Ηλεκτροκίνηση
Γράφει ο Λουκάς Μπαφατάκης στις 05/10/2012
Οραματίζομαι συχνά το μέλλον της αυτοκίνησης, τουλάχιστον το βραχυμεσοπρόθεσμο. Έχω πλέον την αίσθηση ότι κινούμαστε οριστικά προς την ηλεκτροκίνηση με τα ηλεκτροκίνητα οχήματα να είναι ο κύριος όγκος των οχημάτων μεταξύ του 2020-2030. Μετά το 2030 λογικά τα αυτοκίνητα με κινητήρες εσωτερικής καύσης θα είναι από ελάχιστα έως εξαφανισμένα. Γιατί όμως η παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία κάνει στροφή προς την ηλεκτροκίνηση και πως θα υλοποιηθεί αυτή; Είναι βιώσιμη ή ρεαλιστική μια τέτοια δομική αλλαγή κατεύθυνσης στις μονάδες προώθησης των οχημάτων;
 
Θερμικοί κινητήρες
Οι κινητήρες που χρησιμοποιούμε όλοι στα σημερινά οχήματα είναι ένα σημαντικό επίτευγμα μεν, αναγκαίο κακό δε. Έχουν επιτρέψει στην ανθρωπότητα να μειώσει τις μεταξύ της αποστάσεις αλλά και την ανάπτυξη της κοινωνίας γενικότερα, όμως δεν είναι η καλύτερη διαθέσιμη λύση για τις μεταφορές. Ο λόγος είναι απλός. Ο χαμηλός βαθμός απόδοσης, ο οποίος είναι γύρω στο 30-32% περίπου για τους κινητήρες βενζίνης και φτάνει περίπου μέχρι το 45-47% περίπου σε βαρύτατα υπερπληρωμένους κινητήρες πετρελαίου.

Το θέμα είναι ότι αυτά τα μεγέθη είναι ήδη σχεδόν πλέον στα όριά τους, με λίγα λόγια είναι δύσκολο να μειωθεί περαιτέρω η κατανάλωση για το ίδιο προσφερόμενο έργο από έναν θερμικό κινητήρα. Αυτό σημαίνει ότι οι τρέχουσες μηχανές στην καλύτερη περίπτωση λιγότερο από το μισό καύσιμο μετατρέπουν σε έργο. Το υπόλοιπο το χάνουμε σε μορφή θερμότητας. 

Ένα επίσης μειονέκτημα των θερμικών κινητήρων στα οχήματα είναι ότι έχουν απαίτηση πολύπλοκων, δαπανηρών και βαριών συστημάτων μετάδοσης, τα γνωστά σε όλους μας κιβώτια ταχυτήτων. Τα κιβώτια ταχυτήτων χρειάζονται γιατί όλοι οι κινητήρες στις χαμηλές στροφές δεν έχουν την απαιτούμενη δύναμη για να κινήσουν τα οχήματα, με αποτέλεσμα να απαιτείται ένας πολλαπλασιασμός της ροπής. Αυτός ο πολλαπλασιασμός της ροπής επιτυγχάνεται με τα κιβώτια ταχυτήτων, τα οποία αυξάνουν την ροπή αναλόγως της σχέσης μετάδοσης και της τελικής σχέσης διαφορικού.

Ένα άλλο μειονέκτημα των θερμικών μηχανών είναι τα πολλά κινούμενα μέρη, η υψηλή εν γένει μηχανική πολυπλοκότητα και ο παραγόμενος θόρυβος, στοιχεία που και τα τρία είναι σε υψηλά επίπεδα. Επίσης η ανάγκη τους για συντήρηση είναι σημαντική ειδικά στους κινητήρες βενζίνης, ενώ ας μην ξεχνάμε ότι βασίζονται σε ένα πετροχημικό καύσιμο το οποίο μειώνεται διαρκώς λόγω του ότι ξοδεύεται με ταχείς ρυθμούς, κυρίως όμως για την ηλεκτροπαραγωγή. 

Οι κινητήρες τελευταίας εσοδείας παρόλο που είναι ιδιαίτερα εξελιγμένοι και πολύ καθαρότεροι σε σχέση με το όχι πολύ μακρινό παρελθόν, είναι σαφές πλέον ότι απλά προλειαίνουν τον δρόμο για το επόμενο μεγάλο βήμα που είναι η ηλεκτροκίνηση.

Ηλεκτροκινητήρες
Μιλάμε για τη φυσική εξέλιξη των ειδών. Οι ηλεκτροκινητήρες σε οποιοδήποτε επίπεδο και αν συγκριθούν με τους αντίστοιχους θερμικούς είναι απλά ανώτεροι. Ίσως ο μόνος λόγος που δεν έχουν επικρατήσει ακόμα οφείλεται στο ότι η διαθέσιμη τεχνολογία των μπαταριών υστερεί ακόμα, ενώ η εναλλακτική που είναι η χρήση κυψελών καυσίμου είναι περισσότερο επιστημονική φαντασία παρά κάτι ευχερώς υλοποιήσιμο.

