Dziś jest poniedziałek, 16 grudzień 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8234 -0.7% 1EUR 4.2747 -0.23% 1GBP 5.1292 +1.06%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
Produkcja w Polsce w kontekście Czwartej Rewolucji Przemysłowej
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
2 październik 2009.

Czy samochód elektryczny jest nowością?

Czy samochód elektryczny jest nowością? Samochód elektryczny zaczął być powszechnie traktowany jako równorzędny środek transportu dopiero pod koniec ubiegłego wieku. Tymczasem jego historia sięga aż pierwszej połowy XIX wieku, czyli kilkadziesiąt lat wcześniej niż samochodów z napędem spalinowym. Mimo gorszych właściwości silników spalinowych, benzynowych i diesla, wiek XX został zdecydowanie zdominowany przez ten typ napędu.
 
Nie jest powszechnie znany fakt, że początki motoryzacji wiążą się właśnie z napędem elektrycznym. Aż do początku wieku XX napęd elektryczny był zdecydowanie napędem preferowanym. Zwracano przede wszystkim uwagę na wysoki poziom komfortu użytkowania i łatwość obsługi. Jednak znacznie większy zasięg samochodów spalinowych, rozbudowująca się sieć stacji benzynowych, a przede wszystkim uruchomienie produkcji tanich samochodów, takich jak Ford T, spowodowało na kilkadziesiąt lat praktyczne zaniechanie wykorzystania silników elektrycznych do napędu samochodów.
Za pierwszy pojazd napędzany silnikiem elektrycznym uznaje się konstrukcję węgierskiego inżyniera Ányosa Jedlika. Jego konstrukcja bazowała na zbudowanym również przez niego silniku prądu stałego. Był to pojazd modelowy, w swej pierwotnej wersji nie znalazł zastosowania.



Silnik elektryczny wykorzystany przez Ányosa Jedlika do napędu jego pojazdu  [źródło: Wikipedia]

Zaledwie kilka lat później, w 1834 roku, Thomas Davenport umieścił swój silnik prądu stałego w małym modelu samochodu, zasilanym przewodowo z lokalnej sieci trakcyjnej. Jego pojazd jest traktowany jako pierwowzór miejskich pojazdów trakcyjnych, zapoczątkował późniejszy rozwój sieci tramwajów. W 1835 roku Silbrandus Stratingh razem z Christopherem Beckerem zbudowali pojazd elektryczny zasilany z baterii.
Kolejnym, znaczącym krokiem w rozwoju pojazdów elektrycznych było - w końcu lat 40. XIX wieku - zastosowanie do ich zasilania akumulatorów. Jednak ciągle mocno ograniczony zasięg, wynikający z niewielkiej pojemności baterii akumulatorów, zaczął być dotkliwym mankamentem pojazdów z napędem elektrycznym.

 
Model pierwszego samochodu elektrycznego Ányosa Jedlika - 1828 r. [źródło: Wikipedia]

Pierwsze pojazdy poruszały się z niewielką według dzisiejszej oceny, ale bezpieczną w tamtych czasach prędkością 6 km/h.


Elektryczny pojazd "La Jamais Contente"[źródło: Wikipedia]

Ale pierwszy istotny rekord prędkości (105,882 km/h), czyli pokonanie bariery 100 km/h, został usta-nowiony 29 kwietnia 1899 r. w Ach'res pod Paryżem właśnie za pomocą samochodu z napędem elektrycznym "La Janas Contente". Pojazd był wyposażony w dwa, napędzające bezpośrednio koła silniki Postel-Vinay o mocy 25 kW każdy (200 V, 124 A).
Z czasem prędkość standardowych pojazdów elek-trycznych wzrosła do 25-30 km/h. W 1897 roku w Nowym Jorku powstała sieć taksówek elektrycznych. Na przełomie XIX i XX wieku, 40% amerykańskich samochodów było napędzane silnikami parowymi, 38% silnikami elektrycznymi i zaledwie 22% spali-nowymi.


Niemiecki samochód elektryczny z 1904 roku używany jako taksówka (kierowca siadał na górze) [źródło: Wikipedia]

Już w tamtych czasach zauważono i podkreślano takie zalety samochodów elektrycznych, jak brak wibracji, brak emisji spalin i brak hałasu. W porównaniu do pojazdów parowych lub spalinowych, samochód elektryczny był znacznie łatwiejszy w prowadzeniu, bo nie wymagał zmiany biegów. Późniejsze wprowadzenie do samochodów spalinowych automatycznej skrzyni biegów jest konsekwencją chęci nadążenia pojazdów spalinowych za zaletami pojazdów elektrycznych. Nie bez znaczenia był też brak konieczności długotrwałego rozruchu, w pojazdach parowych dochodzący nawet do 45 minut. Samochody elektryczne szybko znalazły popularność wśród zamożnych klientów korzystających z nich jako samochodów miejskich, dla których ograniczony pojemnością akumulatora zasięg okazał się mniej znaczący. Dziś wydaje się to śmieszne, ale wśród zalet samochodów elektrycznych wymieniano także brak konieczności rozruchu za pomocą ręcznej korby, tak uciążliwej dla wszystkich kierowców pojazdów spalinowych.
Gwałtowny rozwój samochodów elektrycznych w Stanach Zjednoczonych nastąpił wraz z powszechną elektryfikacją gospodarstw domowych, na początku XX wieku.


