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Caricabatterie per Macchine Minerarie Elettriche e Autocarri da Miniera

GEBAT progetta e produce caricabatterie industriali e infrastrutture di ricarica ad alta tensione per veicoli e macchinari minerari elettrici.

Le nostre soluzioni di ricarica sono utilizzate per alimentare flotte di:

  • Autocarri da miniera elettrici.
  • Dumper minerari.
  • Escavatori e pale da miniera.
  • Veicoli minerari sotterranei.
  • Macchine di perforazione a batteria.

Queste applicazioni operano spesso in ambienti estremi e con cicli di lavoro continui. Per questo motivo le infrastrutture di ricarica non sono un semplice sistema ausiliario, ma una parte critica dell’infrastruttura elettrica della miniera.

Requisiti di ricarica nelle operazioni minerarie elettrificate

Le macchine da miniera elettriche lavorano con coppie elevate, cicli operativi molto lunghi e condizioni ambientali severe.

Autocarri minerari, dumper e altre attrezzature heavy-duty utilizzano pacchi batteria di grande capacità, con un range di tensioni nominali particolarmente ampio.

I sistemi di ricarica devono quindi garantire:

  • Robustezza ed affidabilità.
  • Regolazione precisa della corrente.
  • Prestazioni prevedibili durante turni operativi prolungati.

Vincoli operativi
nelle miniere

Le infrastrutture di ricarica per miniere devono funzionare in ambienti caratterizzati da:

  • Funzionamento continuo di macchine heavy-duty.
  • Polvere, vibrazioni e forti variazioni di temperatura.
  • Siti remoti con infrastrutture elettriche limitate.
  • Potenze di ricarica elevate per singolo veicolo.
  • Scalabilità in potenza e numero di porte di ricarica, per sostenere la progressiva elettrificazione delle flotte minerarie.

Molti siti minerari devono inoltre supportare sia mezzi di superficie sia veicoli sotterranei all’interno della stessa rete elettrica.

Criticità elettriche nella ricarica di macchine minerarie

I grandi sistemi batteria utilizzati negli autocarri da miniera richiedono conversione di potenza altamente stabile.

I caricabatterie utilizzati devono quindi garantire parametri elettrici controllati, tra cui:

  • Uscita DC stabile anche sotto carichi variabili ed ampie fluttuazioni della rete di alimentazione AC.
  • Ripple di corrente DC inferiore all’8%.
  • Fattore di potenza superiore a 0,99.
  • THDi inferiore al 15%.

Queste caratteristiche sono fondamentali quando più caricabatterie ad alta potenza operano simultaneamente nella stessa infrastruttura di ricarica.

Integrazione con BMS
e comunicazione CANBUS

Le macchine minerarie elettriche utilizzano sistemi avanzati di gestione batteria (BMS).
I sistemi di ricarica GEBAT integrano:

  • Interfacce CANBUS con protocolli configurabili.
  • Velocità di trasferimento dati regolabili.
  • Riconoscimento automatico della batteria.
  • Datalogger integrato per il monitoraggio operativo.

Queste funzionalità consentono di adattare le strategie di ricarica ai cicli di lavoro reali delle macchine minerarie.

Infrastrutture multi-veicolo

Le miniere operano spesso flotte composte da numerosi veicoli elettrici.

Le infrastrutture di ricarica devono quindi permettere la gestione coordinata dell’energia tra diversi mezzi.

I caricabatterie GEBAT supportano:

  • Priorità di ricarica programmabili.
  • Limitazione della potenza assorbita.
  • Strategie di peak-shaving.
  • Compensazione automatica della caduta di tensione sui cavi DC.

Questo consente di mantenere continuità operativa anche quando la potenza disponibile della rete è limitata.

Batterie tipiche nelle macchine minerarie

Le macchine minerarie elettriche coprono un ampio spettro di dimensioni e potenze: dai piccoli veicoli sotterranei fino ai grandi autocarri e locomotori da miniera.
Le tensioni e le dimensioni delle batterie variano quindi in base al tipo di macchina.

Veicoli di servizio
e utility sotterranei

Tensione tipica batteria:
24 – 144 VDC

Utilizzati per:

  • Trasporto personale.
  • Veicoli di manutenzione.
  • Attrezzature ausiliarie sotterranee.

Macchine sotterranee
di produzione

Tensione tipica batteria:
100 – 400 VDC

Comprendono:

  • Loader LHD (Load-Haul-Dump).
  • Camion minerari sotterranei.
  • Macchine di perforazione elettriche.

