Адсорбенты и катализаторы, зонды и фильтры, резервуары и керамические соты – целое мини-предприятие по переработке химических отходов скрывается под капотом современного автомобиля с двигателем на углеводородном топливе. Сегодня мы коснемся темы технологий, создаваемых в согласии с требованиями быстро меняющихся экологических стандартов, разберемся, как нейтрализуются токсичные выхлопы ДВС и попробуем оценить перспективы выживания этого сегмента авторынка с учетом существующих глобальных тенденций.

image

В конце минувшего года правительство Германии объявило, что к 2050 году автомобилей с двигателями внутреннего сгорания не останется, что в скором времени стало одной из причин присоединения страны к международному альянсу ZEV (Zero-Emission Vehicle), амбициозная цель которого – кардинальное снижение уровня выбросов парниковых газов в масштабах планеты. И для производителей автомобилей на углеводородном топливе это более чем ясный вызов, четко определяющий ключевой приоритет выживания – разработка эффективных средств снижения токсичности автомобильных выбросов.

А зачем, собственно, обезвреживать выхлопные газы – спросите вы? Насколько известно еще из школьного курса химии в результате сгорания любого органического топлива образуются углекислый газ и вода. Но углекислый газ – далеко не самый опасный продукт реакции, происходящей в камере ДВС. Во-первых: топливо сгорает не полностью, а процесс горения сопровождается образованием очень токсичного вещества – угарного газа (СО) и, попутно, больших объемов не сгоревших до конца углеводородов (от аренов – до парафинов). Во-вторых, в процесс горения активно вовлекается азот (N2) из воздуха и примеси, содержащиеся в бензине – сера и пр. В свою очередь, выбросы оксидов азота (NOx) становятся причиной кислотных дождей, смога и образующихся сегодня повсеместно озоновых дыр. Не меньшую опасность для здоровья человека и всего живого представляют и побочные продукты сгорания, содержащие соединения серы. Здесь заметим, что в США особое внимание в борьбе с проблемой акцентируют именно на концентрации NOx в выхлопных газах, порождающих в результате разложения под воздействием солнечных лучей печально известный калифорнийский фотохимический смог.

Каталитический нейтрализатор

Как известно, опять же еще со школьной программы, катализаторы – вещества, ускоряющие химические реакции, но не вступающие в них. Прекрасным примером могут служить благородные металлы. Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор с составе палладия (Pd), платины (Pt) и родия (Rh) покрывает керамические соты тончайшим слоем. При этом общая площадь поверхности покрытия таких сот составляет, в среднем, до 20 000 м. кв. (!) Столь внушительная площадь способствует улучшению контакта выхлопных газов с благородными металлами, которых, в расчете на один нейтрализатор затрачивается всего 2-3 гр. Агрегат с нейтрализатором сжигает остатки угарного газа и разлагает часть не сгоревших углеводородов до углекислого газа и воды. Вредные оксиды NOx до атмосферного азота восстанавливает родий.

Рабочая температура каталитического нейтрализатора 400-800°C, поэтому внутренние фрагменты конструкции агрегата изготавливаются из термически устойчивой керамики – карбида кремния или кордиерита. Проблема, с которой постоянно сталкиваются инженеры – определение оптимального места расположения нейтрализатора. Дело в том, что для выхода на рабочий температурный режим последнему нужно некоторое время, а холодный мотор выбрасывает в атмосферу практически неочищенные смеси. Вопрос состоит в том, расположить ли нейтрализатор ближе к мотору, где он будет быстрее прогреваться, или же ближе к глушителю, где прибор будет работать в более щадящем температурном режиме.

Большинство современных автомобилей оснащены системами нейтрализации и в этой связи не стоит оставлять машину на газоне с засохшей травой – корпус нейтрализатора, раскаленный после поездки, вполне может вызвать воспламенение травы с отягощающими последствиями. Не целесообразно также заводить двигатель способом буксировки, поскольку это может спровоцировать попадание топлива в нейтрализатор, последующую детонацию, сопровождающуюся разрушением керамических сот.