Thomas Edison i jego samochód elektryczny (1913) [źródło: Wikipedia]

Jednak po obiecującym początku wieku nastąpiły lata bez istotnego ożywienie w zakresie korzystania z samochodów elektrycznych. Wybuch II Wojny Światowej spowodował praktyczne zaniechanie prac rozwojowych. Natomiast, ze względu na możliwość powszechnego zastosowania w pojazdach militarnych, nastąpił gwałtowny rozwój silników spalinowych. Dopiero kilka lat po wojnie, pod koniec 1950, firmy Henney Coachworks i National Union Electric Company utworzyły spółkę joint venture do produkcji nowych samochodów elektrycznych, Henney Kilowatt. Samochód został wyprodukowany w dwóch wersjach: 36 V i 72 V. Model 72 V osiągał prędkość ok. 100 km/h i mógł podróżować przez prawie godzinę na jednym ładowaniu. Jednak mimo znacznie lepszych osiągów samochodu Kilowatt w stosunku do poprzednich samochodów elektrycznych, nie znalazł on zbyt w wielu chętnych ze względu na blisko dwukrotnie wyższą cenę od samochodów spalinowych. Produkcja zakończyła się w 1961 roku.

 
Henney Kilowatt [źródło: Wikipedia]


Obecnie na Księżycu znajdują się 3 podobne samochody z napędem elektrycznym  [źródło: Wikipedia]

31 lipca 1971 samochód elektryczny otrzymał wyjątkowe wyróżnienie stając się pierwszym załogowym pojazdem poruszającym się po Księżycu. Lunar Roving Vehicle, umieszczony na Księżycu podczas misji Apollo 15, został opracowany przez Boeinga i Delco Electronics. Był napędzany przez 4 silniki prądu stałego, po jednym w każdym kole, zaś zasilany z 36 V baterii srebrowocynkowych.
Na początku lat 1990, California Air Resources Board (CARB) zaczęła promować działalność zmierzającą do oszczędności paliwa i niższej emisji spalin.



Wycofane z produkcji samochody opracowane w ramach programu CARB: General Motors EV1 i Honda EV Plus [źródło: Wikipedia]

Docelowo program CARB zakłada całkowite wyeliminowanie emisji spalin przez pojazdy, co dało wyraźne szanse pojazdom elektrycznym. Odpowiedzią na te zalecenia było opracowanie przez kilka firm modeli samochodów gotowych do uruchomienia produkcji. Niestety, lobby paliwowe, zaniepokojone perspektywą znacznego spadku sprzedaży paliw płynnych, rozpoczęło intensywną kampanię przeciw napędom elektrycznym. Koronnymi argumentami, znajdującymi zrozumienie konsumentów, jest ciągle wysoka cena samochodów elektrycznych (dwu-, a nawet trzy-krotnie wyższa niż analogicznego samochódu z napędem spalinowym) oraz stosunkowo długi czas ładowania lub wymiany akumulatorów. Konsekwencją tych działań jest utrzymujący się do dziś brak rentow-ności przedsiębiorstw zajmujących się produkcją samochodów elektrycznych - wiele modeli jest wycofywanych z rynku, a nawet niszczonych przez producentów.
Kryzys energetyczny od 2000 roku przyniósł ponowne zainteresowanie samochodami elektrycznymi i hybrydowymi. Choć pierwsza konstrukcja samochodu hybrydowego (Woods) z 1917 roku praktycznie nie znalazła odbiorców, to jednak od 2000 roku sprzedaż Toyoty Prius (który był w sprzedaży od 1999 roku) gwałtownie wzrosła. Rozpoczęła się nie tylko produkcja nowych samochodów elektrycznych i hybrydowych, ale też szeroko zakrojona kampania promocyjna oraz, co najważniejsze, wyraźna zmiana nastawienia polityków. Najlepszym przykładem tego jest ogłoszenie zwolnienia z podatku od 2010 r. samochodu hybrydowego Chevrolet Volt. Volt będzie miał zasięg 60 km, ale podczas postoju będzie można uruchomić silnik spalinowy ładujący ponownie akumulatory. Na podobnej zasadzie funkcjonuje Nissan Lear. Nissan wprowadzając swój samochód hybrydowy na rynek amerykański liczy na podobne do Chevroleta preferencje podatkowe.
Wydaje się, że wraz z opracowaniem akumulatorów (wielu ich odmian), które potrafią zgromadzić bardzo dużą ilość energii i które można naładować w zaledwie kilka minut nikt i nic już nie powstrzyma samochodów elektrycznych przed zajęciem dominującej pozycji na rynku w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat.
Historia motoryzacji pokazuje, że niektórzy producenci samochodów spalinowych o technicznej wyższości samochodów elektrycznych nad spalinowymi wiedzą już od dawna. Ciągle barierą upowszechnienia była zbyt wysoka cena. Początkowo wdrażali oni do produkcji samochody hybrydowe, które były tak naprawdę samochodami spalinowymi z dodatkowym silnikiem elektrycznym (głównym zadaniem elektrycznej części napędu było odzyskiwanie energii z hamowania i ponowne jej wykorzystanie podczas ruszania). Dziś nowe samochody hybrydowe tzw. plugin hybrid, które można doładowywać z gniazdka elektrycznego to już bardziej samochody elektryczne z dodatkowym silnikiem spalinowym (mogą one pokonać nawet kilkadziesiąt kilometrów na energii z akumulatorów, a dopiero później uruchamiany jest silnik spalinowy). Widać, zatem wyraźną tendencję odejścia od stosowania samodzielnych silników spalinowych i wzrost znaczenia części elektrycznej w samochodach hybrydowych.


