Электромобиль - знак нашего времени, панацея от грядущего энергетического кризиса, грозный признак конца процветания нефтяных автократических режимов. Креаклы радуются и ждут наступления эры электрожоповозок.
Имея исключительно вредный характер и обуреваемый духом противоречия постараюсь испортить грядущий праздник и отравить ожидания передового класса и всей прогрессивной общественности.
Для начала обратимся к фактами и рассмотрим пресс релиз одного из самых эффективных а потому и популярного электромобиля Nissan Leaf.
http://nissannews.com/en-US/nissan/usa/releases/new-2016-nissan-leaf-now...
Стоимость авто в базовой версии с 24 кВт*ч аккумулятором составляет всего 21к долларов. При этом машинка способна на одном заряде проезжать 135 км. Посчитаем стоимость одного километра по энергозатратам: 24кВт/ч / 135км = 0,18 кВт*ч/км. Теперь умножьте 0,18 на стоимость одного киловатт*часа в вашем регионе и получите стоимость километра пути. Допустим, один кВт*ч стоит 5 рублей, тогда стоимость километра пути составит 0,18*5 = 0,9р откуда следует, что 100км пути обойдутся владельцу примерно в 90 р. Если заряжать авто по ночному тарифу, то стоимость можно снизить раза в 3, то есть примерно до 30 рублей. Чудеса. Сравнимый бензиновый автомобиль съест примерно 6-7 литров бензина на той же дистанции что выльется в на порядок(в 10 раз!) большую сумму.
Немедленно возникает вопрос, откуда берется столь гигантский профит? Неужели электромобиль в десять раз энергоэффективнее автомобиля с ДВС? а может все дело в более дешевом виде энергии?
Для начала оценим энергоэффективность электро и ДВС автомобилей.
Электроавтомобиль:
Теоретический КПД электродвигателя очень высок и может достигать значений 0,9-0,98. На практике КПД ниже. Мы возьмем цифру 80%, то есть 0,8.
Кроме двигателя необходимо учесть КПД аккумулятора. КПД аккумулятора электроэнергии зависит от типа и состояния аккумулятора. Для литий-ионных АКБ кпд заряда/разряда довольно высок и равен примерно 0,9, следовательно КПД полного цикла 0,9*0,9 = 0.8 примерно. КПД трансмиссии электромобилей, в силу её простоты, довольно высок и, потому, потери этой части мы учитывать не будем. Итоговая оценка КПД
электромобиля составляет 0,8двигателя*0,8АКБ = 64%
Рекуперацию энергии в расчет не берем, так как её влияние зависит от манеры вождения автомобиля и при эффективном управлении значение оной стремится к нулю.
Автомобиль с ДВС:
Выкладки по КПД авотомобилей с ДВС я приводить не буду, так как тема не новая и можно найти соответствующие материалы в сети. Для разных типов двигателей КПД находится в пределах от 25 до 50%. C учетом более сложной трансмиссии и того факта, что ДВС значительную часть времени работают в не оптимальных режимах, примем значение КПД всего автомобиля оснащенного ДВС равным 25%. Педантам напоминаю, что мы решаем оценочную задачу где отклонение от результата на десяток-другой процентов роли не имеет и значения не играет)).
Итак, 64% против 25% внушають. Но это всего лишь менее чем троекратное преимущество обеспечиваемое более высокой энергоэффективностью эксплуатации. Откуда же берется десятикратное преимущество по стоимости километра пути?
Причина в разной стоимости энергии. Бензин дороже электроэнергии. Вопрос себестоимости одного киловатта электроэнергии и эквивалентного ему количества бензина/солярки сам по себе очень интересен, но не по моей части. Тем не менее: общедоступных данных и здравого смысла достаточно, что бы сделать некоторые прогнозы о будущем электротранспорта.
1. Зарядка АКБ электроавтомобиля выгодна именно в ночное время для регионов с двух тарифной сеткой. Но, во первых такие сетки есть не ввезде, а главное, с существенным ростом электромобилей, двух тарифность, как таковая может просто исчезнуть или существенно нивелироваться из-за выравнивания нагрузки на электросети в ночное и дневное время.
2. Стоимость жидкого топлива для ДВС включает акцизные сборы и это главная причина различной стоимости жидкого и электрического киловатта. Очевидно, что с ростом количества электромобилей законодатели озаботятся вопросом обложения налогом эксплуатации и электротранспорта. Ездить они ездиют а за эксплуатацию дорог не платят.
