mentre il denaro duramente guadagnato dagli agricoltori viene soffiato fuori dallo scarico.

Tuttavia, un veicolo elettrico, quando non è in uso, non usa o spreca energia. Il funzionamento di un veicolo elettrico in spazi chiusi come un capannone, per esempio, non inquina l'aria, lasciando un ambiente più sicuro e più sano per l'agricoltore.

Quindi, quanto lavoro dovrebbe aspettarsi un agricoltore da un trattore completamente carico con una batteria allo stato solido? Tenendo presente la rimozione del motore e del serbatoio del carburante, è ragionevole supporre che sarebbe possibile mettere una batteria a stato solido da 1 t (1.000 kg) in un trattore di medie dimensioni.

Questo equivarrebbe a una capacità teorica totale di energia nella batteria di 650.000Wh o 650kWh (ci sono 1.000W in 1kW). Le prestazioni in termini di potenza d'uscita e la durata di questa dipendono molto dal compito dell'agricoltore.

Carica della batteria del trattore

Ai fini di questa analisi, assumiamo innanzitutto una giornata di lavoro di otto ore. Con 650kWh contenuti nella batteria, questo significa effettivamente che l'operatore del trattore avrebbe 81,25kW o circa 109hp (cavalli) disponibili per la durata delle otto ore di lavoro giornaliero.

Un trattore che completa i tipici compiti dell'azienda agricola, come nutrire gli animali, spargere il concime o il topping, con ogni probabilità non richiederebbe 108 CV per tutto il tempo.

Qualsiasi riduzione del fabbisogno di potenza aumenta la lunghezza teorica della giornata di lavoro per consentire un tempo più lungo tra le cariche del pacco batterie.

Appaltatori agricoli

Cosa significa questo per i contoterzisti agricoli? Un trattore che eroga 108hp non farà il lavoro - aumentando la potenza richiesta si riduce il tempo teorico di funzionamento.

Lavorare dalle 8:00 alle 13:00 è un blocco di cinque ore di lavoro. Considerando che nell'annuncio di Toyota si afferma che sarà possibile ricaricare in 10 minuti, questo significa effettivamente che potrebbe teoricamente essere ricaricato mentre il conducente sta pranzando.

Dividendo 650kWh per cinque si ottiene 130kW o 174hp. Un lavoro pesante come l'aratura o l'erpicatura di potenza richiederebbe tutti o la maggior parte dei 174 CV disponibili, ovviamente salvo per girare nelle capezzagne.

Tuttavia, il lavoro di trasporto come l'estrazione dell'insilato richiederebbe la potenza di picco in certi momenti, ma quasi certamente non per tutto il tempo, quindi probabilmente estendendo il blocco di lavoro.

Altri lavori come lo spandimento di liquami ombelicali richiederebbero una frazione dei 173 CV disponibili, il che aumenterebbe ulteriormente il blocco di lavoro.

Costo

È importante notare che nell'effettuare questa analisi, i tassi di consumo di carburante potrebbero non essere accurati al 100%. I tassi di consumo del carburante variano da un trattore all'altro e il prezzo del carburante fluttua, quindi non esiste un tasso assolutamente corretto.

Utilizzando un costo notturno dell'elettricità di €0.09+IVA (9c) per kWh per 81.25kWh per la ricarica, si ottiene un costo di esercizio di €7.31/hr per un trattore elettrico da 108hp.

Il trattore diesel da 108hp che brucia circa 12,5L/ora a 0,57€+IVA/L ha un costo di esercizio di 7,12€/ora.

Utilizzando tariffe equivalenti, il trattore elettrico da 174 CV ha un costo di esercizio di 11,70 €/ora, mentre il suo rivale diesel che brucia 20L/ora costerà 11,40 €/ora.

Come si può vedere sopra, non c'è una differenza di costo apprezzabile tra le diverse unità di potenza. È possibile in futuro per un agricoltore che usa un trattore per lavori leggeri scegliere un'opzione di alimentazione a stato solido.

Tuttavia, la logistica e gli ingombranti requisiti dell'attrezzatura per la ricarica a distanza rendono improbabile che sia un'opzione per trattori di grande potenza nel prossimo futuro.

Se gli agricoltori irlandesi seguono le loro controparti europee e iniziano a installare pannelli solari che generano elettricità sui tetti degli edifici agricoli, allora il progetto EV diventa un'opzione molto più economica.