W moich poprzednich postach podkreśliłem znaczenie elektryzowania ciężkich ciężarówek, biorąc pod uwagę ich znaczny udział w konsumpcji ropy w Quebecu. Niedawno zaktualizowałem swoją konferencję Ride Without Petroleum i skorzystałem z okazji, aby stworzyć nowy wykres, który daje status 2011 dla wszystkich sektorów transportu w Quebecu. Jeśli rozważymy tylko transport drogowy, ciężkie samochody ciężarowe reprezentują 25% zużycia oleju w 2011 w Quebecu.
Powiedziałem już, co uważałem za najlepsze rozwiązanie dla stopniowo elektryzujących ciężkich ciężarówek, grupy trakcji elektrycznej o rozszerzonym zasięgu. Przez ładowanie baterii autonomii 100 w nocy i dwóch szybkich uzupełnień (minut 10) w dniu, w którym otrzymujemy 300 km dziennie w trybie elektrycznym. W latach 10, dzięki zmniejszeniu masy i kosztów akumulatorów, będzie można wykonać 600 km z elektrycznością lub 800 km z szybkimi wkładami 3.
Konieczne jest zatem opracowanie elektrycznych grup trakcyjnych z przedłużaczem zasięgu (zwanych również szeregowymi systemami hybrydowymi).
Ale właśnie to zrobiła grupa firm, aby dostarczyć ciężarówkę z naczepą WAVE do firmy Walmart, co wpisuje się w wysiłki tej firmy mające na celu zmniejszenie zużycia paliwa i konserwacji floty samochodów ciężarowych. Świetny przykład synergii gospodarki i środowiska. Widzieć
http://www.greencarcongress.com/2014/03 ... -wave.html
i wideo z YouTube
http://www.youtube.com/watch?list=UUT5J ... ER9X4_gtYk
Profil również aerodynamiczny jest możliwy dzięki zastosowaniu mikroturbiny jako przedłużacza zasięgu, który nie wymaga chłodzenia cieczą, więc nie ma dużego grzejnika przed ciągnikiem. Co więcej, niewielki rozmiar tej mikroturbiny umożliwia umieszczenie jej pod kabiną sterowniczą, z silnikiem elektrycznym i akumulatorami, umożliwiając w ten sposób wąskie profilowanie kabiny, co dodatkowo zwiększa aerodynamikę ciągnika. Połączenie ciągnika z przyczepą zapewnia 20% mniejszy opór przepływu powietrza, co przekłada się na zmniejszenie zużycia paliwa 10%.
Walmart i jego partnerzy nie podają wartości zużycia dla ciężarówki naczepy WAVE, ale oszacuję to. Hybrydyzacja zwykle umożliwia zmniejszenie zużycia ciężarówki z 10% do 25%, w zależności od tego, czy jeździsz autostradami, czy w obszarach miejskich. Znaczne rozjaśnienie wynikające z intensywnego użycia włókien węglowych (prawie o 2 mniej w przyczepie) może przełożyć się na mniejsze zużycie 5%.
Bateria ciągnika 45,5 kwh powinna zapewniać w trybie elektrycznym zasięg około 50 km, co również przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa. Z drugiej strony, wydajność mikroturbiny wynosi 30% (30% energii chemicznej zawartej w paliwie zamienia się w energię mechaniczną), podczas gdy silnik tłokowy z silnikiem wysokoprężnym osiąga około 40% d efektywność. W związku z tym występuje spadek wydajności spowodowany przez mikroturbinę 25%. Zużywa olej napędowy, ale działa bardzo dobrze z gazem ziemnym lub biometanem, a nawet biodieslem (wytwarzanym z recyklingu tłuszczu lub biosyntezy).
Zróbmy bilans. Utrata wydajności 25% wynika z zastosowania mikroturbiny. Z drugiej strony zyskuje 10% z lepszą aerodynamiką i mówi o 15% dzięki hybrydyzacji. Nie wspominając o tym, że redukcja wagi może przynieść nam kolejny zysk 5%. Teraz, zakładając dzienny przebieg 500 km i pojedyncze ładowanie dziennie, zasięg 50 km w trybie elektrycznym oznacza kolejny zysk 10% (który można znacznie zwiększyć, zwiększając pojemność akumulatora i ładując trzy razy dziennie). W skrócie, oczekuje się, że eksperymentalna ciężarówka z naczepą WAVE, w obecnym stanie, zużywa o około 15 mniej oleju napędowego niż konwencjonalna ciężarówka z naczepą.
Ale nie patrz tylko na zużycie paliwa. Należy również wziąć pod uwagę, że nie ma potrzeby opracowywania skomplikowanego systemu chłodzenia (wystarczające jest chłodzenie powietrzem) lub systemu obróbki gazów po spalaniu (mniejsze zanieczyszczenie, nawet bez katalizatorów lub filtrów). cząsteczki lub układ wtrysku mocznika). Ponadto mikroturbina ma tylko jedną ruchomą część, która działa z łożyskami powietrznymi i nie wymaga smarowania. Nie mamy więc żadnych zmian oleju. W końcu nie ma zaworu EGR (Exaust gas recovery) ani turbo ani intercooler. Krótko mówiąc, jest dużo MNIEJ konserwacji, co przekłada się na znaczny spadek kosztów operacyjnych.
W odniesieniu do trybów pracy grupy trakcyjnej istnieją trzy: TRYB ŁADOWANIA, TRYB ELEKTRYCZNY i TRYB HYBRYDOWY.
W trybie ładowania, jeśli stacja ładująca nie znajduje się w zasięgu, mikroturbina ładuje akumulatory, gdy wózek jest zatrzymany. W trybie elektrycznym silnik elektryczny jest zasilany tylko przez baterie. Gdy ich poziom obciążenia osiągnie 50%, mikroturbina uruchamia się automatycznie i zawsze pracuje z optymalną prędkością, gdzie zużycie paliwa jest minimalne. W trybie hybrydowym mikroturbina stale ładuje akumulatory podczas jazdy, zawsze obracając się z optymalną prędkością.
Bardzo ekscytujące jest to, że dynamika elektryfikacji transportu nabiera tempa, nawet w przypadku ciężkich ciężarówek!
szczerze
Pierre Langlois, Ph.D., fizyk
