Serie: Mining & Materials • Del 7
Mega Vans & Flywheels — Lastbilar som rullande batterier
I vår värld brinner inte lastbilar — de buffrar. Varje ”mega van” är en 200‑tons lastrobot med några megawattimmar ombord och ett svänghjul som äter effektspikar till frukost. De gör transport till en del av elsystemet, inte ett undantag från det.
Dagens uppdrag
Designa lastbilen som en energienhet först, ett fordon andra.
Publicera förberäknade rutter, packstorlekar och laddarstyrka (ingen JS behövs).
Bevisa att vi kan bryta och bygga supersnabbt med tysta elektroner.
Varför lastbilar som batterier (och varför de gör platsen snabbare)
Vi flyttar jord i pulser: lasta, klättra, dumpa, åka ner. Batterier ogillar pulser; svänghjul älskar dem. Så varje lastbil gör två jobb: frakta massa och buffra kraft. Resultatet är rörelse dygnet runt med ett lugnare mikronät, mindre topputrustning och en gruva som låter som ett bibliotek med ett gym.
- Ombordlagring förvandlar varje stopp till en chans att jämna ut nätet.
- Svänghjul absorberar toppar (starter, dumplyft), skyddar batterier och laddare.
- Regen nedförsbacke betalar tillbaka klättringen — elektroner åker hissen ner.
Plattformsspecifikationer (massproducerad, anpassad där det räknas)
Mega Van — grundmodell
- Lastkapacitet: 200 t
- Tjänstevikt: ~190 t (inkluderar pack)
- Maxhastighet (plats): 36 km/h (10 m/s)
- Klättring: 5–10% lutningar vid 10 m/s (assistansfält valfritt)
- Drivning: 4 motorer i hjulen, vektorkontroll
Energimoduler
- Huvudpaket: 3–5 MWh (LFP-klass); paketvikt ~21–36 t
- Toppeffekt (batteri): 2–4 MW (C-hastighet hanterad)
- Svänghjulspod: 30–50 kWh, 2–5 MW burst, ~1–2 t
- Regen: ~70% av nedförspotentialen fångad
Vad svänghjulet egentligen gör
Den buffrar effekt, inte räckvidd. Tänk på det som en stötdämpare för elektroner. Starta från bänken? Svänghjulet ger 2–5 MW i sekunder, batterierna andas lätt vid 0,5–1,0 C. Släpp en last på 200 ton? Svänghjulet suger åt sig regen-spiken och fördelar den sedan till paketet.
Energiflöden & packar (nummer du kan hålla i)
Energi per resa (netto)
| Rutt | Energi / resa | Anteckningar |
|---|---|---|
| Kort & mild • 1 km @ 3% lutning | ~37 kWh | Regen betalar mest av nedstigningen |
| Basfall • 2 km @ 5% lutning | ~107 kWh | Vi dimensionerar beläggen efter detta |
| Längre transport • 3 km @ 5 % lutning | ~161 kWh | Större bromsbelägg eller trolley |
| Brantare • 2 km @ 8 % lutning | ~156 kWh | Svänghjulet glänser här |
Antar 200 t last, 190 t tom, 10 m/s kryssning, 90 % drivlina, 70 % nedförsregenerering.
Packstorlek per skift
3 turer/timme. Planerad urladdningsdjup på 80 % för lång livslängd.
| Rutt | 10‑timmars skift | 12‑timmars skift | Notera |
|---|---|---|---|
| Kort & mjuk | ~1.4 MWh | ~1.7 MWh | 2 MWh pack comfy |
| Basfall | ~4.0 MWh | ~4.8 MWh | 4–5 MWh pack |
| Lång/brant | ~6.0–6.3 MWh | ~7.2–7.5 MWh | Använd trolly eller mer laddningstid |
Ett 4 MWh-paket vid 0.32 MW i genomsnitt (basfall) räcker ~12.5 h. Plattorna hanterar resten; svänghjul håller topparna lugna.
Förberäknade rutter
Per-lastbil kraft & plattrating (bas: 3 turer/h)
Laddning endast under stopp ~15 min/h (25% arbetscykel). Laddare+paket effektivitet ~90%.
| Rutt | kWh/h | Plattkraft när dockad | Rekommendera |
|---|---|---|---|
| Kort & mjuk | ~111 | ~0.5 MW | En platta per plats |
| Basfall | ~321 | ~1.5 MW | Dubbelplattor vid dump |
| 3 km @ 5% | ~483 | ~2.2 MW | Pads + trolley lane |
| 2 km @ 8% | ~468 | ~2.1 MW | Pads + svänghjulsfokus |
Pad-kraft ≈ (kWh/h) / (0.25 × 0.90). Vi schemalägger för att undvika att alla dockar samtidigt.
