Superkondensatory nie są alternatywą


Autobus elektryczny na superkondensatorach
Autobus elektryczny na superkondensatorach

Od jakiegoś czasu słychać propozycję by rozważyć tzw. superkondensatory jako alternatywne źródło energii dla samochodów elektrycznych. Pojawiają się nawet konstrukcje wykorzystujące takie źródła energii. Zalety superkondesatorów (SC) są znane i dla tych właśnie zalet wykorzystuje się je np. w systemach KERS (systemach rekuperacji energii), znanych z formuły 1. Jednakże do napędu pojazdów wykorzystuje się je tylko w pojazdach ciężkich (autobusach), gdyż tam również ich zalety mogą zostać wykorzystane a wady nie eliminują ich z gry.

Jeżeli chodzi o samochód elektryczny to w tej chwili, nawet teoretycznie, nie istnieje technologia SC, której wady nie przeważałyby nad zaletami. Pomijając zawiłości technologiczne, prawie wszystko sprowadza się do tzw.gęstości upakowania energii, tzn zdolności SC do przechowywania energii w kilogramie masy. W stosunku do akumulatora  co najmniej o rząd wielkości mniejszymi (jeżeli wziąć pod uwagę baterie na etapie laboratoryjnym to nawet trzech rzędów wielkości). Dostępne już dzisiaj akumulatory Litowo-jonowe potrafią zgromadzić około 400 Wh/kg podczas gdy niektóre superkondensatory około 20Wh/kg. I to je dyskwalifikuje.  Inną istotną wadą jest konieczność stosowania wyrafinowanej elektroniki, by skompensować fakt, że napięcie w układzie takich kondensatorów spada bardzo silnie (wykładniczo) wraz z ich rozładowywaniem. Ostatnim gwoździem do trumny dla SC (choć teoretycznie istnieje możliwość zmniejszenia tej wady) jest ich samoistne rozładowywanie- naładujesz wieczorem, rano musisz powtórzyć!

Jedyna istotna zaleta SC, to zdolność do bardzo szybkiego ładowania i  wydatkowania zgromadzonej energii, z czym współczesne baterie Litowo-jonowe jeszcze mają kłopoty. Jednakże nie jest to czynnik decydujący! Potrafimy sobie z tym poradzić, a dodatkowo nowe generacje akumulatorów, testowane obecnie w laboratoriach, są go pozbawione. Najważniejszy jest fakt, że superkondensator o tej samej masie co bateria, daje ponad 20-krotnie mniejszy zasięg! Jego więc efektywne wykorzystanie musiałby być poprzedzone budową bardzo gęstej sieci stacji ładowania! Nadzieje wiąże się co prawda z możliwością wykorzystania w tym przypadku ładowania indukcyjnego (na odległość, bez podłączania kabelków), np w trakcie postoju przed czerwonym światłem, jednak koszt infrastruktury, którą trzeba by zbudować od razu kładzie cały pomysł.

Reasumując, kondensator, dla obecnie znanych technologi, nie jest konkurentem dla baterii w zastosowaniach do napędu samochodu elektrycznego. Może być , jest i będzie wykorzystany pomocniczo, ale tylko tak.

Z komórek do samochodu i nie elektronika


Przednia szyba BMW
Przednia szyba BMW

Wiadomo, że masa pojazdu jest jednym z głównych elementów decydujących o sprawności pojazdu. dlatego trwa wyścig producentów samochodów o spadek wagi bez utraty wytrzymałości pojazdu. Są jednak elementy pojazdu, których do tej pory ten wyścig nie dotyczył, ale i tutaj BMW dokonał przełomu.

Wcześniej, najczęściej stosowaną metodą redukcji masy ciała było zastąpienie ciężkich elementów ze stali, aluminiowymi lub na detale z włókna węglowego. Inżynierowie BMW postanowili zmniejszyć masę komponentu, na który wcześniej nie zwracali uwagi (patrz notka poniżej) – przednią szybę.

Patrząc na historię rozwoju samochodu, inżynierowie Forda już dawno zastanawiali się nad odciążeniem szyb samochodowych, ale pierwszymi wykonawcami tej  idei zostali projektanci BMW – postanowili użyć szkła Gorilla Glass, które ma wysoką wytrzymałość i jest lekkie. Do tej pory ten materiał był wykorzystywany tylko w produkcji szkła dla urządzeń przenośnych (A chyba każdy z nas dokonał już crash testu takiego szkła upuszczając komórkę, wiemy więc, że szkło jest mocne).

Pierwsze szklane szyby samochodowe wykonane z Gorilla Glass będą wykorzystywane w innowacyjnym modelu BMW i8, i będą o 30% lżejsze niż tradycyjne szkło.
Główną wadą nowego rozwiązania jest koszt nowego produktu.

Autor jest właścicielem giełdy ładunków – espedytor.com.pl

Notka:

W Polsce w latach dziewięćdziesiątych odciążono konstrukcję autobusu Jelcz, uwzględniając wytrzymałość szyb w nośności karoserii. Do tej pory szyby były tylko balastem. W tej chwili takie podejście jest standardem.