کدام ریتاردر بهتر است؟ هیدرولیکی یا الکتریکی 
تصور کنید یک دامپتراک ۳۰۰ تنی در حال بالا آمدن از رمپ با شیب ۱۰ درصد است. موتور دیزلی ۴۰۰۰ اسب بخاری آن نعره میکشد، دود سیاه غلیظی به هوا میفرستد و با زحمت فراوان سرعتی معادل ۱۲ کیلومتر بر ساعت دارد.
در این لحظه موتور دیزل تحت بیشترین فشار است و سوخت را مثل آب میخورد. اما چه میشود اگر در همین سربالایی سخت، کامیون ناگهان به یک قطار برقی تبدیل شود؟ این دقیقا کاری است که سیستم ترولی بالاسری انجام میدهد.
این فناوری با قرض گرفتن ایده از اتوبوس برقی شهری و ترامواها، کامیونهای غول پیکر معدنی را به شبکه برق متصل میکند تا بهرهوری را دو برابر و آلایندگی را نصف کنند. با پایه یک همراه باشید تا در این مقاله این فناوری را دقیقتر و بهتر بشناسید.
سیستم ترولی بالاسری چیست و چگونه کار میکند؟
برای درک این سیستم ابتدا باید بدانیم که اکثر دامپتراکهای فوق سنگین مدرن از نوع دیزل-الکتریک هستند. یعنی موتور دیزل آنها چرخها را نمیچرخاند، بلکه یک ژنراتور را میچرخاند تا برق تولید کند و این برق موتورهای الکتریکی داخل چرخها را به حرکت درمیآورد.
سیستم ترولی یک میانبر هوشمندانه است؛ در مسیرهای شیبدار معدنی، خطوط انتقال برق فشار قوی روی پایههایی در بالای جاده نصب میشوند. کامیون مجهز به یک شاخک گیرنده برق به نام پانتوگراف (Pantograph) است. وقتی کامیون وارد سربالایی میشود:
- راننده یا سیستم خودکار، پانتوگراف را بالا میبرد تا به سیمها وصل شود.
- موتور دیزل به حالت درجا (Idle) میرود یا خاموش میشود.
- الکتریسیته مورد نیاز موتورهای چرخ، مستقیما از شبکه برق معدن تامین میشود.
- کامیون با قدرتی فراتر از توان موتور دیزلی خود، شیب را بالا میرود.

اجزای اصلی سیستم ترولی بالاسری چیست؟
اجرای این سیستم نیازمند تغییرات هم در زیرساخت معدن و هم در خود کامیون است:
۱. زیرساخت جاده: شامل پستهای یکسان کننده است که برق AC شبکه سراسری را به برق DC با قدرت بین ۱۶۰۰ تا ۲۶۰۰ ولت تبدیل میکنند. سپس دکلهای نگهدارنده و کابلهای مسی ضخیم در طول مسیر شیبها نصب میشوند.
۲. پانتوگراف هوشمند: این قطعه روی شاسی کامیون نصب میشود. پانتوگرافهای معدنی باید بسیار مقاومتر از نمونههای شهری باشند تا بتوانند لرزشهای شدید کامیون و نوسانات جاده خاکی را تحمل کنند و از مانع جرقهزنی شوند.
۳. کامیونهای سازگار: هر کامیونی نمیتواند از ترولی استفاده کند. کامیون باید حتما سیستم محرک الکتریکی داشته باشد. از برندهای پیشرو در این زمینه باید به کوماتسو، لیبهر، هیتاچی و کاترپیلار اشاره کرد.
نمونههای اجرا شده و موفق در جهان
این تکنولوژی این یه موضوع علمی تخیلی یا حتی نظری نیست و دهههاست که در بزرگترین معادن دنیا امتحان خود را پس داده و هماکنون نیز در بسیاری از این محلها اجرا شده است. در ادامه برخی از معادنی که از فناوری بهره میبرند را معرفی میکنیم.
معدن مس بولیدن آیتیک (Boliden Aitik) – سوئد؛ این معدن یکی از پیشگامان مدرن سیستم ترولی است. آنها با همکاری کاترپیلار مسیرهای طولانی حمل باطله معدنی را برقی کردند. نتیجه شگفتانگیز بود، سرعت کامیونها در سربالایی از ۱۵ کیلومتر بر ساعت به ۳۰ کیلومتر بر ساعت رسید و مصرف سوخت در آن بازه ۹۵٪ کاهش یافت.
معدن مس لوموانا (Lumwana) – زامبیا؛ شرکت هیتاچی ناوگانی از دامتراکهای خود را در این معدن به سیستم ترولی مجهز کرد. در آفریقا که هزینه سوخت دیزل بسیار بالاست و تامین آن چالشهای لجستیکی دارد، استفاده از برق شبکه سراسری باعث صرفه جویی میلیونها دلار در سال شد.
معدن کانینگهام (Cunningham) – آفریقای جنوبی؛ این یکی از قدیمیترین و موفقترین پروژههای ترولی بود که نشان داد کامیونها در حالت ترولی، عمر موتور دیزلشان تا ۵۰٪ افزایش مییابد؛ زیرا در سختترین بخش مسیر یعنی سربالاییها و رمپها موتور دیزل عملا استراحت میکند.