Flottenergi (bas)
20 lastbilar • 200 t • 3 turer/t • 2 km @ 5% lutning.
| Mått | Värde |
|---|---|
| Genomströmning | 288,000 t/dag |
| Dragenergi | ~155 MWh/dag |
| Genomsnittlig flottkraft | ~6.4 MW |
| Platsomfattning (med spadar/pumpar) | ~12–18 MW |
Siffrorna matchar Del 1 så att berättelsen förblir konsekvent.
Vad en trolleybana ger dig (backhjälp)
Sätt en 2–3 MW luftledning på uppförssegmentet. Den förser klättringen direkt och laddar samtidigt packarna.
| Fall | NettokWh/resa | Effektbehov för pad | Notera |
|---|---|---|---|
| Bas (ingen trolley) | ~107 | ~1.5 MW | Som ovan |
| Uppförsbacke trolley 2 MW | ~20–40 | ~0.3–0.6 MW | Regen täcker det mesta av nedförsbacken |
Eftersom uppförspotentiell energi är ≈106 kWh/resa vid 2 km/5 %, eliminerar drivningen av det segmentet det mesta av nettouttaget.
Laddnings- & trolleyalternativ (välj det Lego du gillar)
Dump‑pad-laddare
- 1.5–2.5 MW DC pantograf per plats
- Docka medan du tömmer; 3–6 minuters burstar
- Tung AC-buss + platsbatteri jämnar ut uppströms
Uppförsbacke trolley-linje
- 2–3 MW overhead på stigningen
- Förser klättring + trickle-laddning
- Minskar packstorlek eller pad-klassning
Hot-swap-packar (valfritt)
- 5–8 minuters byte vid dumpstationen
- Bra för avlägsna platser utan trolley
- Kräver reservpackpool (~10–20%)
Varför inte "bara större batterier"?
Efter ungefär ~5 MWh per lastbil börjar packvikt/utrymme stjäla last och investeringar. Det är renare att hålla packar rimliga och lägga till in‑motion energy (trolley) eller high‑power pads. Batterier gör energi; svänghjul gör effekt.
Flottorkestrering (hur baletten hålls smidig)
Relay-hjärna
- Schemalägger dockningsfönster så att pad-samtidighet hålls låg.
- Sprider ut stigningar för att jämna ut effektuttaget.
- Förutspår däck- och bromsslitage från telemetri; inga överraskningar.
Microgrid tumregler
- Pads: 1 per 6–8 lastbilar (basfall), 2 per 10 för marginal.
- Platsbatteri: storlek för 1–2 timmars genomsnittlig fordonsflottbelastning.
- PV-översizing: 1,5–2,0× genomsnitt för att ladda lastbilar på dagtid.
Säkerhet & grannar (tråkigt av design)
Elektrisk säkerhet
- Sammanlänkade pads; inga strömförande kontakter förrän fullständigt dockade.
- Packeldceller är keramisk isolerade; ventileras utåt, inte in i hyttarna.
- Svänghjul i pansrad trumma; felsäkra lager; vakuumsensorer.
Människor & fred
- Akustiska paneler på laddare; fordonsflotta <75 dBA vid staket.
- Inga dieselavgaser, inga NOx. Damm hålls nere med dimmare och asfalterade körfält.
- Belysningen är nedåtriktad; hökar besöker fortfarande den framtida sjön (Del 1).
Tap‑to‑open Q&A
”Kan en lastbil driva en annan?”
Ja, långsamt. V2V genom DC-länken i säkra hastigheter för balansering. Vi låter mest lastbilar driva anläggningen — pad till batteri — och anläggningen driver resten. Färre kablar på vägen, fler leenden.
”Vad går sönder först?”
Däck, alltid däck. Men återvinning + vektorkontroll minskar bromsslitage till komiska nivåer, och autonomi förhindrar hjulspårshjältedåd. Paketen cyklar mjukt tack vare svänghjul; livslängden ser ut som en lång, lugn bok.
”Är trolley värt besväret?”
Om din uppförsbacke är lång eller brant, absolut. Det sparar ~100 kWh/resa vid 2 km/5 % och minskar pad-effekten med ~2–5×. Annars är pads ensamma utmärkta för kompakta gruvor.
”Skulle vi kunna köra 24/7 utan stopp?”
Praktiskt taget ja: docka‑medan‑dumpa + tillfälliga mikro‑stopp. Med trolley anländer paketen till dumpningsplatser mer laddade än när de lämnade. Baletten tappar inte takten.
Nästa upp: Transport & Flows — Local vs Global (Del 8). Transporterar vi atomer eller färdiga former? Vi kartlägger världens artärer.