Pojazd elektryczny z kondensatorem
Kondensatorowy pojazd elektryczny to pojazd , który wykorzystuje superkondensatory (zwane także ultrakondensatorami) do magazynowania energii elektrycznej.
Od 2010 r. najlepsze ultrakondensatory mogą przechowywać tylko około 5% energii, jaką mogą przechowywać akumulatory litowo-jonowe , ograniczając je do kilku mil na jednym ładowaniu. To czyni je nieskutecznymi jako ogólny nośnik energii dla pojazdów osobowych. Ale ultrakondensatory mogą ładować się znacznie szybciej niż akumulatory , więc w pojazdach takich jak autobusy , które muszą często zatrzymywać się w znanych punktach, w których można zapewnić urządzenia do ładowania, opłacalne staje się magazynowanie energii oparte wyłącznie na ultrakondensatorach .
Kapabus
.jpg)
Chiny eksperymentują z nową formą autobusu elektrycznego, znanego jako Capabus , który porusza się bez ciągłych linii napowietrznych (jest pojazdem autonomicznym), wykorzystując energię zmagazynowaną w dużych dwuwarstwowych kondensatorach elektrycznych na pokładzie (EDLC), które są szybko ładowane za każdym razem, gdy pojazd zatrzymuje się na dowolnym przystanku autobusowym (pod tzw. parasolami elektrycznymi ), aw pełni naładowany na pętli . [ potrzebne źródło ]
Kilka prototypów testowano w Szanghaju na początku 2005 r. W 2006 r. Na dwóch komercyjnych liniach autobusowych zaczęto wykorzystywać elektryczne dwuwarstwowe autobusy kondensatorowe; jedną z nich jest trasa 11 w Szanghaju . W 2009 roku Sinautec Automobile Technologies z siedzibą w Arlington w Wirginii i jej chiński partner Shanghai Aowei Technology Development Company testują 17 czterdziestu jeden autobusów Ultracap obsługujących obszar Wielkiego Szanghaju od 2006 roku bez większych problemów technicznych. Jednak podczas Expo w Szanghaju w 2010 roku 40 autobusów superkondensatorowych było używanych w specjalnym autobusie Expo iz powodu przegrzania superkondensatorów niektóre autobusy się zepsuły. Autobusy w Szanghaju są produkowane przez Germantown w stanie Tennessee Kolejne 60 autobusów zostanie dostarczonych na początku przyszłego roku z ultrakondensatorami, które dostarczają 10 watogodzin na kilogram . [ potrzebne źródło ]
Autobusy mają bardzo przewidywalne trasy i muszą zatrzymywać się regularnie co 3 mile (4,8 km) lub mniej, umożliwiając szybkie ładowanie na stacjach ładowania na przystankach autobusowych. Kolektor na szczycie autobusu wznosi się kilka stóp i dotyka napowietrznej linii ładowania na przystanku; w ciągu kilku minut baterie ultrakondensatorów przechowywane pod siedzeniami autobusu są w pełni naładowane. Autobusy mogą również pobierać energię z hamowania, a firma twierdzi, że stacje ładowania mogą być wyposażone w panele słoneczne. Planowana jest trzecia generacja produktu, która zapewni zasięg 20 mil (32 km) na jednym ładowaniu lub lepszy.
Firma Sinautec szacuje, że koszt energii jednego z jej autobusów jest o jedną dziesiątą niższy niż w przypadku autobusu z silnikiem Diesla i może zaoszczędzić 200 000 USD na paliwie przez cały okres eksploatacji. Autobusy zużywają o 40% mniej energii elektrycznej, nawet w porównaniu z elektrycznym trolejbusem , głównie dlatego, że są lżejsze [ potrzebne źródło ] . Ultrakondensatory są wykonane z węgla aktywnego i mają gęstość energii 6 watogodzin na kilogram (dla porównania wysokowydajny akumulator litowo-jonowy może osiągnąć 200 watogodzin na kilogram, ale szyna ultrakondensatorów jest o około 40% tańsza niż szyna akumulatorów litowo-jonowych i znacznie bardziej niezawodna).
Dostępna jest również wersja hybrydowa typu plug-in , która również wykorzystuje ultrakondensatory. [ potrzebne źródło ]
RATP , spółka publiczna, która zarządza większością systemu transportu publicznego w Paryżu , przeprowadza obecnie testy z wykorzystaniem autobusu hybrydowego wyposażonego w ultrakondensatory. Model o nazwie Lion's City Hybrid jest dostarczany przez niemieckiego producenta MAN .
Foton America Bus prowadzi rozmowy z Nowym Jorkiem , Chicago i niektórymi miastami na Florydzie w sprawie wypróbowania autobusów. [ potrzebne źródło ]
GSP Belgrade , Serbia uruchomiła pierwszą linię autobusową obsługiwaną samodzielnie przez autobusy superkondensatorowe chińskiego producenta Higer . Pierwszy ekologiczny e-bus z ultrakondensatorami (UC) był reprezentowany przez firmę Chariot Motors w UE i Sofii w Bułgarii w 2014 r. 18-miesięczny projekt pilotażowy odniósł sukces i spotkał się z dużym odzewem społecznym. Magistrala UC została przetestowana przez renomowane niemieckie laboratorium Belicon GmbH i została określona jako jeden z pojazdów o najniższym zużyciu energii. Bazując na sukcesie pilotażu, stolica Bułgarii – Sofia (jedno z najbardziej zanieczyszczonych miast europejskich) wybrała e-busy UC jako jedną z innowacyjnych i odpowiednich dla transportu miejskiego technologii. Sofijski operator transportu publicznego - Stolichen Elektrotransport uruchomił 45 autobusów elektrycznych Cariot - Higer 12m UC, 15 w 2020 i 30 w 2021. Pojazdy elektryczne są wyposażone w 40kWh UC, autobusy kursują na trasach 6, 60, 11, 73, 74, 84, 123 i 184, o średniej niepowielanej długości 11 km. [ potrzebne źródło ]
W Grazu w Austrii linie 50 i 34E kursują z krótkimi pośrednimi doładowaniami przy użyciu superkondensatorów/ EDLC o mocy 24–32 kWh .