Адсорбирование оксидов азота

Нейтрализатор LNT (Lean NOx Trap) – один из примеров современных систем, разработанных для борьбы с оксидами азота в выхлопных газах дизельных двигателей. Накапливанию оксидов в корпусе способствует адсорбент – оксид бария или др. В момент, когда нейтрализатор заполняется полностью, компьютер дает команду на обогащение топливовоздушной смеси, поступающей в камеры сгорания. На первый взгляд это безумие, ведь смесь, в которой много бензина и мало воздуха, резко увеличивает концентрацию токсичного угарного газа в выхлопах. В действительности все протекает несколько по другому сценарию: внутри LNT-нейтрализатора угарный газ реагирует с оксидами азота, разлагая их до вполне безобидного молекулярного азота N2 и условно безобидного углекислого газа. В момент, когда нейтрализатор полностью очищается от NOx двигатель переходит к нормальному режиму работы. Как вы понимаете, говорить об экономичности периодического переобогащения смеси было бы неправдой, но если речь идет о таком приоритете, как чистота окружающей среды, включение в рабочий цикл этих компонентов оказывается оправдано.

Что такое лямбда-зонд

Эффективная нейтрализация предполагает оптимальную концентрацию кислорода. Если смесь чрезмерно обеднена, т. е. наблюдается дефицит топлива за счет преобладающего воздуха, то концентрация NOx в выхлопных газах возрастает. Обогащение смеси при таких условиях не будет сопровождаться полным выгоранием топлива, а в выхлопе повысится концентрация угарного газа и не окислившихся углеводородов. Для поддержания оптимального кислородного баланса используется лямбда-зонд – датчик, который контролирует уровень кислорода в выпускном коллекторе двигателя.

Если коэффициент избытка воздуха, представляющий собой соотношение объема воздуха к объему смеси ? > 1, то смесь “бедная”, если же ? < 1 – обогащенная. Лямбда-зонд представляет собой некое подобие топливной ячейки с платиновыми электродами с электролитом из диоксида циркония. Один из электродов датчика сообщается с забортным воздухом, содержащим окислитель (кислород), другой электрод – с выхлопными газами. “Топливом” для ячейки служит не сгоревший бензин. При обогащении смеси напряжение на датчике возрастает, что служит сигналом компьютеру для подачи команды на обеднение смеси.

image
Лямбда-зонд — топливная ячейка из двух платиновых электродов и электролита из диоксида циркония. И электроды, и электролит проницаемы для кислорода. Внутрь зонда подается воздух снаружи, который подогревается нагревательным элементом. Если смесь богатая и выхлоп содержит мало кислорода, концентрация O2 внутри зонда становится намного больше, чем снаружи. Поэтому кислород из забортного воздуха проходит через электроды и электролит в виде ионов, вызывая тем самым электрический ток во внешней цепи. Как только молекулы кислорода появляются в выхлопе (при бедной смеси), концентрации выравниваются, и напряжение резко падает.

image

Рециркуляция отработанных газов

Азот очень инертен, и для того, чтобы он вступил в нужную реакцию его необходимо либо сильно сжать, либо нагреть. И первое и второе условие выполняется в цилиндре дизельного двигателя (для бензиновых агрегатов это не актуально, поскольку степень сжатия у них значительно ниже). Понижая температуру в цилиндре возможно снизить концентрацию оксидов азота в выхлопе. С этой функцией справляется система рециркуляции отработанных газов EGR, первые модификации которой были установлены еще в 1970-х годах на дизельном грузовом транспорте в США. С помощью специального клапана отработанные газы смешиваются с выпускным воздухом и направляются обратно в цилиндр. Часть тепла, сопровождающего горение смеси принимают на себя инертные газы, в результате чего температура в камере сгорания снижается.

Впрыск мочевины

Когда экологические стандарты вступают в свои права, на помощь приходит мочевина. Оксиды азота великолепно восстанавливаются до молекулярного азота вступая в реакцию с аммиаком (NH3). Другое дело, что хранить на борту токсичный газ нельзя. В качестве альтернативы хранению аммиака инженеры-химики предложили использовать мочевину ((NH2)2CO), впрыскиваемую в выпускной тракт автомобиля отдельными порциями. В “тандеме” с выхлопными газами мочевина поступает в специальный нейтрализатор, где и превращается в аммиак, необходимый для разложения NOx на азот и воду. Описанная технология именуется выборочным каталитическим восстановлением SCR (Selective Catalytic Reduction), а некомфортное для нашего слуха слово «мочевина» в этой технологии заменили звучным AdBlue. Хотя, если разобраться, AdBlue — это всего-навсего 32,5% чистой (NH2)2CO в дистиллированной воде.

Как видите, экологические стандарты оказались мощнейшим стимулом в создании целого направления химической отрасли, а владельцам “мочевинных” дизелей приходится заправлять машину и соляркой, и AdBlue, расход которой весьма ощутим и составляет до 6% от объема использованного топлива.

image
Прежде чем порция выхлопных газов вернется в цилиндр ее необходимо охладить, для чего может быть использован как жидкостный охлаждающий контур, так и воздушный, или же оба сразу. На рисунке изображена система рециркуляции грузового автомобиля Scania.