3. Вопрос стоимости электромобилей не снят, приемлемые для покупателя цены обеспечиваются налоговыми послаблениями на "экологически чистый" транспорт.
4. По приблизительным оценкам, мощность всех ДВЗ в мире примерно десятикратно превышает мощность всех электростанций. Очевидно, что ДВС не работают все одновременно и 24 часа в сутки, тем не менее, при существенном росте чила электромобилей существенно же вырастет и электропотребление, что автоматически повысит нагрузку на сети а значит и стоимость электроэнергии.
5. Существует возможность использовать сжиженный газ и метан, которые существенно дешевле бензина и в значительной мере нивелируют разницу в стоимости километра между ДВС и электромотора
Суммируя все вышеперечисленные аргументы можно сделать вывод, что эра элекртомобилей при нынешних технологиях выработки электроэнергии наступит еще нескоро.
Справедливости ради в нарисованную картину следует добавить немного и светлых тонов. Электромобиль может быть существенно проще конструктивно и потому быть дешевле и надёжнее собрата с ДВС. Единственный, но пока не разрешимый вопрос - это стоимость АКБ. Если этот вопрос будет решен, то ситуация может в корне поменяться. Но пока увы, в ближайшей перспективе дешевых альтернатив дорогим АКБ не видать.
Комментарии
а в регионах, где есть минусовые температуры эта эра вообще никогда не наступит
)))
Ну давай, расскажи.
Батарея помещается в термостат.
тогда уж термос,
и как наши военные изделия - использует модули подогрева для удержания рабочей, безопасной температуры,
ибо литиевым модулям температура около и ниже 0 Цельсия совсем противопоказаны... как и высокие, выше 20-30 градусов. да и термос низзя - из-за второго фактора - при разогреве появляется металлический литий, пробой, взрыв.
а стоимость этих литиевых модулей, вместо старых добрых металл-гидридов?
и время деградации самого элемента питания, когда емкость теряется даже не используемого элемента.
термостат это тот же термос с поддержанием рабочего диапазона температур, в холодное время перед поездкой разогрев, либо отвод избытка тепла во время разряда и заряда.
Перпусковой подогрев даже в Камазах уже давно ставят. А здесь электрический существенно проще и дешевле чем автономка солярная.
http://yandex.ru/video/search?text=%D1%82%D0%B5%D1%81%D0%BB%D0%B0+%D0%B7%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%B9
честь и хвала. но Вы видели как меняется время работы изделия при задействовании подогрева?
Так греться он будет на стоянке от розетки, а во время движения достаточно термоизоляции.
Есть фанаты ЭМ даже в Норильске:)
Просто в кабину ставится дизельная или газовая печка ...
У Теслы паспортный режим работы - до -20С.
Тут например тесты при -40С : http://mashable.com/2014/04/23/man-most-tesla-cars-cold/
Ваша машина в -40 без подготовки как, нормально стартует? :-)
У LiFePO аккумуляторы намного лучше переносят холода, по сравнению с привычными многим свинцовыми.
лада приора без подготовки с ( залитой 10в40 марки Лукойл) заводилась в -38. Не с полтыка, но с первого раза. С какой нибудь шелл или ессо или другой хренью 5в40 завелась бы вообще с полтыка. И таких авто только в России выпускается сотни тысяч в год. Случаи отказов - из-за убитых аккумов - неправильная эксплуатация в виде хронического недозаряда.
а тепреь сравниваем цены на приору и её аккум и цены на теслу и её аккум, который так же будет будет ушатываться безалаберным пользователем.
итак цена приоры - 400 тыр, цена теслы в РФ - 4,5 млн.
цена аккума на приору - 2 000 руб, цена на аккум теслы 150 тыр. Плюс аккум приоры я могу в тепло на ночь занести))))
Вывод - ЭТО никогда не купят в России. Потому что те у кого есть 5 млн рублей что бы купить теслу и её обслуживать - они не идиоты. Кто угодно - воры рвачи - но не идиоты...
В России есть еще Эллада всего за миллион рублей:)
PS И в Россию неофициально тоже тянут Теслу
И кстати Лиф 3-х летка из Японии в РФ стоит где-то 500тр плюс минус,
Люксовые комплектации приоры, калины, гранты стоят столько же ...
А Веста вообще только начинается с 500тр:)
Завод ть на 10-40 при -38, убивать мотор. Даже не смотря на то, что Лукойл весьма качественное масло.
норвежцам расскажи :)
Это вы про ту Норвегию, где 99% населения проживает в южных областях с минимальной среднесуточной температурой -5°C в феврале месяце, на протяжении аж двух недель?