Odbiorniki prądu na przystankach autobusowych
Pantografy i naziemne odbieraki prądu są zintegrowane z przystankami autobusowymi w celu szybkiego ładowania autobusów elektrycznych, co umożliwia zastosowanie w autobusie mniejszej baterii, co zmniejsza koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.
Metro i tramwaj
W wagonie metra lub tramwaju izolator na przełączniku torowym może odciąć zasilanie od wagonu na kilka stóp wzdłuż linii i użyć dużego kondensatora do magazynowania energii do napędzania wagonu metra przez izolator w zasilaniu .
Nowy tramwaj Nanjing wykorzystuje technologię superkondensatorów, ze sprzętem do ładowania na każdym przystanku zamiast ciągłej sieci trakcyjnej. Pierwsza linia rozpoczęła działalność w 2014 roku. Pojazdy szynowe zostały wyprodukowane przez CSR Zhuzhou ; według producentów to pierwszy na świecie tramwaj niskopodłogowy w całości zasilany superkondensatorami. Zamówiono również kilka podobnych pojazdów szynowych dla linii tramwajowej w Kantonie .
Inne wdrożenia
W latach 2001 i 2002 firma VAG , operator transportu publicznego w Norymberdze , w Niemczech , testowała autobus hybrydowy, który wykorzystuje spalinowo-elektryczny układ napędowy z elektrycznymi kondensatorami dwuwarstwowymi.
Od 2003 roku Mannheim Stadtbahn w Mannheim w Niemczech obsługuje pojazd typu capa, LRV (lekki pojazd szynowy), który wykorzystuje dwuwarstwowe kondensatory elektryczne do magazynowania energii hamowania.
Inne firmy z sektora produkcji transportu publicznego opracowują technologię elektrycznych kondensatorów dwuwarstwowych: dział Transportation Systems firmy Siemens AG opracowuje mobilne magazynowanie energii oparte na ELDC o nazwie Sibac Energy Storage, a także Sitras SES, wersję stacjonarną zintegrowaną z zasilaniem przytorowym dostarczać. Grupa Adetel opracowała własny system oszczędzania energii o nazwie ″NeoGreen″ dla LRV, LRT i metra. Firma Cegelec opracowuje również system magazynowania energii oparty na ELDC.
Proton Power Systems stworzył pierwszy na świecie potrójny hybrydowy wózek widłowy , który wykorzystuje ogniwa paliwowe i akumulatory jako podstawowy magazyn energii z ELDC jako ich uzupełnienie.
spin-out Uniwersytetu w Southampton, otrzymał rządową dotację na opracowanie superkondensatorów do pojazdów hybrydowych . Firma ma otrzymać 376 000 funtów od DTI w Wielkiej Brytanii na projekt zatytułowany „superkondensatory nowej generacji do zastosowań w pojazdach hybrydowych”. W projekt zaangażowane są również firmy Johnson Matthey i HILTech Developments. W ramach projektu wykorzystana zostanie technologia superkondensatorów do udoskonalenia hybrydowych pojazdów elektrycznych i zwiększenia ogólnej efektywności energetycznej. [ potrzebne źródło ]
Przyszły rozwój
Sinautec prowadzi rozmowy z Schindallem z MIT na temat opracowania ultrakondensatorów o większej gęstości energii przy użyciu pionowo ułożonych struktur nanorurek węglowych , które zapewniają urządzeniom większą powierzchnię do utrzymywania ładunku. Jak dotąd są w stanie uzyskać dwukrotnie większą gęstość energii niż istniejący ultrakondensator, ale starają się uzyskać około pięć razy. W ten sposób powstałby ultrakondensator o gęstości energii równej jednej czwartej baterii litowo-jonowej.
Przyszłe zmiany obejmują wykorzystanie ładowania indukcyjnego pod ulicą, aby uniknąć napowietrznych przewodów. Podkładka pod każdym przystankiem autobusowym i na każdym przystanku po drodze byłaby używana.
Wyścigi motorowe
FIA , organ zarządzający wieloma wyścigami samochodowymi , zaproponowała w ramach przepisów dotyczących układu napędowego dla Formuły 1, wersja 1.3 z dnia 23 maja 2007 r., aby wydać nowy zestaw przepisów dotyczących układu napędowego , który obejmuje napęd hybrydowy o mocy wejściowej do 200 kW i moc wyjściowa przy użyciu „superbaterii” wykonanych zarówno z baterii, jak i superkondensatorów.
UltraBaterie
Ultrakondensatory są stosowane w niektórych pojazdach elektrycznych, takich jak koncepcyjny prototyp AFS Trinity , do magazynowania szybko dostępnej energii przy dużej gęstości mocy , aby utrzymać akumulatory w bezpiecznych granicach nagrzewania rezystancyjnego i wydłużyć ich żywotność. Ultrabattery łączy superkondensator i akumulator w jednym urządzeniu, tworząc akumulator pojazdu elektrycznego, który działa dłużej, jest tańszy i ma większą moc niż obecne technologie stosowane w hybrydowych pojazdach elektrycznych typu plug-in (PHEV ) .