Сажевые фильтры

Нейтрализации до принятых норм требуют не только газообразные смеси выхлопных газов, но и твердые частицы. Именно такие микроскопические частицы сажи, размером от 10 до 1 мкм выбрасываются при разгоне хорошо знакомых нам всем перегруженных КамАЗов. Знакомое зрелище. Можно представить себе тот “оздоравливающий” эффект, который этот интенсивно извергаемый смог оказывает на наши легкие. Сажа в выхлопе, как и NOx — это, главным образом, проблема дизельных моторов, поскольку солярка – достаточно тяжелая фракция нефти, содержащая ненасыщенные соединения. Это способствует тому, что концентрация углерода в солярке выше, чем в бензине, а значит, и сажи при горении будет выделяться больше.

Справиться с проблемой позволяет устойчивая к высоким температурам керамика. Работает это так. До определенного момента специальные керамические фильтры DPF (Diesel Particulate Filter) адсорбируют сажу из выхлопных газов, а после накопления до определенного предела двигатель переводится на специальный режим работы при котором температура газов в системе выпуска резко повышается до 600 °C, что с учетом имеющегося с системе кислорода позволяет окислить сажу, после чего вывести наружу через выхлопную трубу. Для того, чтобы не подвергать фильтр DPF разрушающему воздействию высоких температур, некоторые производители покрывают его керамическую поверхность тонким слоем платины, выполняющей функцию катализатора. Инженеры концерна PSA (Peuqeot-Citroёn) предложили добавлять в дизельное топливо присадки на основе церия (Ce), что позволяет снизить температуру окисления сажи до 450 °C. А это вполне сопоставимо с обычной температурой выхлопных газов. В странах, где работают нормы Евро-5, с 2011 года на всех дизельных автомобилях установлены DPF-фильтры.

Низковольтный гибрид

Владельцам автотранспорта с двигателями на углеводородном топливе становится все сложнее втискивать существующие технологические решения в рамки непрерывно ужесточающихся экологических норм. Текущие тенденции все отчетливее определяют переход на гибридные решения. Одно из них на базе низковольтных гибридных схем (48В) предложила компания Bosch. И такие низковольтные системы уже в самом ближайшем будущем позволят “гибридизировать” многие существующие модели авто.

Несмотря на привлекательность предлагаемых инженерами инноваций с точки зрения экологического эффекта, конечная стоимость ДВС, да и самого автомобиля, “отягощенного” зелеными технологиями достаточно ощутимо возрастает. Поэтому, если описанная тенденция продолжится, в обозримом будущем использование двигателей внутреннего сгорания на фоне популяризации и совершенствования инфраструктуры электромобилей станет попросту неэффективным.



На этом всё, с вами был простой сервис для выбора сложной техники Dronk.Ru. Не забывайте подписываться на наш блог, будет ещё много интересного…

image

Спонсор поста кэшбэк-сервис LetyShops. Возвращайте деньги за любые покупки в интернете. Подробнее о том что такое кэшбэк-сервис читайте в нашей статье Выбираем кэшбэк-сервис на 6-летие Алиэкспресс
Поделиться с друзьями
-->

Комментарии (32)


  1. superhimik
    19.05.2016 09:35

    Платина — это Pt, а не Pl. Поправьте, пожалуйста.


    1. VoiceDao
      19.05.2016 10:15

      Спасибо, поправим


  1. ilya_1
    19.05.2016 17:09

    «а владельцам “мочевинных” дизелей приходится заправлять машину и соляркой, и AdBlue, расход которой весьма ощутим и составляет до 6% от объема использованного топлива.»
    Только в России никто этот AdBlue не заливает, а еще он на морозе замерзает и не расходуется))


  1. serjche1991
    19.05.2016 17:09

    Использование двигателей внутреннего сгорания станет неэффективным, когда плотность энергии в батареях подберется к таковой в соляре (~30 кратное отставание) или хотя бы к бензину (~15 кратное отставание). А это произойдет примерно никогда, либо это будут уже не батареи.
    Техника перевозящая саму себя напоминает анекдот про солдата и дверь. И она не нужна.

    Углеводороды прекрасный источник мощности, благодаря которому так развит автотранспорт, промышленная техника, летают самолеты и ракеты. КПД ДВС около 50% сейчас, есть огромное поле для работы.