Macchine minerarie
di superficie

Tensione tipica batteria:
400 – 800 VDC

Comprendono:

  • Autocarri da miniera elettrici.
  • Dumper minerari.
  • Escavatori e pale da miniera di grande dimensione.
Le infrastrutture di ricarica devono quindi supportare diversi livelli di tensione e potenza all’interno della stessa flotta mineraria.

Tecnologie di ricarica per macchine minerarie

Le macchine minerarie elettriche utilizzano generalmente grandi pacchi batteria al litio che richiedono conversione di potenza altamente efficiente.

I caricabatterie GEBAT utilizzano tecnologie HF ad alta frequenza e ibride IGBT, progettate per ambienti industriali gravosi, con elevata efficienza di conversione e funzionamento continuo.

Le batterie ad alta tensione utilizzate negli autocarri da miniera possono essere supportate fino ad 800 VDC.

Architetture di ricarica nelle miniere di superficie e sotterranee

L’architettura dell’infrastruttura di ricarica dipende fortemente dalla logistica operativa della miniera.

Nelle miniere a cielo aperto è comune installare aree centralizzate di ricarica ad alta potenza dedicate agli autocarri da miniera e ai dumper elettrici.

Nelle miniere sotterranee vengono invece spesso utilizzati punti di ricarica distribuiti lungo i percorsi operativi per ridurre i tempi di trasferimento dei veicoli.

Un’infrastruttura modulare consente di espandere gradualmente la capacità di ricarica man mano che la flotta viene elettrificata.

Soluzioni GEBAT per Veicoli da Miniera

HPS GSE

HPS GSE

Ground Support Equipment

Sistema di ricarica DC ad alte prestazioni progettato per ambienti industriali gravosi.
Adatto a flotte di veicoli elettrici industriali con tensioni fino a
144 VDC e potenze fino a 36 kW.

HVS

HVS

High Voltage Series

Sistema di ricarica DC ad alta tensione progettato per grandi pacchi batteria utilizzati in veicoli industriali e macchine heavy-duty.
Supporta tensioni di ricarica fino a
800 VDC con potenze fino a 120 kW.

FAQ tecniche

Come si pianifica l’infrastruttura di ricarica per flotte minerarie su più turni?
La strategia dipende dal ciclo operativo dei veicoli, dalla capacità delle batterie e dalla logistica del sito. Le finestre di ricarica vengono generalmente integrate nei cicli operativi per mantenere la disponibilità dei mezzi senza generare picchi di carico sulla rete.
I grandi autocarri da miniera possono condividere l’infrastruttura con mezzi più piccoli?
Sì, ma spesso operano a tensioni e potenze molto più elevate rispetto ai veicoli ausiliari.
L’infrastruttura deve quindi supportare un range di tensioni DC e potenze di lavoro particolarmente ampio.
Perché il ripple DC è critico nella ricarica di batterie di grande capacità?
Un ripple elevato aumenta il riscaldamento interno delle celle, accelera il degrado della batteria e ne riduce le prestazioni. Nei veicoli heavy-duty, una corrente DC stabile è fondamentale per massimizzare la durata della batteria e l’affidabilità.
Quali sono le principali sfide nella ricarica dei veicoli minerari sotterranei?

La ricarica dei veicoli minerari sotterranei deve tenere conto di diversi vincoli operativi.
Le miniere sotterranee spesso dispongono di capacità elettrica limitata, spazi di installazione ridotti e condizioni ambientali severe.

I sistemi di ricarica devono quindi garantire:

  • Elevata efficienza energetica.
  • Dimensioni compatte.
  • Elevata affidabilità.
  • Protezioni elettroniche robuste.

Una progettazione adeguata dell’infrastruttura di ricarica consente di mantenere la disponibilità dei veicoli e ridurre i tempi di fermo macchina nelle operazioni minerarie sotterranee.

Dove vengono installate tipicamente le stazioni di ricarica nelle operazioni minerarie?
La posizione delle stazioni di ricarica dipende dalla configurazione della miniera e dai cicli operativi dei veicoli.
Nelle miniere a cielo aperto, le stazioni di ricarica ad alta potenza vengono spesso installate in aree centralizzate vicino alle zone di dispatch, manutenzione o parcheggio dei mezzi.
Nelle miniere sotterranee, i punti di ricarica sono invece generalmente distribuiti lungo i percorsi operativi per ridurre le distanze di trasferimento dei veicoli e mantenere elevata la disponibilità delle macchine durante i turni di lavoro.
Una progettazione adeguata della posizione delle stazioni di ricarica consente di migliorare l’efficienza operativa e ridurre i tempi di fermo dei veicoli minerari.

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