Ultracapacitor rough terrain mine vehicle | Bisschoff | Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie
Home ▶ Vol 33, No 1 (2014) ▶	Bisschoff
Authors: W.A. Bisschoff1; R. Gouws1
Affiliations: 1School of Electrical, Electronic and Computer Engineering, North-West University, Potchefstroom Campus, South Africa
Correspondence to: W. Bisschoff
How to cite this abstract: Bisschoff, W.A. & Gouws, R., 2014, 'Die ontwikkeling van 'n superkapasitoraangedrewe voertuig vir die mynboubedryf', Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie 33(1), Art. #1187, 1 page. http://dx.doi.org/10.4102/satnt.v33i1.1187
Ultracapacitor rough terrain mine vehicle. The mining industry is currently looking to implement electrical vehicles into the underground tunnels of mines to reduce the amount of carbon pollution in these tunnels. This electrical vehicle is driven by an ultracapacitor bank and a battery connected to an energy source management system which reaps the advantages of both energy sources.
Daar bestaan tans in die mynboubedryf byna geen elektries aangedrewe of hibridiese voertuie nie. Alle ondersteunings- en werksverrigtingvoertuie soos stort-, nuts- en vervoervragmotors word hoofsaaklik deur binnebrandenjins aangedryf. Voertuie met binnebrandenjins word veral algemeen in die ondergrondse tonnels van myne aangewend. Hierdie binnebrandenjins genereer 'n beduidende hoeveelheid hitte- en koolstofuitlaatgasse in die ondergrondse myntonnels, wat in swak geventileerde tonnels gesondheidsprobleme vir mynwerkers skep en dus 'n negatiewe uitwerking op werkstoestande het. Elektries aangedrewe voertuie sou die voordele inhou dat geen koolstof vrygestel word nie en minder hitte opgewek word.
Een van die grootste uitdagings ten opsigte van die ontwerp van elektriese voertuie is dat die motor energie vir 'n verlengde tydperk moet kan oordra voordat die energiebron herlaai hoef te word. Die energiestoorstelsel wat tans in elektriese voertuie gebruik word, bestaan hoofsaaklik uit groot banke parallelgekoppelde batterye. Deur die batterye parallel te koppel, word 'n konstante uitsetspanning verseker, wat die stroomleweringsvermoë asook die energiekapasiteit verhoog. Batterye word as elektriese energiebronne met hoë energiedigtheid beskou, wat beteken dat gestoorde energie oor 'n verlengde tydperk teen 'n betreklik konstante stroomleweringstempo ontlaai. 'n Alternatiewe tipe energiebron, wat as 'n drywingsdigtheidsbron bekend staan, is 'n lae-energiedigtheidsbron met die vermoë om oombliklik 'n hoë stroom te lewer. 'n Voorbeeld van hierdie soort energiebron is 'n superkapasitor.
Die projek maak gebruik van 'n battery en 'n superkapasitorbank om 'n elektriese voertuig aan te dryf wat liggewig-toerusting in die ondergrondse tonnels van 'n myn kan vervoer. Die twee energiebronne is gekoppel, en deur middel van sensorgebaseerde insette in verband met aspekte soos die stroom, die massa van die vrag en die helling waarteen die voertuig moet beweeg, word daar bepaal watter energiebron gebruik moet word om die voertuig aan te dryf. In die geval van 'n swaar vrag en 'n steil opdraande gee die Arduino®-beheerder die nodige instruksies om die superkapasitors as energiebron te selekteer. Die voertuig se aandrywing en stuurvermoë word deur middel van die implementering van elektriese gelykstroommotore in geslotelusbeheerstelsels bewerkstellig. Die voertuig ontvang insette in verband met spoed en rigting van 'n operateur met 'n afstandbeheerder, en so word die vrag na die gewenste eindpunt vervoer.
Die resultate dui daarop dat 'n superkapasitor- en battery-aangedrewe voertuig wat in die uitdagende toestande wat tipies in die mynindustrie aanwesig is, kan funksioneer, vervaardig sal kan word. Hierdie voertuig sal 'n geoutomatiseerde geslotelusbeheerstelsel implementeer, sodat die effektiefste energiebron as aandrywingsbron van die voertuig geselekteer sal kan word.