Ο βαθμός απόδοσης ενός ηλεκτροκινητήρα κατά περιπτώσεις ξεπερνά το 90%, είναι αθόρυβος και δεν έχει εν γένει την ανάγκη ύπαρξης του κιβωτίου ταχυτήτων λόγω του ότι όλη η ροπή του, που σε απόλυτο μέγεθος είναι υψηλή, είναι διαθέσιμη από τις 0rpm. Αντιθέτως ένας απλός μειωτήρας στροφών είναι επαρκής.

Επίσης το μικρό τους μέγεθος τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται με τρόπους ασυνήθιστους. Επί παραδείγματι κλασική εφαρμογή ενός κινητήρα μπροστά, ή ένας μπροστά και ένας πίσω ή ακόμα και ένας κινητήρας για κάθε τροχό (Mercedes-Benz SLS AMG Electric Drive). Επιπλέον οι ανάγκες που έχουν για συντήρηση είναι ελάχιστες. Δεν υπάρχει καμιά αμφιβολία ότι η τρέχουσα τεχνολογία των ηλεκτρομηχανών είναι τέτοια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα στα αυτοκίνητα, αλλά υπάρχει το μεγάλο “αλλά” της τροφοδοσίας.

Τροφοδοσία ηλεκτροκινητήρων
Μελετώνται 2 τρόποι τροφοδοσίας των ηλεκτρικών μηχανών. Ο πρώτος είναι οι γνωστές σε όλους μας μπαταρίες. Στις τωρινές εφαρμογές αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων μια τυπική τιμή για μια συστοιχία συσσωρευτών είναι περίπου οι 20-30 kWh, που χρησιμοποιούνται για παράδειγμα σε παρεμφερή μεγέθη στο Nissan Leaf, αλλά και το ηλεκτρικό Ford Focus. 

Ας πάρουμε το παράδειγμα του Focus. Το εν λόγω ηλεκτρικό αποδίδει 140ps ή 104kW περίπου. Η μπαταρία του είναι 23kWh. Αυτό σημαίνει ότι αν κάποιος χρησιμοποιεί το αυτοκίνητο με προφίλ χρήσης που χρησιμοποιεί όλη την διαθέσιμη ισχύ, για παράδειγμα στην τελική ταχύτητα αν αυτή δεν ήταν ηλεκτρονικά περιορισμένη, τότε το αυτοκίνητο θα αδειάσει μέσα σε 23 kWh/104kW= 0.22 ώρες ή περίπου σε 13 λεπτά επί 0.9 που είναι ο βαθμός απόδοσης του, οπότε πάμε στα 12 λεπτά περίπου. Αυτό εξηγεί για ποιο λόγο όλα τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα αν και έχουν δυνατότητα για υψηλές τελικές ταχύτητες, είναι εν γένει ηλεκτρονικά περιορισμένη η τελική τους ταχύτητα.

Έστω ότι κινούμαστε με το ίδιο αυτοκίνητο στον αυτοκινητόδρομο με σταθερή μέση ταχύτητα 120km/h. Σε αυτήν την ταχύτητα το αυτοκίνητο χρησιμοποιεί περίπου 40ps ή 30Kw. Συνεπώς η διαθέσιμη αυτονομία είναι 23kWh/30kW= 0.77 ώρες ή 46 λεπτά. Τελικά η αυτονομία προκύπτει περίπου 92km επί 0.9 που είναι ο βαθμός απόδοσης του, οπότε θα έχουμε περίπου 83km.

Ο δεύτερος τρόπος για να τροφοδοτήσουμε τον ηλεκτροκινητήρα ενός οχήματος είναι μέσω της χρήσης κυψελών καυσίμου υδρογόνου. Σε αυτήν την περίπτωση η κυψέλη καυσίμου κάνει μια αντίστροφη ηλεκτρόλυση χρησιμοποιώντας το καύσιμο υδρογόνο σε συνδυασμό με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας με τελικό προϊόν το ηλεκτρικό ρεύμα και ως καυσαέριο απλά εξαερωμένο νερό.  Η τεχνοτροπία αυτή χρησιμοποιείται στο Honda FC-X Clarity, όμως το κόστος της είναι τρομερά υψηλό, το υδρογόνο δεν είναι ακριβώς αυτό που λέμε ευρέως διαθέσιμο, αλλά και ο βαθμός απόδοσης μιας κυψέλης καυσίμου ανταλλαγής πρωτονίων είναι περίπου στο 60%.

