211service.com
Příští zastávka: Ultracapacitor Buses
Městské dopravní agentury se v průběhu let pokusily snížit uhlíkovou stopu svých autobusových vozových parků pomocí řady možností, od biopaliv a vodíku po baterie a hybridní-elektrickou naftu. Nyní čínská společnost a její americký partner říkají, že ultrakondenzátory by mohly nabídnout nejekologičtější a nejekonomičtější způsob napájení městských autobusů.
Rychlá nabíječka: Autobus, který jede výhradně na ultrakondenzátory, se nabíjí na autobusové zastávce v Šanghaji. Autobusy mohou mezi nabitím ujet pouze tři až pět mil, ale ultrakondenzátory umožňují rychlé dobíjení na určených autobusových zastávkách.
Má to jen jeden háček: nejlepší ultrakondenzátory dokážou uložit pouze asi 5 procent energie, kterou lithium-iontové baterie podrží, což je omezuje na několik kilometrů na jedno nabití. To je činí neúčinnými jako médium pro skladování energie pro osobní vozidla. Ale to, co ultrakondenzátorům chybí v dosahu, vynahrazují svou schopností rychle se nabíjet a vybíjet. Takže ve vozidlech, která musí v rámci běžného provozu často a předvídatelně zastavovat, začíná dávat smysl ukládání energie založené výhradně na ultrakondenzátorech.
Automobilové technologie Sinautec , se sídlem v Arlingtonu, VA, a její čínský partner, Shanghai Aowei Technology Development Company, strávili poslední tři roky demonstrací tohoto přístupu se 17 městskými autobusy pro 41 sedadel na předměstí Šanghaje. 21. října obě společnosti nabídnou a jednodenní demonstrace na Americké univerzitě ve Washingtonu, DC, kde 11místný minibus běžící na ultrakondenzátorech stráví den převážením lidí po kampusu.
Trik je proměnit některé autobusové zastávky na trase na dobíjecí stanice, říká Dan Ye, výkonný ředitel společnosti Sinautec. Na rozdíl od konvenčního trolejbusu, který se musí neustále dotýkat nadzemního elektrického vedení, ultrakapacitní autobusy Sinautec odebírají velké doušky elektřiny každé dvě nebo tři míle na určených nabíjecích stanicích, které fungují i jako autobusové zastávky. Když jsou na těchto stanicích, sběrač na vrcholu autobusu se zvedne několik stop a dotkne se nadzemního nabíjecího vedení. Během několika minut jsou baterie ultrakondenzátorů uložené pod sedadly autobusu plně nabité.
Je to skvělý koncept, říká odborník na ultrakondenzátory Joel Schindall , profesor elektrotechniky a informatiky na MIT. Není příliš vhodný pro čistě elektrická auta, ale je praktické zastavit autobus každých pár městských bloků.
Autobusy také dokážou zachycovat energii z brzdění a společnost říká, že dobíjecí stanice mohou být vybaveny solárními panely (i když to je hlavně pro posílení vnímání, že vozidla mají nižší uhlíkovou stopu). Ye říká, že autobusy spotřebují o 40 procent méně elektřiny ve srovnání s elektrickými trolejbusy, hlavně proto, že jsou lehčí a mají výhody rekuperačního brzdění. Jsou také konkurenceschopné s konvenčními autobusy na základě úspory paliva během 12leté životnosti vozidla na základě aktuálních cen ropy a elektřiny. Sinautec odhaduje, že jeden z jeho autobusů má desetinové náklady na energii než dieselový autobus a může dosáhnout celoživotní úspory paliva ve výši 200 000 USD.
Ultrakondenzátorová sběrnice je také levnější než sběrnice s lithium-iontovými bateriemi, říká Ye. Jako model jsme použili olympijský (lithium-iontový) autobus a zjistili jsme, že náš autobus je asi o 40 procent levnější a má mnohem lepší hodnocení spolehlivosti. Ye dodává, že přínosy pro životní prostředí jsou přesvědčivé. I když používáte nejšpinavější uhelnou elektrárnu na planetě, vytváří třetinu oxidu uhličitého z nafty, když se používá k nabíjení ultrakondenzátoru.
Autobusy v pilotním projektu Shanghai vyrábí společnost Sunwin Bus, čínský společný podnik se švédským Volvem, a používá ultrakondenzátory vyráběné společností Shanghai Aowei. Společnost Foton America Bus se sídlem v Germantown, TN, bude vyrábět ultrakondenzátorové autobusy, které se budou prodávat ve Spojených státech. Ultrakondenzátory jsou vyrobeny z aktivního uhlí a mají hustotu energie šest watthodin na kilogram. (Pro srovnání, vysoce výkonná lithium-iontová baterie může dosáhnout 200 watthodin na kilogram.) Clifford Clare, generální ředitel Foton America, říká, že dalších 60 autobusů bude dodáno začátkem příštího roku s ultrakondenzátory, které dodají 10 watthodin za hodinu. kilogram.
Ti v Šanghaji jsou nyní na cestách tři roky bez incidentů, bez jakéhokoli selhání, což je v autobusovém průmyslu fenomenální, říká Clare a dodává, že jeho společnost jedná s New York City, Chicagem a některými městy. na Floridě o vyzkoušení autobusů. Nakonec to bude třetí generace produktu, která poskytne 20 mil [dojezd na jedno nabití] nebo lepší.
Sinautec také jedná se Schindallem z MIT o vývoji ultrakondenzátorů s vyšší hustotou energie pomocí vertikálně uspořádaných struktur uhlíkových nanotrubiček, které dávají zařízením větší plochu pro udržení náboje.
Zatím jsme schopni získat dvojnásobnou hustotu energie než stávající ultrakondenzátor, ale to nestačí, říká Schindall. Snažíme se získat asi pětkrát. Schindall říká, že by to vytvořilo ultrakondenzátor s jednou čtvrtinou hustoty energie než lithium-iontová baterie.
Právě teď mohou autobusy [Foton] jet pouze každou druhou zastávkou, dosah asi 5 nebo 10 městských bloků, a to je pro některé trasy v pořádku, ale tady v oblasti Bostonu by to bylo příliš daleko [mezi nabíjecími místy], dodává Schindall . Pokud by to dokázali zdvojnásobit, nebo dokonce zčtyřnásobit, řádově by to zvýšilo počty tras, pro které by to mohlo být technické řešení.
Existují ještě některá další důležitá omezení. Autobusy pro 41 cestujících, založené na současné technologii, ztrácejí při zapnutí klimatizace 35 procent svého dojezdu (od přibližně 5 mil do přibližně 3 mil) a mají slabé zrychlení. Ale i za těchto podmínek by se stále mohly ukázat jako praktické pro městské, kampusové, letištní a turistické autobusy.
Chceme nahradit velkou část dieselového vozového parku ve Spojených státech, říká Ye. Potřebujeme mít nabíjecí stanice v různých bodech sítě, ale jak hustota energie roste, počet stanic bude klesat.