Industrija

Trake za bežični prijenos energije za električna vozila i autobuse

Trake za bežični prijenos energije za električna vozila i autobuse

Korejski autobus KAIST na mreži za električna vozila (OLEV) [Izvor slike:KAIST, putem žičanog magazina]

Uz inovativnu baterijsku tehnologiju, još jedna potencijalna metoda za punjenje električnih vozila (EV) mogle bi biti trake za bežični prijenos energije instalirane na površinama cesta. Potencijal za nova električna vozila prilično je uzbudljiv, posebno s obzirom na vozila za masovni tranzit kao što su autobusi i tramvaji, ali tehnologija bi se jednog dana mogla koristiti i za EV.

Bežični prijenos prvi je put pokazao Nikolai Tesla 1891. godine. Tesla je opsesivno zanimao tu temu što mu je omogućilo da razvije svoj Tesla Coil. Ovaj uređaj, koji proizvodi visokonaponske, visokofrekventne izmjenične struje, omogućio je Tesli prijenos snage na kratkim udaljenostima bez međusobnog povezivanja žica rezonantnom induktivnom spojnicom, bežičnim prijenosom električne energije iz blizine između dvije magnetski povezane zavojnice.

Ovaj se pristup sve više ispituje u raznim zemljama kao potencijalno sredstvo za naplatu EV-a u pokretu. Uključuje prijenos električne energije između dvije magnetno nabijene ploče, od kojih je jedna zakopana ispod ceste ili željeznice, a druga obješena ispod šasije vozila. U Italiji se takav sustav koristi u Genovi i Torinu više od deset godina, pružajući 10 do 15 posto snage za 30 električnih autobusa koji se pune na svakoj autobusnoj stanici. Sustav je razvila njemačka tvrtka Conductix-Wampfler koja tvrdi da ima 95 posto učinkovitosti prijenosa energije. Još je jedan sustav trenutno u fazi izrade na Državnom sveučilištu u Utahu, potpomognut financiranjem Savezne uprave za tranzit i indukcijski sustav koji je također pokrenut u Nizozemskoj 2010. godine.

Korejski napredni institut za znanost i tehnologiju (KAIST) testirao je 2009. svoj projekt mrežnih električnih vozila (OLEV). To je uključivalo tehnologiju zvanu Oblikovano magnetsko polje u rezonanciji (SMFIR) koja uključuje ukop električnih traka na dubini od 30 cm (11,8 inča) ispod površine ceste, povezane s nacionalnom mrežom. Kao demonstracijsko vozilo korišten je vlak bez kolosijeka, koji se sastojao od traktora opremljenog magnetnim indukcijskim podizačima i tri putnička kočija. KAIST je nakon toga rasporedio tramvaje koristeći sustav u zabavnom parku Grand Park u Seulu i slijedio to prvim električnim autobusom na svijetu u srpnju 2013. godine, putujući na udaljenost od 15 milja između željezničke stanice u gradu Gumi i četvrti In-dong. . Do tada je početni projekt već doveo do osnivanja dviju odvojenih tvrtki, OLEV Korea i OLEV Boston, potonje pokrenute 2011. godine, a koja ima za cilj komercijalizirati svoj sustav za uporabu u SAD-u.

Autobus KAIST OLEV u pogonu u korejskom gradu Gumi [Izvor slike:KAIST]

Sustav bežičnog prijenosa znači da se baterije u električnim vozilima mogu smanjiti na otprilike trećinu one koju biste obično očekivali pronaći u električnom automobilu. Razmak od 6,7 inča između površine ceste i dna svakog vozila donosi 85-postotnu učinkovitost punjenja pri 100 kilovata. Ploče zakopane ispod površine ceste čine između 5 i 10 posto cjelokupne rute i ostaju isključene dok se vozilo ne približi. Potrebno je oko 30 minuta da se OLEV potpuno napuni i mogu prijeći 40 kilometara između punjenja (oko 24 milje), što znači da bi se povremeno mogli skrenuti s utvrđene rute punjenja ako bi to trebali. Autobusi mogu putovati najvećom brzinom od 85 kilometara na sat (km / h), ali obično putuju brzinom od 60 km / h u uobičajenom prometu.