    1. 25080205
      19.05.2016 22:17

      Если эти батареи и возможны, это будет тот еще кошмарик — батарейка как граната, а за ДТП лучше наблюдать из укрытия.


    1. VenomBlood
      19.05.2016 22:57

      Хм, Model S уже сейчас едет до 200 миль на заряде и это вполне достаточно для 99% использования. Если повысить плотность в 2 раза при сохранении остальных свойств — то получится >400 миль, и более 300 миль за пол часа заправки supercharger'ом. Этого более чем достаточно при наличии сколько-нибудь разветвленной сети зарядных станций. Да даже текущие 200-250 миль и 150-170 миль за пол часа зарядки supercharger'ом — достаточно для подавляющего большинства ситуаций в тех местах где есть зарядные станции вдоль трасс. О каком "хотябы 15-кратном" росте речь? До 3000 миль на одном заряде? Да столько ни один бензиновый автомобиль не проезжает, да и такое просто не нужно на практике. Надо учитывать что батарейка может занимать больше объема/места чем бензобак без какого либо ущерба. Бензобаки не делают огромными просто потому что это не нужно.


      1. g000phy
        20.05.2016 11:51

        Вы правы, но лишь отчасти. Плотность энергии становится важна в случае нештатных ситуаций. 10 литров топлива можно принести «на себе» к заглохшему авто и проехать на этом 50-100 км. А как вы понесете на себе электричество?
        Кроме того транспорт, это не только автомобиль. Можно сделать электрический автобус, но вы можете себе вообразить ток, потребляемый автобусным supercharger`ом где-нибудь на загородной трассе, где сети рассчитаны лишь на местных фермеров? А как устроить самолетный supercharger в небе над атлантикой?
        Проблема хранения электроэнергии была частично решена использованием контактной сети у намного транспорта, но у троллейбусов сразу же пропала маневренность. А реальной альтернативы топливу в воздухе пока и вовсе нет.


        1. VenomBlood
          20.05.2016 21:54

          10 литров принести, простите, откуда? Если вы пешком дойдете до заправки — то обычно все же цивилизация не так далеко и вы могли бы точно так же найти буксир. Если вам бензин привезли — вы можете зарядиться от другой машины или опять же буксир. А если вы застряли посередине пустынной трассы с одним автомобилем в сутки — то и за бензином 100км до ближайшей заправки вы не пойдете. Так что в тех редких случаях когда такое случилось — у автомобилей практически паритет.
          А ток — так и бензоколонок изначально небыло, были лошади и овес. Будут развиваться электромобили — будет достаточно заправок.


          1. g000phy
            21.05.2016 00:05

            Вы, видимо, не ездили с канистрой на попутке…


            1. VenomBlood
              21.05.2016 00:07

              Да, не ездил, как-то небыло порывов выезжать на трассу без бензина.


      1. serjche1991
        21.05.2016 00:54

        Отец в Питере живет, я из под Ростова. На ВАЗе 14-ой моделе он приезжает ко мне за 16-17 часов, на основной Октавии чуть дольше — она тяжелее. С собой в дороге три канистры по 20 литров.
        А давайте посмотрим не на легковушки, которым 15 кВт для езды «дом-офис-магазин» нужно, а на технику, которая выполняет работу (тягач, трактор, лесовоз). Тяжелый дизель пыхтит во все свои 300 кВт… тянет 30 тонн свежеубранного хлеба от поля до элеватора, что бы у нас с Вами была булочка к чаю. Тянет долго — целую восьмичасовую смену (если побудете в Ростовской области в период уборки, поймете, сколько таких зерновозов). Итого: 2...2,5 МВтч. А это 500 кг соляры всего. Те же полтонны батарей в Модел С выдают почти 0,1 МВтч. Ну и что с этим делать? Различные там Сименсы предлагали делать по типу троллейбуса грузовики. А что делать с тракторами в полях? А карьерные самосвалы с моторами на 3 МВт? А Ми-26 в котором 17 МВт? Атом? Ну, для автономной техники может и подойдет. Но при каждом ДТП где-то будет хихикать один маленький Оппенгеймер.
        Данных по электропотреблению по областям или городам вроде достаточно в сети, а вот по продажам топлива совсем нет. А зная удельное потребление топлива по мощности, можно было бы сравнить разницу в бытовой потребности и потребности на передвижение. Не думаю, что там радужные перспективы для перевода всего на электротягу.