مزایای مهم این فناوری، چرا معادن به سمت ترولی میروند؟
استفاده از سیستم ترولی سه مزیت طلایی دارد که هزینه بالای اجرای آن را توجیه میکند:
- افزایش چشمگیر سرعت؛ مهمترین مزیت اقتصادی این فناوری است. موتور دیزل محدودیت توان دارد، اما موتورهای الکتریکی چرخها میتوانند با دریافت برق مستقیم، توانی فراتر از حد معمول ارائه دهند. وقتی سرعت کامیون در سربالایی دو برابر شود، یعنی زمان چرخه حمل کاهش مییابد. در نتیجه معادن میتوانند با تعداد کمتری کامیون، همان مقدار بار را جابهجا کنند.
- کاهش مصرف سوخت و آلایندگی؛ در یک معدن روباز عمیق، حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد مصرف سوخت کامیون در مسیر برگشت، یعنی سربالایی با ظرفیت پر اتفاق میافتد. سیستم ترولی دقیقا همین بخش پرمصرف را حذف میکند. این یعنی کاهش هزینههای عملیاتی و البته کاهش انتشار هزاران تن دیاکسید کربن که گامی بزرگ به سمت معادن سبز و بدون آلایندگی است.
- افزایش عمر موتور دیزل؛ فشار روی موتور دیزل در سربالایی باعث استهلاک شدید آن میشود. با سیستم ترولی، موتور در این شرایط کار نمیکند و فاصله بین تعمیرات اساسی و سرویسهای دورهای موتور افزایش مییابد.
محدودیتها و چالشهای فناوری ترولی؛ چرا همه جا استفاده نمیشود؟
با وجود مزایایی که گفتیم، این سیستم محدودیتهای خاص خود را دارد که باعث میشود برای استفاده در هر نوع معدنی مناسب نباشد، این محدودیتها را در ادامه بررسی میکنیم:
- هزینه اولیه سنگین: نصب دکلها، کابلکشی، ساخت پستهای برق و خرید کامیونهای مجهز به پانتوگراف سرمایه اولیه بسیار زیادی میطلبد.
- انعطافپذیری کم: کامیونها مجبورند دقیقا از زیر کابلها حرکت کنند. برخلاف کامیونهای عادی که میتوانند مسیر خود را تغییر دهند، در سیستم ترولی مسیرها ثابت هستند. اگر دیواره معدن جابهجا شود، باید دکلها را هم جابهجا کنید که کاری پرهزینه است.
- نیاز به جادهسازی دقیق: جاده زیر سیستم ترولی باید مثل آینه صاف باشد. چالهها و دستاندازها باعث میشوند پانتوگراف از سیم جدا شود و جرقه بزند که به تجهیزات آسیب میزند. نگهداری جاده در این سیستمها بسیار حساستر است.
- عرض جاده: وجود دکلها در وسط یا کنار جاده فضای مانور را محدود میکند و اپراتور گریدر باید بسیار با احتیاط عمل کند تا به پایهها برخورد نکند.

نگاه به آینده: ترکیب استفاده از ترولی و باتری
آینده این سیستمها در ترکیب با تکنولوژی باتری است؛ در نسل جدید که شرکتهایی مثل ABB و First Mode روی آن کار میکنند، کامیون دیگر موتور دیزل ندارد و تمام برقی است. کامیون در مسیر سربالایی به سیم ترولی وصل میشود تا هم بالا برود و هم باتریهایش را شارژ کند و سپس در مسیرهای کفی و سرازیری از انرژی باتری استفاده میکند. این یعنی حذف کامل سوخت فسیلی از چرخه معدنکاری، البته سالهای زیادی تا رایج شدن این فناوری فاصله داریم و در حال حاضر معادن باید با همین محدودیتها و چالشها سازگار شوند.
فناوریهای سبز، روز به روز به ما نزدیکتر میشوند
سیستم ترولی بالاسری در رمپها، پلی میان معدن کاری سنتی و آینده تمام برقی است. اگرچه اجرای آن نیازمند سرمایهگذاری جسورانه و نظارت و نظم بالا برای نگهداری جاده است، اما برای معادن عمیق با عمر طولانی، بازگشت سرمایه آن تضمین شده است.

در دنیایی که قیمت گازوئیل رو به افزایش و قوانین محیط زیستی سختگیرانهتر میشوند، دیدن کامیونهایی که شاخکهایشان را به سمت آسمان گرفتهاند، تصویری رایجتر خواهد شد.
این مطلب توسط تیم کارشناسان سایت پایه یک نوشته شده است.
پشت هر مطلب در وبلاگ پایه یک، کار تیمی است؛ خبرنگار میدانی، کارشناس فنی و پژوهشگر محتوا. از مقایسهٔ جزئیات تا راهنمای انتخاب بهترینهای انواع کامیون و کامیونت، راهنمای لوازم و قطعات خودروهای سنگین و... ما به تصمیمهای روزمره سنگین سواران کمک میکنیم. کلیک کنید تا با نویسندگان ما بیشتر آشنا شوید.
در حال حاضر هیچ نظر یا دیدگاهی ثبت نشده است. شما میتوانید اولین نفری باشید که دیدگاه یا نظر خود را برای ما ارسال میکنید.