Smart Farming und Elektrifizierung als Schlüssel zur Nachhaltigkeit

How smart farming and electrification is key to sustainability?
Interview mit
Daniel Wood, ipari szegmens menedzser

Intelligente Landwirtschaft

Der Begriff „Smart Farming“ klingt zwar wie ein Modewort, aber für die langfristige Deckung des weltweiten Nahrungsmittelbedarfs und eine nachhaltige Landwirtschaft spielt dieser Ansatz eine überaus wichtige Rolle. Intelligente Landwirtschaft nutzt digitale Technologien und Konzepte der nächsten Generation, um die besten Ernteerträge zu erzielen und gleichzeitig die Umwelt zu schonen. Mit Künstlicher Intelligenz und Big Data werden Parameter wie Sonneneinstrahlung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und andere Umweltfaktoren zur Optimierung beim Pflanzen, Spritzen, Bewässern und für andere landwirtschaftlichen Abläufe eingesetzt.

Fortschritte in der Datentechnik und Elektrifizierung tragen zu höheren Ernteerträgen, Nachhaltigkeit, Rückverfolgbarkeit von Lebensmitteln und effizienter Wassernutzung bei geringerem Pestizid- und Düngemitteleinsatz bei.

Laut „World Population Prospects“ 2019 der Vereinten Nationen wird die Weltbevölkerung in den nächsten 30 Jahren voraussichtlich um 2 Milliarden Menschen von 7,7 Milliarden auf 9,7 Milliarden im Jahr 2050 wachsen.

“Smart Farming bedeutet Produktivitätssteigerung, Maximierung der Betriebseffizienz und Minimierung der Arbeitskosten.“

ELEKTRIFIZIERUNG VON TRAKTOREN

Elektrotraktoren, die „Arbeitspferde“ im Smart Farming, sind ein bahnbrechender Trend, der auch die Anwendung von Technologiekomponenten wie Sensoren, GPS und Bildverarbeitungssystemen zur Ausführung verschiedener landwirtschaftlicher Aufgaben umfasst. Credence Research prognostiziert den Markt für Elektrotraktoren im Jahr 2027 auf 2,9 Mrd. USD gegenüber 640,3 Mio. USD in 2020. Während des Prognosezeitraums wird dieser Markt voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von über 24,1 % wachsen.

ENERGIEEFFIZIENZ

Nach einem Bericht der National Rural Electric Cooperative Association (NRECA) könnte die Einführung von Elektrotraktoren zu einer durchschnittlichen Senkung des Energieverbrauchs um 50 Prozent gegenüber Dieseltraktoren führen. Zusätzliche Einsparungen, so die Analyse, können durch die Elektrifizierung weiterer landwirtschaftlicher Fahrzeuge wie Pickups oder Transportfahrzeuge erzielt werden, die indirekt mit der Produktion von Feldfrüchten in Verbindung stehen und ebenfalls mit fossilen Brennstoffen betrieben werden.

ANTRIEB VON ANBAUGERÄTEN

Motoren in nicht-elektrifizierten Traktoren arbeiten mit herkömmlichen mechanischen und hydraulischen Zapfwellen für die Anbaugeräte. Elektrotraktoren bieten weitaus effizientere Möglichkeiten, Energie an intelligente Anbaugeräte zu übertragen, die elektrische Energie für ihre Fahrantriebe, elektrische Servomotoren, eingebettete Computer, Bildverarbeitungssysteme und verschiedenste Arten von Sensoren benötigen. Die John Deere Exact Emerge™ Reihensämaschinen sind ein Beispiel für den Einsatz von Mechatronik, Sensoren und Steuerungen, die durch fortschrittliche Automation und Künstliche Intelligenz (KI) aufeinander abgestimmt werden.

Solche elektrischen Einheiten machen schwerfällige Hydraulik überflüssig und unterstützen einen reaktionsschnelleren, effizienteren und zuverlässigeren Prozess. Der auf der Consumer Electronics Show 2021 vorgestellte hochautomatisierte 8RX-Großtraktor und die 24-reihige 60-Fuß-Sämaschine verfügen über mehr als 300 Sensoren und 140 integrierte Steuerungen, die bis zu 15.000 Messungen pro Sekunde verarbeiten. Damit kann der Traktor auf der Grundlage der aktuellen Bodenbedingungen über 700 Maiskörner oder 2.800 Sojasamen in optimaler Tiefe aussäen, um die Ernteerträge zu verbessern.