        1. VenomBlood
          21.05.2016 01:24

          И сколько таких людей и сколько раз они ездят по 16 часов на машине? Настолько малый процент, что можно принебречь. Ну будут не 16 а 20 часов ездить, все равно такие поездки крайне редки. С коммерческим грузовым транспортом на обслуживании все проще, там просто будут менять батарею в дороге, да и на тягач можно поставить пару тонн аккумуляторов без проблем. Итого экономия на топливе и обслуживании ДВС+Трансмиссии. А карьерные самосвалы (вы еще баржи приплетите), да и много какая техника может и на ДВС быть, в городе воздух они не загрязняют или практически не загрязняют.


    1. kAIST
      19.05.2016 23:34

      Правильно сказали выше — плотность не главная проблема. В конце концов, у электрокара места свободного гораздо больше «под капотом».
      Для меня, как для человека, который пользуется автомобилем активно, критично время заправки. На 500 км за день я портачу максимум пару минут времени на заправку, а вот с электрокаром сколько?


      1. VenomBlood
        20.05.2016 09:20

        Большую часть времени — ни сколько. Точнее несколько секунд чтобы воткнуть зарядку при выходе из машины на парковке дома/на работе. А 500км в день нужно мало кому крометаксистов, средрестатистический человек столько разве что в отпуск проезжает за день, и то далеко не все.
        Если уж нужно проехать 500км — то это сейчас уже 2 заправки по пол часа каждая. Учитывая что там езды на 5+ часов — те такая большая потеря, несколько раз в году ехать на ~20% больше времени.


        1. kAIST
          20.05.2016 10:17

          Давайте представим что при нынешних технологиях в городах станет 20-40% элетрокаров. Сколько нужно поставить «заправок», чтоб не было очередей на зарядку по пол часа? Если у тебя свой дом, то как то еще можно заряжать ночью, а вот жителям многоэтажек что делать? Более быстрая зарядка ограничена физикой. Тут, ИМХО, надо больше смотреть, например, на водородные элементы.


          1. VenomBlood
            20.05.2016 21:56

            Внезапно? А давайте представим что 200 лет назад внезапно 20-40% лошадей превратится в автомобили, а бензозапрвок еще не понастроили, где будете брать бензин?
            Жители многоэтажек в развитых странах обычно имеют подземную парковку и без проблем туда проводится зарядка. Менее мощная, зато и заряжать можно всю ночь. А проблемы зарядки электромобилей в зимбабве не являются главной проблемой.


            1. g000phy
              21.05.2016 00:12

              В столице России жители многоэтажек почти никогда не имеют подземных парковок. И это не только проблема «отсталой» России. Во многих городах развитых стран, которым по 10 и более веков никак невозможно в старых районах создать инфраструктуру, о которой вы говорите. Да что там говорить, если в Копенгагене еще не везде есть гидрозатвор в канализацию…


              1. VenomBlood
                21.05.2016 00:20

                Есть еще надземные парковки расположенные недалеко от жилых комплексов, или даже уличные оборудованные парковки с зарядками. И 10 веков или 10 лет — роли не играет, просто строятся надземные многоэтажные парковки в радиусе 5-10 минут ходьбы.


                1. g000phy
                  21.05.2016 00:24

                  На примере Копенгагена и Москвы уверяю, что это не так


        1. Alexsandr_SE
          20.05.2016 14:54

          А сна сколько больше нужно увеличить выработку электричества? Какие затраты нужны что бы оборудовать каждое место на стоянке? А если стали просто на обочине?, договариваться с жильцами?
          И тем, что все же нужно делать перерывы на несколько часов?


          1. VenomBlood
            20.05.2016 21:57

            На какие несколько часов? Выработка электричества вырастет плавно как увеличится доля электромобилей, не вижу тут проблемы, то же самое с количеством зарядок.


            1. Alexsandr_SE
              20.05.2016 22:28

              Несколько часов стоять если нужно ехать дальше чем позволяет заряд батарейки.
              Выработка за счет сжигания газа и нефти? А смысл? Построить новые линии на тысячи км? АЭС не дадут строить зеленые. И сам же зеленая энергия весьма не дешева. Построят термоядерные реакторы, может чего и получится.


              1. VenomBlood
                20.05.2016 22:49

                Дальше чем заряд? Сейчас у Model S за пол часа — 170 миль. Довести до 200 миль можно и на текущих технологиях. Часто вам нужно ехать более чем 2-3 часа в одну сторону? А несколько часов (возьмем несколько == 2) — это минимум 170*4 — это 10 часов по шоссе. Крайне редкий сценарий.
                А выработка — не важно за счет чего. Пусть сейчас хоть уголь жгут, потом перевести электрогенерацию проще чем поменять всем авто с ДВС на электрические. Да и фраза "АЭС не дадут строить зеленые" — крайне ничем не подтвержденная. Нужно будет для экономики — будут строить. К слову АЭС загрязняют окружающую среду гораздо меньше чем те же угольные станции.


                1. Alexsandr_SE
                  20.05.2016 23:32

                  Сколько проедет из 170 миль зимой, с печкой/подогрев сидений, музыкой и фарами? Или летом с кондиционером и фарами?
                  Нашел немного.
                  «Вчера, когда было -18С, Я попытался заранее прогреть батарею установив зарядку батареи на два часа до выхода. В гараже было около +3 и батарея была заряжена на 60%. Зарядка началась довольно медленно, всего 6.5 КМ в час из возможных двадцати. По дороге на работу потрбление опустилось ниже 312 ватт-ч/км только через некоторое время. В конце концов оно осталось на 300 ватт-ч/км „
                  заряжка падает по скорости раза в три, т.е. вместо 170миль и получаса на зарядку получим что-то в виде 1,5часа на зарядку и 80миль пробега. Не густо. И это если получится найти зарядку на сотни ампер.
                  Как городская машина, и недалеких поездок, возможно что-о и получится, но пока вытесняться остальные машины до конца не будут.
                  К примеру 40А*220В=8.8 кВт час. 85кВт час / 8.8 кВт час = 10 часов времени зарядки. Длядома длительная нагрузка скажем всего 2-3А. при дву время зарядки несколько дней.


                  1. VenomBlood
                    20.05.2016 23:54

                    Батарейка — 90КВт*ч, скорость, пусть 40mph, Тогда 170 миль — это чуть более 4 часов. Если у вас на отопление+освещение+музыку будет уходить 2КВт — это будет, относительно, пусть, 80% заряда для 40 минут — это около 10%, а на самом деле в 170 миль уже включен не только двигатель, скорость выше и запас больше.
                    А свои 210 миль по отзывам Model S 90 проезжает при 0F и с включенным климат-контролем на полном заряде. 80% за 40 минут — это как раз дает ~170 на 90КВт*ч модели с нуля. Про скорость зарядки — что то странное, когда батарея теплая — заряжается все нормально, до supercharger'а обычно доезжают, а не живут там (да и если жить рядом — то смысла на него заезжать в начале пути все равно нет) — поэтому заряжаться будет как заявлено. ~80% за 40 минут.

                    Длядома длительная нагрузка скажем всего 2-3А. при дву время зарядки несколько дней.
                    А 200 лет назад бензина не было, и что? Обычно домой протягивают силовую линию (на подобие тех что тянут к электрическим котлам отопления на 20-30КВт и электроплитам) и ставят Wall charger, который дает примерно 30 миль в час.

                    Да и что значит «как городская машина может и получится» — когда машина уже давно в продаже. На ней успешно ездят на хайки, между городами, ну и, конечно, все повседневные поездки. Там где есть зарядки проблем не вызывает. А где нет зарядок… А вы на бензиновой долго проездите в стране без бензоколонок?


                    1. serjche1991
                      21.05.2016 01:08

                      Вот мы вчетвером в квартире живем. Потребляем около 200 кВт*ч электроэнергии в месяц. Есть две простеньких машины на 90 кВт и 70 кВт.
                      Меняем их на электрокары и начинаем каждые два дня заряжать две 100 кВт батареи. Имеем 2 батареи * 100 кВт * 30дней / 2 дня = 3 МВтч на квартиру. В 15 раз больше. А тут внезапно обнаруживается сосед, который тоже имеет электрокар. А потом еще один сосед, тоооолстый такой, потому что на своем трехтонном внедорожнике он катается даже через дорогу в магазин. Такому раз в 30 больше мощности надо. А у меня в доме на 80 квартир машин 30 точно есть.
                      Что делать здесь? Подводить к дому кабель сечением два квадратных метра?


                      1. VenomBlood
                        21.05.2016 01:31

                        2 100КВт батареи каждые 2 дня? Это вы по почти 150 миль ездите в день каждый? Полтора часа по трассе в одну сторону до работы?
                        «Раз в 30 мощности больше» — тоже посмешило.

                        Подводить к дому кабель сечением два квадратных метра?
                        Современные HVDC расчитаны на гигаватты. ЛЭП с 2 проводами сечением 300мм2 (2см в диаметре + изоляция) — сотни мегаватт, этого хватит на одновременную зарядку тысячи автомобилей на supercharger'е. А если считать полную батарею за ночь — 20КВт на автомобиль с учетом всех потерь — то около 5 тысяч автомобилей на 1 3х сантиметровый провод по сути, с учетом потребления самого дома и бытовой техники. Где там метры?


                    1. Alexsandr_SE
                      21.05.2016 09:22

                      2Квт на отопление и и прочее вроде бы маловато. Сам аккумулятор по морозу берет куда меньше на зарядку. По тем же отзывам расход электричества увеличивается по морозу в два раза +-. Откуда быть теплой батарее? Зарядки то ведь есть далеко не везде. Хорошо если есть проводка на 16А.

                      Силовую линию не протянуть из ниоткуда. нужно перетягивать линии от электростанций, менять подстанции, тянуть наново линии на стоянки, гаражи… Это очень накладно и сложно. Это не перевезти в бочке бензин. Бензин перевозится, переносится, это удобнее чем батарейки вмонтированные в пол.
                      Нельзя протянуть обычную силовую линию на 20Квт там, где это не предусмотрено. И так реально напряжение просаживается зимой до 180, и скачки вверх до 255. Распространение электрических машинок просто убьет электрические сети. Среднее потребление электричесва на квартиру у нас «рассчитанно» порядка 1,5-2Квт/ч.
                      То, что сейчас давно уже в продаже не делает погоды. Их мало. Но дальше станет хуже.
                      На бензине можно проехать дальше. Можно взять с собой канистры, много канистр или прицеп с бочками. А электричество?


                      1. VenomBlood
                        21.05.2016 09:38

                        Уже который раз вы делаете одну и ту же ошибку. «А если завтра все пересядут на электромобили — не взлетит». Да, не взлетит. Так же как 200 лет назад все бы не пересели на бензин, и так же как 50 лет назад все не пересели бы на мобильники (базовых станций то небыло, а строить их долго и дорого). Физических ограничений в данный момент нет, проблема только в плановом обновлении инфраструктуры, ну так и электромобили не завтра 100% рынка займут. Одна нитка 2см толщиной+изоляция может нести до половины гигаватта, если брать более-менее реальные сценарии использования — это по меньшей мере 100 тысяч автомобилей заряжающихся пока стоят на работе и пока стоят ночью в гараже. Даже при условии плохой балансировки нагрузки 1 ЛЭП может питать семейные авто по меньшей мере полумиллиона человек. С производством энергии тоже проблем нету современные АЭС уже перешагнули порог в 1ГВт на один реактор, т.е. даже на все семейные авто многомиллионного города нужна одна АЭС. Протяженность ЛЭП — сотни километров, с пределом в 1000-2000. Это все — существующие и опробованные технологии, никаких чудес.
                        Будет расти спрос на электроэнергию — будут появляться новые генерирующие мощности и новые линии, обычный рынок.

                        То что можно проехать «дальше» — уже 10 раз сказали что не аргумент. 99.5% покрывается одним зарядом существующих батареек. Оставшиеся 0.5% почти полностью покрываются supercharger'ами вдоль трасс. Остаются ваши мифические любители поездить по сахаре с прицепом с бочками бензина — таких людей сосчитать по пальцам. Я лично не знаю никого кто вообще бы хоть когда-то ездил с канистрой куда-нибудь, да и представить себе не могу, т.к. заправки есть везде где есть дороги (что собственно будет и с электрозаправками) или хоть какая-то цивилизация. Ехать по пустыне или по северным территориям Канады — удовольствие, которое испытывают единицы, для них вполне подойдут дизельные электрогенераторы для зарядки автомобилей от цистерны с бензином, на случай если никаких других решений не придумают, все равно они — капля в море.


                        1. Alexsandr_SE
                          21.05.2016 11:35

                          Бензин перевозится и хранится, его можно накапливать. Электричество такими свойствами не обладает. Значить планово нужно где-то брать электричество, что уже проблема, ибо его нужно очень много. просверлить дырку в земле и построить новые электростанции шибко разно по времени. В простейшем случае можно можно нефтепродукты перевозить, электричеству понадобится готовые решения от станции, до потребителя. Это займет больше времени.
                          по сути зарядных станций нет, проехать 800-1000км нельзя. нужно где-то заряжаться и желательно не с бытовых розеток.
                          Изоляцию на высоковольтные провода вообще не ставят насколько я знаю, а провода «расщепляют» в пространстве. новые ЛЭП сколько по затратам займут? Если не построят новых электростанций, не на угле, газе и т.п., то не хватит мощностей генерирующих. А строить пока нечего. АЭС не будут особо строить, а других технологий пока у нас нет. ставить каждые 10 метров ветряки?