Samochód hybrydowy Toyota Prius III  [źródło: Toyota]

Jednak pojazdy hybrydowe nie są konstrukcją docelową, a jedynie pośrednią, gdyż posiadają one szereg wad. Samochody hybrydowe są bardziej skomplikowane od spalinowych, są też od nich zazwyczaj od 1,5 do 2 razy droższe. Podczas jazdy samochodem hybrydowym zazwyczaj używana jest tylko jedna z części napędu - elektryczna lub spalinowa, a druga stanowi w danym momencie balast. Bezspornym faktem jest, że samochód hybrydowy jadąc w trasie na przykład 400 km będzie spalał więcej paliwa niż tradycyjny samochód spalinowy (o identycznym silniku diesla) ze względu na jego mniejszą masę i prostszą konstrukcję.
Spośród wielu zalet samochodów elektrycznych warte podkreślenia są:
- bardzo wysoka sprawność, dzięki czemu pokonanie zadanego dystansu odbywa się nawet kilkukrotnie taniej, niż samochodem spalinowym.
- prosta konstrukcja - silniki elektryczne mają mało części ruchomych, 
- możliwość odzyskiwania energii elektrycznej z hamowania, zwiększając swój zasięg podczas jazdy na przykład w mieście lub w górach,
- brak konieczności stosowania skrzyni biegów oraz sprzęgła, dzięki czemu możliwe jest komfortowe podróżowanie (szczególnie w korku). Sportowe samochody elektryczne nie wymagają zmiany biegów uzyskując bardzo dobre przyspieszenia. Samochody elektryczne pod względem osiągów nie będą w żaden sposób ustępować pojazdom z silnikami spalinowymi, a ponadto dobre osiągi nie spowodują znacznie wyższych kosztów jazdy (zużycia energii), czego dowodem jest chociażby samochód Tesla Roadster.


Tesla-roadster - elektryczny samochód sportowy zbudowany na podwoziu Lotus Elise  
  [źródło:
www.samochodyelektryczne.org]

Niestety samochody elektryczne między innymi ze względu na małoseryjną produkcję i wysokie ceny akumulatorów są znacznie droższe od spalinowych. Ta sytuacja z biegiem czasu będzie się jednak zmieniać.
Równie ważny jest fakt, że chociaż akumulatory są bezpieczne w użytkowaniu i potrafią spełniać swoją funkcję nawet 10 lat, to pozostaje pytanie, co będzie działo się z nimi po okresie eksploatacji. Czy zostaną opracowane tanie i bezpieczne metody ich recyklingu lub utylizacji?
Podsumowując należy stwierdzić, że samochód elektryczny mimo, że jest znacznie starszy od samochodu z napędem spalinowym, to jednak ciągle postrzegany jest jako dosyć niepewna i ekstrawagancka nowinka. Minie na pewno jeszcze, co najmniej kilka lat, zanim nie będzie on uważany za nowość i wyprze mniej korzystne konstrukcje spalinowe.
Jarosław Zadrożny

Źródło: Nowa Elektrotechnika
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl