Электротранспорт города Уфы

Разделы

Календарь

2018 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
30
16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31 1 2 3

Новости

Может ли городской транспорт перейти на использование перпетуум мобилей
  • 7 Апреля 2019 12:04
Количество просмотров: 3690

Может ли городской транспорт перейти на использование перпетуум мобилей?

В ближайшее время на улицах вполне могут появиться рейсовые транспортные средства, которые будут почти независимыми от энергии городских сетей, и это будет достигнуто за счет правильной организации систем рекуперации и зарядки с использованием солнечной энергии, считает эксперт по энергоэффективности транспорта, управляющий директор компании "Лиотех" Салават Халилов.

Солнечные зайчики

Салават Халилов: "Перпетуум мобиле" - понятие условное. Пока стоит говорить про экономичное отношение к запасенной на борту электробуса энергии и о снижении ее расхода, а также про использование альтернативных источников энергии для подзарядки.

В первую очередь я бы делал ставку на рекуперацию. Как движется городской автобус? Он отъезжает от остановки, разгоняется, едет вперед, приближается к следующей остановке, тормозит, останавливается. Огромная 18-тонная махина, снижающая скорость - это же настоящая динамо-машина! На недавно запущенном в Санкт-Петербурге электробусе провели замеры, и первая статистика показывает, что так теоретически возможно возвращать до 20 процентов использованной энергии. Я думаю, в условиях реального городского движения цифра будет на уровне 10 процентов, но и это уже очень серьезный ресурс.

Сейчас электробусы заряжают на конечных станциях. А что будет, если им на крышу добавить солнечную батарею?

Салават Халилов: Это более трудный путь. Крыша электробуса и так перегружена накопителями энергии и другим оборудованием, если туда добавить еще и солнечную панель с сопутствующим оборудованием, центр масс будет расположен очень высоко, это плохо с точки зрения безопасности. Солнечную батарею надо чистить, зимой убирать с нее снег, это тоже непросто. А самое главное - тут надо просто посчитать - сколько киловатт-час можно будет снять с панели такой площади. Условно говоря, если для 1 километра пробега необходимо 2 киловатт-часа энергии, а в среднем скорость городского автобуса составляет около 20 км/ч, значит, нам надо за 3 минуты, которые займет движение по этому отрезку, выработать те самые искомые 2 киловатта-час, что, конечно же, не достижимо при нынешнем уровне развития техники.

Но прогресс не стоит на месте, ученые уже изобрели солнечные панели с КПД больше 40 процентов.  Очевидно, что скоро эта цифра еще вырастет на порядок. Нам надо просто дождаться этого момента?

Салават Халилов: Есть и другой путь. Сейчас в курортных городах Черного моря используются дизельные автобусы. При этом там очень яркое солнце и много ясных дней в году. Есть все предпосылки для развития электробусов. Ведь солнечную панель не обязательно возить на крыше автобуса, ее можно установить на конечной станции. Там она будет под охраной, контролем, с постоянным доступом для обслуживания. А на борту электробуса останется только аккумулятор, так мы еще и на массе машины сэкономим. Он вернулся с маршрута, встал на полчаса на отстой, перезарядил свой накопитель и отправился в новый рейс.

Что делать в других городах? Например, в столице?

Салават Халилов: Одним из главных потребителей энергии в Москве, да и во многих других крупных городах является метрополитен. Но, при этом, он теоретически может и стать ее источником. Поезд с огромной массой идет всегда по одному и тому же маршруту, у него есть точно известные места торможения и остановки. Представляете, сколько энергии сейчас уходит просто в тепло? Ее можно собрать и направить или в накопители на борту вагона или передавать по проводам, проложенным вдоль туннеля, и выводить ее на поверхность.

Рубли и Ватты

Кроме рекуперации и солнечного света, есть другие источники энергии, открывающие такие же перспективы для городского транспорта?

Салават Халилов: На данный момент существует ряд конкурирующих технологий - топливные водородные элементы и аккумуляторы разных систем. Они пока не слишком распространены и дороги. Нам в любом случае нужен электрический ток и аккумулятор для его хранения. На сегодня оптимален литий-ионный аккумулятор. Когда-то, в конце девятнадцатого века сжигание углеводородов в двигателях внутреннего сгорания, как это ни странно звучит, спасло крупные города от экологической проблемы: сотен тонн навоза, оставляемого на улицах лошадьми. Теперь пришло время замещать сжигание углеводородов в двигателях внутреннего сгорания. Это сделает электричество, накопленное в литий-ионных аккумуляторных батареях на борту транспортных средств. При это электричество будет вырабатываться как на традиционных, гидро- и тепловых электростанциях, на АЭС и за счет альтернативных источников. При этом надо учесть, что даже традиционные тепловые электростанции, стоящие вдали от городов, намного экологичнее для людей, чем дизельный или бензиновый двигатель автомобиля рядом с детским садиком.

Использование электротранспорта обходится дешевле, чем с двигателем внутреннего сгорания.

Салават Халилов: Есть мировая статистика: при среднем суточном пробеге автобуса 200 км стоимость 1 километра что дизельного автобуса, что электрического примерно 1 доллар. Правда, для электробусов в эту сумму уже входит работа по созданию и обслуживанию инфраструктуры. Если же рассматривать российские цены и считать чистый расход топлива или заряда, получаются такие цифры:

- дизельный автобус тратит на 100 км пробега около 40 литров дизельного топлива, в пересчете на каждый километр пути мы получаем в среднем 17-18 руб. на топливо;

- электробус тратит на 1 километр пробега 2-3 киловатт*час электроэнергии, что обойдется от 4 до 12 руб. в зависимости от используемого тарифа и времени подключения к сети.

Более того, в Китае посчитали, что 1 тысяча электробусов каждый день экономит стране 500 баррелей нефти. Вроде бы цифра не сильно впечатляет, но ведь это же каждый день. Сейчас парк электробусов в Поднебесной уже больше 100 тысяч машин, а это уже более 18 млн баррелей или более 1 млрд долларов в год.

Но электробусы сами по себе дороже дизельных автобусов. Получится окупить их покупку за счет меньших издержек на линии?

Салавт Халилов: Сейчас в России есть госсубсидия на закупку электротранспорта - от  7,5 до 8 млн рублей на каждую машину. При этом электробус с завода стоит 24 миллиона рублей (то есть регионам они обходятся в 16 млн руб.), а дизельный городской автобус - 12 миллионов рублей. Растущие экологические требования приводят постепенному удорожанию дизельных машин. У электробуса - обратная зависимость. Почти треть стоимости электробуса составляют литий-ионные аккумуляторные батареи, стоимость которых, в соответствии с многолетней мировой статистикой, снижается. Несложно подсчитать, что стоимость дизельных и электрических автобусов выровняется в начале следующего десятилетия и выгода от покупки электробуса для муниципального бюджета будет очевидна. Кроме того, автобусные парки тратят значительные суммы на закупку моторных масел, фильтров, обслуживание двигателей внутреннего сгорания. У электрических машин этих расходов просто нет.

Как соотносятся эксплуатационные характеристики у дизельной и электротехники?

Салават Халилов: Максимальные пробеги электробусов зависят от типа зарядки и тех батарей, которые используются в машинах. На сегодняшний день наиболее распространенными являются так называемые электробусы с динамической зарядкой (In-Motion-Charging, IMC), которые очень похожи на традиционные троллейбусы, но при этом имеют возможность двигаться без контактной сети. Их пробег может достигать 20-30 километров. Вторая группа - это электробусы с ультрабыстрой зарядкой (Opportunity-Charging, OC). Они сейчас бегают по Москве. Их пробег может достигать 30-40 верст на одной зарядке, которая осуществляется на конечных станциях. Большинство выпущенных в мире электробусов используют ночную зарядку (Overnight-Charging, ONC), эти машины имеют запас хода на одной зарядке 200 - 300 километров, столько же за сутки проходит и обычный дизельный городской автобус. С точки зрения скорости и пассажировместимости отличия незначительные.

Как долго смогут продержаться на линии современные электробусы?

Салават Халилов: Кузов и шасси рассчитаны на 15 лет, причем тут особых отличий между типами техники нет, строят их на одних и тех же заводах. Ресурс литий-ионных батарей - от 3 тысяч циклов зарядки для литий-железо-фосфатные батарей (LFP) (они используются на машинах с ночной зарядкой) до 10 тысяч циклов зарядки для литий-титанатные батарей (LTO) (такие используются в электробусах с ультра быстрой зарядкой, например, как в столице). Если пересчитать в годы, то это по 7-8 лет в обоих случаях. По истечении этого срока будет достаточно заменить батарею и продолжать эксплуатацию электробуса в штатном режиме.

Кстати

Вторая жизнь аккумулятора

- Литий-ионная батарея очень похожа на живого человека, - размышляет Салават Халилов. - Она работает, устает, питается, стареет и выходит на пенсию. И очень не любит пиковых нагрузок, регулярная разрядка ниже 20 процентов способна катастрофически сократить ее ресурс. После того как аккумулятор отработал свой ресурс в электробусе, он остается вполне работоспособным, но его емкости уже не хватает для тяжелых условий эксплуатации на дорогах, где вибрации, перепады температур, неустойчивая влажность. Но при этом, как и у военного пенсионера, сил - то есть, номинальной энергоемкости - остается процентов на 80. Просто ему надо сменить профессию. Например, старые аккумуляторы можно использовать для организации бесперебойного питания. Так делают во многих странах, к примеру, в Испании. Там аккумуляторы, снятые с электромобилей, после небольшой профилактики отвозят на футбольные стадионы, чтобы при аварийном отключении электричества зрители могли спокойно и комфортно покинуть трибуны.

Тем временем

Без пилота - дешевле

Исследования показали, что рейсовые электробусы смогли бы сэкономить существенную часть заряда, если бы ими управляли не живые водители, а автопилот. Особенно если подключить систему рекуперации. Просто потому, что автоматическая система с заданным алгоритмом будет аккуратнее вести машину, избегать лишних торможений и ускорений и во всех ситуациях выбирать оптимальный режим энергопотребления. А водителю надо оставить две кнопки: включить и выключить - и, конечно же, педаль аварийного тормоза.


Источник: Российская газета

(Нет голосов)
Загрузка комментариев...