                          Линия 368км. и 1ггават стоила 8,6 млрд рублей. Надеюсь АЭС возле города строить не собираетесь?

                          На работе заряжаться не будут. по крайней не в текущем виде с кучей проводов через окна/подвалы. Скажу так, у нас на все здание, где несколько сотен сотрудников, 4 этажа выделено аж 80А. Это текущие реалиии. Я не смогу к примеру договориться с электриком что бы забрать на зарядку даже 40А. А если приедет 10 таких машин? Нельзя сделать мощность так, что бы то в одном месте были нагрузки в тысячи ампер, то в другом. в любом случае появятся заправки. Но время заправки сколько там полчаса на машину?
                          Вдоль трасс пока нет зарядок. 99% меня не страивает. Сейчас нет проблем ибо автомобили дорогие и люди которые их покупают могут позаботиться про мощность, докупив к примеру трансформатор стабилизирующий в ущерб остальным. Да и ещ\здят в основном рядом. Это пока игрушка. Дорогая игрушка. По небольшому городу за день можно накатать больше сони км, а в городском режиме это расход, а зимой все ще хуже. В гаражах с десяток машин и хана проводке :)
                          Вы не знаете никого кто ездил бы с канистрами ибо бензин можно перелить с другой машины. Что регулярно на трассах и происходит. Какой КПД всей системы доставки и выработки электричества? Не выгоднее будет сразу сжигать?
                          А пока вот так получается https://auto.onliner.by/2016/05/07/tesla-65


                          1. VenomBlood
                            21.05.2016 21:13

                            Удивительный вы. Вам показываешь на ошибку и вы тут же ее опять повторяете.
                            Время постройки АЭС — 5 лет, вы думаете что электромобили завтра появятся у всех? Нет, не появятся, а значит планово построят новые электростанции. Зарядные станции, очевидно, будут. Ваше «зарядных станций нет» похоже на крик конюха когда начали появляться автомобили о том что «заправок нету, далеко не уедешь на этой машине, то ли дело лошадь!».

                            Сколько новые ЛЭП и электростанции по затратам займут — совершенно не важно. Если их будут строить — значит электричество будет востребовано, значит покупатели электричества окупят постройку. Допустим тот же гигаватт за 10 миллиардов — он держит без проблем 100К автомобилей (это даже при запасе в 50%, 5КВт на автомобиль, который в среднем стоит не менее 15 часов, а то и 20 часов в день — более чем достаточно) 10 миллиардов / 100K = 100 тысяч рублей. При сроке службы 50 и более лет — это 2 тысячи рублей в год или 1 полный бак. А мы еще не учли что реально стоимость киловатта будет дешевле при массовой постройке.

                            АЭС не будут особо строить
                            Это конечно аргумент, жаль ничем не подкрепленный. Надо будет мощности — будут строить, т.к. на данный момент это наиболее экологичный из мощный и дешевых источников электричества. Да и в принципе один из наиболее экологичных даже без учета мощности и цены.

                            На работе заряжаться не будут.
                            Будут. Когда подведут инфраструктуру — будут.
                            где несколько сотен сотрудников, 4 этажа выделено аж 80А. Это текущие реалиии.
                            Опять повторяете ошибку, на которую я вам уже указал. Текущие реалии 19 века не мешают автомобилям распространяться.

                            99% меня не страивает.
                            А 99% — устраивает). Я как-то приводил статистику, длительные поездки на автомобиле более 2х зарядов батареи протяженностью делает настолько ничтожный процент жителей США, что это меньше статистической погрешности для остальных цифр. В Европе расстояния маленькие и все очень плотно — там зарядки вообще на каждом шагу будут. А реальные проблемы, после проведения зарядок в разумных местах, будут только у любителей ездить сотни километров по бездорожью. Таких ничтожно мало, ну купят генераторы, если ничего еще не придумают.

                            Вы не знаете никого кто ездил бы с канистрами ибо бензин можно перелить с другой машины.
                            Я еще и не знаю ни одного раза когда переливали бы бензин. Просто не понимаю — зачем выезжать на трассу если бензина нету? Обычно на въезде на что-то длинное есть пара заправок.


  1. VenomBlood
    19.05.2016 22:55

    — мимо