Я про ту Норвегию, где есть минусовые температуры (об этом же речь шла?) и где тесла - самый продаваемый автомобиль.
неверно. чтобы аккумулятор отдал 24 кВт*ч, из сети вы затратите не 24 кВт*ч, а значительно больше. во-первых, сам процесс зарядки имеет не 100% кпд. как правило, затратив 1 кВт*ч. вы зарядите аккумулятор не более, чем на 0,6-0,7 кВт*ч. причем чем зарядка быстрее. тем кпд ниже. во-вторых, и само зарядное устройство имеет кпд ниже 100%. в итоге кпд процесса зарядки вряд ли более 50%.
так что в своем подсчете можете цену километра для электромобиля смело умножать на 2.
Как Вы всё лихо округлили! Если бы так и было, то при зарядке бы выделялась тепловая энергия (те самые потери) в том же количестве, что и накопленная аккумуляторами. Т.е. зарядное устройство вместе с проводами расплавилось бы, что мы не наблюдаем.
В тексте же дано КПД зарядки 90%
да вы хоть 99,999 в тексте дайте. реальность от этого не изменится.
даже не рассматривая сам аккумулятор, только одно зарядное устройство вам с 90% кпд вряд ли удастся сделать.
Хватит считать других инжинеров идиотами. КПД импульсных преобразователей в 95% - это рутина, 98% можно выжать за деньги. Синхронное преобразование и другие хитрости.
Некоторым тяжело признать реальность. И да, приводите ту же теслу, а не убогую ниссановскую повозку.
Отстаёте от жизни, КПД современных инверторов выше 90%.
Вот например самая ходовая и уже устаревшая дешёвая китайчкая хрень http://dalincom.ru/goods-5077.html
А вот у этой http://dalincom.ru/goods-6242.html аналогичной китайской хрени, судя по кратному уменьшению размеров микросхемы КПД ещё на пару- тройку % выше.
И это маломощное устройство, а с ростом мощности инвертора, обычно КПД удаётся поднять ещё.
Вот ещё одна бытовая китайская хрень уже для переменного тока 220В с КПД, выше 92%
Более продвинутая зарядная хрень 95% http://kometa-cde.ru/index.php/our-products/zaryadnye-ustrojstva
КПД литий-ионных аккумуляторов очень высока и составляет примерно 95 % http://www.sci-lib.net/index.php?mode=threaded&pid=109258&showtopic=8574
Надо сказать и 90% это отличный КПД.
она выделяется, и не кислая. вы не на малюсеньких элементах смотрите, а на полноценных модулях.
тромблемму боинговского дримлайнера с батарейкой вспомните.
А я предлагаю пойти еще дальше. Почему уважаемый автор взял кпд электромобиля от розетки, а не от источника. На мой взгляд это как-то несправедливо. Почему-то все забывают, что КПД при выработке "" составляет ~30%. Плюс к этому наложить потери при транспортировке ". И вот, о чудо!!, мы получаем абсолютно соизмеримые цифры по КПД эл.мобиля и авто с обычным ДВС. Если говорить о стоимости, то я бы предложил пересчитать на газовое топливо. Т.е. сколько км проедет А/М на 1л газа, и сколько проедет эл.мобиль на "" выработанной с этого же литра газа на электростанции.
Автор сравнивал экономические показатели,а вы пытаетесь сравнивать энергетические.А это две большие разницы.Не сколько проедет,а сколько это будет стоить.
Что касается газового топлива,то напомню,что природный газ есть не только лишь у всех,а мало у кого.Поэтому для многих это будет СПГ,а это совсем другие показатели.
Да примерно одинаково и проедет, что там, что тут. И оба варианта имеют свои преимущества. Электричество - чистое, не только в плане выхлопа, но и при обслуживании авто, бесшумное. Сама машина проще по конструкции и надежнее. С другой стороны сама тачка получается дороже, запас хода у нее меньше.
Кстати КПД генерации на газу - 55%
КПД АКБ в расчетах учтен. Читайте внимательно
учтен он совершенно нереалистично. никаких 0,9, особенно при быстрой, скажем, часовой, зарядке вы и близко не получите.
Сравнивать надо не конечный КПД, а ПОЛНЫЙ. (И кстати, вроде КПД ДВС выше 40 не поднимался и то только у дизеля.)
Т.е. нужно рассчитать полный КПД бензина хотя бы от нефтеперегонного завода ...
Далее, смотря из чего делается электричество. Для электростанции можно применять реки, ветры, солнце, Уголь, Газ, мазут, Ядерное топливо ...
Кстати, авто может ездить хотя бы на мазуте?
Что касается электричества - тоже надо плясать от паровой турбины, у которой КПД очень высокий, есть всякая вторичная, третичная генерация ... Не забыть про потери в распределенной электросети, зарядной станции ...
Честнее наверное брать стоимость электричества не по ночному тарифу, а по пром ... Тем более Медведев хотел ввести ограничение на потребление электричества с оплатой превышения по пром. тарифам ...
кпд идиального двагателя это цикл карно 45%
так что автор с 50 просто мечтатель
и да электро энергия вырабатывается в основном на тепловых станциях где кпд как у двс ( шило на мыло )
но существуют гидро и аэс где стоимость электричества в разы меньше
так что электро рулит
а вот электро трансмиссия и механика это небо и земля
и если учитывать и это то электромашины это будущее
электрификация и ученее маркса наше все
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D1%82%D1%83%D1%80...
Единичный агрегат ГТ ТЭЦ состоит из газотурбинного двигателя, электрогенератора и котла-утилизатора[1]. При работе газовой турбины образующаяся механическая энергия идёт на вращение генератора и выработку электроэнергии, а неиспользованная тепловая - для подогрева теплоносителя в котле. Комплексное использование энергии топлива для электро-генерации и отопления позволяет, как и для всякой ТЭЦ в сравнении с чисто электрической станцией, увеличить суммарный КПД установки примерно с 30 до 90%.
Кроме КОГЕНЕРАЦИИ есть еще ТРИГЕНЕРАЦИЯ
При тех температурах, что возникают в цилиндрах при сгорании топлива, товарищ Карно разрешает КПД свыше 80%.
В реальности дизеля перевалили за 50%, а рекордные значения на комбинированных установках - до 70%. На реальных промышленных ПГТУ на газе до 55%
Такие дизельные двигатели на легковушках не стоят, даже 40-45% на большегрузах.
Да к тому же одно дело вваливать по трассе между странами/городами, другое молотить по городу в пробках ...
Такие дизеля стоят на кораблях. Вот контейнеровозы Эмма Маёрск. Там КПД нетто т.е. на винте уже за 50 уверенно перевалил. Это даже не считая расхода энергии на привод обвязки.
Современные, бумерные например, агрегаты перевалили 50%
Но только всем надо не забывать, что в режиме приемлемого КПД мотор в автомобиле (если только не магистральник) работает ~ 35% времени в среднем, в городе - меньше. Остальное время можно считать КПД близко к 0%.
Все-таки Ниссан Лиф в идеале пробегает 160км на одной зарядке, причем полностью высушивать аккумулятор нельзя, надо оставлять хотя бы пару киловатт ...
А еще уже на подходе Лиф с 30кВт-ой батареей и запасом хода в 250км, а чуть позднее 60кВт и 400км ...
Если "ездиют", то тогда надо писать "не платют"
Тема дефицита редкоземельных элементов не раскрыта.
Это при использовании постоянных магнитов. Есть альтернатива - индукторные двигатели. Они постоянных магнитов не требуют
А лития прям хоть ведром черпай, ага.
Ведром-не ведром, но литий - не редкозем.
А на магниты идут именно редкоземы.
Редкоземов хоть попой жуй. Это лития маловато.
Попробуйте обосновать, что "редкоземов хоть попой жуй" вопреки названию.
Редкоземы редки только по названию. Неодима на матушке Земле всего в 2 раза меньше ,чем такого металла как медь. Другого РЗМ применяемого в магнитах - самария меньше меди в 8 раз.
Сравните, сколько человечество жрет меди и сколько ему нужно редкоземов.
Того же неодима в 10 раз больше, чем олова!
Его в 60 раз больше, чем йода.
Неодим более распространенный металл, чем свинец!
Его больше чем кобальта, кадмия, молибдена, вольфрама, урана.
И наконец его количества сравнимо с количеством лития - разница всего на треть в пользу лития. Но сколько нам надо лития на аккумы (бесчетно) и сколько неодима на магниты (немного).
А есть и более распространенные "редкоземы" - это церий, лантан, иттрий.
Редкоземов хоть попой жуй. Это лития маловато.
а для батареек?
КПД падает (паразитарные размеры и масса растут), а оно для электромобилей и так не ах.
Это мифы. Вот эти ребята проектируют очень неплохие по характеристикам индукторные движки, причем, работающие и в генераторном режиме, что немаловажно для индукторных.
Неплохие - это не количественное сравнение.
Страницы