VIDI TAKOĐER: BAIC otvara svoj prvi centar za istraživanje i razvoj EV-a izvan Kine

Ovo zapravo postaje prilično uzbudljivo, s obzirom na to da se druge tvrtke širom svijeta počinju baviti time. Qualcomm, Momentum Dynamics, WiTricity, Evatran i WAVE trenutno imaju sustave u razvoju. Neki se pitaju može li se sustav ikad doraditi kako bi se mogao koristiti u automobilima, jednostavno zato što je oprema koja se koristi na vozilima previše glomazna na 400 lbs. Međutim, savršen je za autobuse, omogućujući im značajnu uštedu na baterijama. Električni autobusi koji koriste sustav bežičnog prijenosa trenutno nisu konkurentni dizelskim autobusima u smislu kapitalnih troškova, ali jesu u pogledu ukupnih troškova vlasništva zbog uštede na baterijama koje su moguće s ovim sustavom, kao i zbog niskih zahtjeva za održavanjem.

Velika Britanija najavila je namjeru testiranja autocesta "naplati dok voziš" u kolovozu prošle godine, nakon završetka studije izvodljivosti koju je naručila Highways England. Ispitivanja, koja će se ove godine ili iduće godine održati izvan ceste, procijenit će potencijal sustava da pomogne u smanjenju troškova goriva, minimalnom utjecaju na cestovne površine i smanjenju utjecaja cestovnog prometa na okoliš, uključujući poboljšanja u kvaliteti zraka , smanjena buka i niže emisije ugljika. Britanski ministar prometa Andrew Jones rekao je u to vrijeme da bi bežični prijenos mogao pružiti uzbudljive mogućnosti za zemlju s obzirom na to da vlada u idućih pet godina izdvaja 500 milijuna funti kako bi Velika Britanija bila na čelu ove tehnologije i potencijal za poticanje radnih mjesta i rast.

Bežični sustav naplate parkiranja prikazan na autosalonu [Izvor slike:Wikimedia Commons]

Ako su ispitivanja uspješna, to bi moglo dovesti do revolucije u održivom cestovnom putovanju unutar Velike Britanije. Ukupno će trajati ova ispitivanja oko 18 mjeseci, nakon čega bi vjerojatno trebalo provesti još testova na cesti. U međuvremenu je barem jedan grad u Velikoj Britaniji, Milton Keynes, već krenuo sa svojim vlastitim bežičnim sustavom prijenosa, iako je to prilično ograničeno i zahtijeva zaustavljanje autobusa po nekoliko minuta tijekom punjenja.

Bežično punjenje u Velikoj Britaniji nije bez kritičara. Primjerice, dr. Paul Nieuwenhuis, direktor Centra izvrsnosti za električna vozila Cardiff Business School, prilično je sumnjičav zbog troškova i činjenice da se tehnologija baterija neprestano poboljšava, posebno s obzirom na ono što je Tesla uspio postići u posljednje vrijeme. godine. Čak i ako se bežično punjenje izbori na britanskim cestama, Highways England i dalje namjerava instalirati priključne punionice za EV u intervalima od 20 milja na mreži autocesta. To bi zauzvrat trebalo pomoći u poboljšanju prihvaćanja potrošačkih električnih vozila.

Jedan od instituta koji razmatra potencijal bežičnog prijenosa EV-a je njemački Institut Fraunhofer. Istraživači s Fraunhoferovog instituta za energiju vjetra i tehnologiju energetskih sustava IWES u Kasselu razvili su isplativ dizajn u kolovozu prošle godine, koristeći standardne komponente dostupne na masovnom tržištu. Znanstvenici su uspjeli smanjiti broj glomaznih feritnih ploča pomoću sustava zavojnica, što također smanjuje troškove. IWES je otkrio da je čak i kada je automobil udaljen 20 centimetara od zavojnice ugrađene u cestu, razina učinkovitosti između 93 i 95 posto i dalje dostižna u cijelom rasponu snage od 400 vata do 3,6 kilovata. Sljedeća prednost ovog sustava je što također može isprazniti struju na opću električnu mrežu. To znači da bi se višak energije iz mreže mogao unositi u te automobile, koristeći ih kao skladišta energije, dok se ne zatraži struja kada se može vratiti u mrežu.

Fraunhoferova induktivna zavojnica za punjenje za električne automobile [Izvor slike:Institut Fraunhofer]

Dva druga Fraunhoferova instituta, Fraunhofer institut za proizvodnu tehnologiju i napredne materijale IFAM i za transportne i infrastrukturne sustave IVI, uspješno su testirali sustave bežičnog prijenosa za upotrebu u automobilima, koristeći 25 metara dugu probnu rutu sa zavojnicama ugrađenim u cestu. Testno vozilo, sportski automobil preuređen u električno vozilo, uspjelo je proći cijelu rutu umjerenom brzinom, istodobno puneći bateriju.


Gledaj video: Eko zona - električna vozila (Siječanj 2022).