STECKVERBINDERTECHNIK FÜR SMART FARMING

Bei der Elektrifizierung für Smart Farming kommen verschiedene Steckverbinder für Anwendungen wie Hochspannung, Mittelspannung, Sensoren oder Datenkommunikation zum Einsatz. Diese Verbindungen werden im Laufe des Lebenszyklus der Ausrüstung häufig eingesteckt und wieder herausgezogen. Ihre Zuverlässigkeit und Robustheit sind deshalb entscheidende Kriterien für die Kundenzufriedenheit und die Reduzierung der Wartungskosten über die gesamte Lebensdauer der Geräte. Schlecht konstruierte Steckverbinder, die sich im Laufe der Zeit in rauen Umgebungen abnutzen, erhöhen die Ausfallhäufigkeit der Geräte und führen zu zusätzlichen Kosten für den Landwirt. Qualitativ hochwertige Steckverbinder fallen dagegen wesentlich seltener aus und sind in der Regel einfacher zu reparieren.

Steckverbinder müssen so ausgelegt und gefertigt werden, dass sie den rauen Bedingungen in der Landwirtschaft gerecht werden: große Temperaturbereiche, starke Vibrationen, Spritzwasserschutz und anspruchsvolle Wetterbedingungen. HARTING verfügt über umfassende Erfahrungen, relevantes Know-how und geeignete Produkte für Hochleistungsanwendungen, Mittelspannungs-, Sensor- und Datenkommunikationsanwendungen für eine Vielzahl von Branchen, insbesondere für Computeranlagen, Eisenbahn, Industriemaschinen, Elektrofahrzeuge und Stromerzeugung.

Elektrifizierung mit Steckern und Kabeln verteilt den Strom effizient an alle Elemente.

AEF Verbinder

DATENKOMMUNIKATION

Moderne landwirtschaftliche Geräte verfügen über datenintensive Funktionen wie beispielsweise die 3D-Technologie, die einen Systemüberblick aus der Vogelperspektive bietet und autonomes Fahren und Remote Farming möglich macht; diese Technik nutzt eine breite Palette an Elektronik, die auf einer zuverlässigen industriellen, digitalen IoT-Kommunikation basiert. Die Vision vom vollständig autonomen Farming umfasst alle Elemente der Landwirtschaft mit dem Ziel, die gesamten Abläufe bis zur Ebene des Saatguts abzudecken, um optimale Erträge erzielen zu können.

HARTING unterstützt mit seinen Produkten alle Formen der Datenkommunikation als Rückgrat für Smart Farming. Das Unternehmen steht zudem an der Spitze der Entwicklung von Single Pair Ethernet (SPE) 10BASE-T1: eine zweiadrige Ethernet-Netzwerktechnologie mit 10 Mbit/s auf der physikalischen Schicht nach Spezifikation IEEE 802.3cg. SPE nutzt das Internetprotokoll (IP), das in der Computerwelt und im Internet der Dinge (IoT) übliche Protokoll für die Daten- und Informationsübertragung.

OEM PARTNER

Durch die Zusammenarbeit mit einem starken Steckverbinderlieferanten erzielen Hersteller herausragende Ergebnisse in der Produktgestaltung und bei der praktischen Realisierung von elektrifizierten Traktoren und Anbaugeräten. HARTING verfügt über 75 Jahre praktische Erfahrung in der Entwicklung von Steckverbindern, die durch geeignete Materialien, Barriereschichten, Kontaktdruck- und Strukturmechanik anspruchsvollste Anforderungen in artverwandten Branchen wie Eisenbahn, Automobil, Unterhaltungselektronik und Computeranlagen erfüllen. HARTING ist in der Lage, alle Verbindungsanforderungen für landwirtschaftliche Geräte der nächsten Generation zu erfüllen. Die OEM-Unterstützung umfasst die Abteilung HARTING Customized Solutions (HCS), die bei der Entwicklung und Herstellung maßgeschneiderter Lösungen hilft, ebenso wie das nach DIN EN ISO / IEC 17025: 2018 zertifizierte Labor Corporate Technology Services (CTS) für Tests von elektromechanischen Komponenten, faseroptischen und elektronischen Übertragungssystemen, Geometrien und Materialeigenschaften sowie EMV-Tests für die CE-Zulassung.

Smart Farming ist die Zukunft: Steckverbinder von HARTING tragen heute und morgen zu einer grüneren, nachhaltigeren Welt bei.

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Lukas Hellmann
Business Development Manager Agriculture Industry
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Daniel Wood
Industry Segment Manager - Machinery