Ρύπανση περιβάλλοντος
Όντως οι ηλεκτροκινητήρες παράγουν μηδενικούς ρύπους αφού δεν καίνε κάποιο καύσιμο, όμως η ηλεκτροπαραγωγή γίνεται ακόμα παγκοσμίως σε μεγάλο βαθμό με μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (λιγνίτης, βαρύ πετρέλαιο, φυσικό αέριο), που σημαίνει ότι το ρεύμα με το οποίο επαναφορτίζουμε τις μπαταρίες του αυτοκινήτου μας εξακολουθεί να είναι μια ρυπογόνος διαδικασία. 

Ευτυχώς υπάρχει τρόπος να τροφοδοτήσουμε το όχημα μας με ανανεώσιμη και καθαρή πηγή ενέργειας, για παράδειγμα με φωτοβολταϊκά πλαίσια και ανεμογεννήτριες αλλά αυτά τα μέσα είναι ακόμα στα σπάργανα. Στην περίπτωση των κυψελών καυσίμου τα πράγματα είναι δυσχερέστερα αφού και εδώ το υδρογόνο απομονώνεται εν γένει από το φυσικό αέριο που είναι μη ανανεώσιμο, ενώ ο ανανεώσιμος τρόπος που θα ήταν η απομόνωση του υδρογόνου από το νερό έχει αστρονομικό κόστος αν είναι να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα.

Κόστος μετακίνησης
Για λόγους εννοιολογικής συνέχειας ας χρησιμοποιήσουμε πάλι το Ford Focus electric. Το αυτοκίνητο όπως προείπαμε εφοδιάζεται με συσσωρευτές που έχουν χωρητικότητα 23kWh. Αν υποτεθεί ότι είμαστε εντός του πλαισίου του κοινωνικού τιμολογίου της ΔΕΗ με την κιλοβατώρα να κοστίζει 0,06452€  και λαμβάνοντας υπόψιν την ανακοινώσιμη αυτονομία της Ford των 160km σε αστικό περιβάλλον, με απλή αριθμητική εφαρμογή καταλήγουμε ότι για να επαναφορτίσουμε πλήρως το αυτοκίνητο χρειαζόμαστε 1.48€. Με το εν λόγω ποσό δε, δυνάμεθα να διανύσουμε μια απόσταση 160km.

Για να διανύσουμε την αντίστοιχη απόσταση σε αστικό περιβάλλον με ένα μέσο βενζινοκίνητο όχημα αντίστοιχης ισχύος το οποίο καταναλώνει με ιδιαίτερα συντηρητική εκτίμηση 9lt/100 km χρειαζόμαστε με την τρέχουσα τιμή της αμόλυβδης που είναι 1.75€/lt,  14.4lt ήτοι 25.2€.

Τα συμπεράσματα δικά σας....



HF_Turbo
06/10/2012 11:53:44 πμ
Έτσι είναι τα πράγματα ευτυχώς (ή δυστυχώς για πολλούς). Αν καταφέρουν να επιλύσουν τα προβλήματα αυτονομίας, χρόνου φόρτισης και αποθήκευσης μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικού φορτίου, τότε θα δούμε άσπρη ημέρα με την ηλεκτροκίνηση.
unfaithful wife married affairs sites read
click read reasons why husband cheat
women who cheat online link
what causes aids/hiv interesting facts about hiv national aids day
my girlfriend cheated on me twice i just cheated on my girlfriend watching my girlfriend cheat
my husband and i both cheated i cheated on my husband now what women that want to cheat
i want my wife to cheat how to cheat on your wife wife cheated now what
wife wants to cheat robertsuk.com women wanting to cheat
i just cheated on my husband want to cheat on my husband why would my husband cheat
your wife cheated on you go i love my wife but i want to cheat
affair dating sites megaedd.com cheat on your wife
black women white men prashanthiblog.com husband cheat
adult babies punished stories ohiovalleyrestoration.com sex education stories
adult examination stories moms sex stories maami sex stories
how can people cheat click how to catch a cheater
apps for locating cell phones blog.bjorback.com locating gps coordinates
albuterol (salbutamol) 2mg relotrans.com imitrex 100mg
pfizer coupons for viagra coupon for viagra viagra discount coupons
free viagra samples coupon open drug prescription card
coupon for viagra prescription savings cards coupons for drugs
daliresp patient assistance read what is the generic for bystolic
daliresp patient assistance coupons for bystolic what is the generic for bystolic
bystolic copay savings card bystolic generic name bystolic free trial coupon
abortion by pill geekics.com how long does an abortion take
how to terminate a pregnancy click is abortion wrong
when is it too late for an abortion website-knowledge.com abortion clinics
abortion pill abortion pill abortion pill
NickName
E-mail

*(Nickname & Email υποχρεωτικά. Το e-mail σας δε θα εμφανίζεται.)

Σχόλιο :

*Το μέγιστο πλήθος χαρακτήρων που μπορεί να εισαχθεί ανέρχεται στους 350.
 
Παρακαλώ εισάγετε το άθροισμα της πράξης 7 συν 5 :