УДК 621.3 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

УДК 621.3
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОАВТОБУСОВ
Бадалов А.Б., Джафаров Т.Д., Калбиев Р.К., Бархалов Р.Р.
Азербайджанская Республика, г. Баку, АзАСУ
Электроавтобусы на солнечных батареях (солнцемобили) — этот тип электроавтобусов,
которые передвигаются благодаря энергии солнца. Для питания электродвигателей и
подзарядки аккумуляторов использует солнечные батареи. Как обычный Электроавтобус
солнцемобиль передвигается ночью, а днём ему хватает энергии солнца.
Günəş elektroavtobusları günəş enerjisi ilə hərəkət edir. Elektrik mühərriklərini və
akkumlyatorları təmin etmək üçün günəş panelləri istifadə edilir. Günəş elektroavtobusları
gecələr adi elektroavtobuslar kimi hərəkət edir və gündüz ona günəş enerjisi kifayət edir. Bu
elmi məqalədə, elektroavtobusların səmərəliliyini artırmaq üçün günəş enerjisi istifadə edilir.
The solar elektroavtobusy are moved by solar energy. To power the electric motors and recharge
the batteries are used solar panels. As usual Elektroavtobus solarmobil moves at night and by
day it enough the energy of the sun. In this article are used solar energy to increase the efficiency
elektroavtobusov.
Электроавтобусы безопасны не только для природы, но и для пассажиров.
Маневренность их выше обычного, что достигается за счет легкого материала, который
ранее использовали лишь для строительства космических аппаратов. А благодаря
использованию экологически чистого топлива, такого, как электричестве, новый вид
городского транспорта не имеет выхлопных газов, что делает его перспективным для
применения в городских условиях.
В ближайший период электроавтобусы придут на смену всему существующему в
настоящее время городскому транспорту.
Электроавтобусы – это не транспорт будущего. Это погружение в реальность
экологически чистого, комфортного и выгодного транспорта, в котором каждый километр
вашей поездки обходится всего в несколько копеек.
Приближается энергетический кризис. Для одних – это пугающее словосочетание,
для других – нет. Смотря как к этому отнестись, и какие меры принять для того, чтобы
обеспечить себе гарантированную спокойную жизнь. Рынок электротранспорта – лучшее
решение этой проблемы. У данного рынка есть огромный потенциал долгосрочного роста:
предполагается, что 30 % автобусов в ближайшее время в мире уже будут
электрифицированы.
Комфортабельные электроавтобусы, которые способны быстро и бесшумно
перевозить пассажиров, имеют современный дизайн, отличную управляемость и
манёвренность, а также высокую безопасность. Все эти качества позволяют использовать
этот многоместный электротранспорт практическиповсеместно. Кроме того, высокий
КПД и экономичность электродвигателя делает перевозку электротранспортом понастоящему прибыльным бизнесом.
Поэтому электроавтобус как транспортное средство в настоящее время занимает
самое передовое место в мире по общественной эффективности и имеет прекрасную
рыночную перспективу.
Перед разработчиками легковых электрокар стоит непростая задача обеспечения
достойного показателя дальности пробега на одном аккумуляторе. В этом отношении с
рейсовыми автобусами все гораздо проще – маршрут передвижения известен, расстояние
тоже. А интенсивная эксплуатация автобусов пригородного назначения означает, что
компания-производитель техники получит большой объем информации в виде обратной
связи от коммерческих покупателей. Учитывая все это, американская «AEM» представила
общественности последнюю на сегодняшний момент версию 18-местного электроавтобуса
«E-Shuttle».
Однажды житель США Джон Мауни решил полностью отказаться от сжигаемого
топлива. Он взял свой седан Geo Prism 1994 года, (это Toyota Corolla, выпускавшаяся в
сотрудничестве с концерном «General Motors» под собственной маркой) и выкинул ДВС
на свалку. Честно говоря, в утилизацию направилось много компонентов: система
охлаждения двигателя, отводящие отработавшие газы трубы, каталитический
нейтрализатор, топливный бак, корзина сцепления... Под капотом стало очень свободно.
Но ненадолго. Значительную часть пространства занял новый электромотор. Он
подключен к стандартной механической трансмиссии, которая была зафиксирована в
положении второй передачи. Все дно устлано большой батареей. Точнее, их 50: две
секции по 25 штук 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов.
Далее по мелочи: к электромотору подключены гидроусилитель рулевого
управления, главный тормозной цилиндр, система кондиционирования. Это стандартные
элементы. А вот небольшой водный резервуар с подогревом – новый. Разумеется, нет
ДВС – нет "бесплатного" отопления. Для удобства переключения между передним и
задним ходом был заменен рычаг КПП. Вместо горловины топливного бака установлена
розетка. Зарядка может производиться от сетей с напряжением 120 или 240 В. И конечно,
датчик топлива проапгрейдили до вольтметра. Все остальные системы Джон Мауни
оставил без изменений.
Допустим, что стандартный седан Geo Prism расходует не более 10 л в на 100 км.
Получается, что на 80 км ДВС сожжет 8 л. При средней стоимости бензина в Москве 22
руб./л., получается, что поездка на 80 км стоит 176 руб. По свидетельству Джона Мауни,
аккумуляторам его электромобиля достаточно 12 кВт для полной зарядки. Тариф по
Москве – 2,42 руб. за кВт днем и 0,61 ночью. Даже если заряжать автомобиль только
днем, то такая процедура стоит 29 руб., а в темное время суток и вовсе 7,32! В последнем
случае каждый пройденный на машине километр дешевле в 24 раза по сравнению со
стандартной машиной. О такой экономии можно только мечтать.
Минус эксплуатации электрических автомобилей довольно очевиден:
необходимость постоянной подзарядки. И максимальный пробег тут неважен: на 50 или
300 км вы уедете от своего дома, свободную розетку найти очень сложно. Мало того,
процедура зарядки требует в среднем около 8 часов! О путешествиях на таком транспорте
можно напрочь забыть. Получается, что удел электромобилей – сугубо городская
эксплуатация. Тут можно добавить, что автомобили на водородном топливе – точно такие
же электрокары. Отличие лишь в способе питания электродвигателя. В первом случае это
заряд батарей, а во втором – энергия химической реакции распада водорода. Зато
заправить полный бак жидкого водорода не дольше, чем привычный бак бензина. Вопрос
только в инфраструктуре.
Электроавтобусы на солнечных батареях (солнцемобили) — это тип
электроавтобусов, которые передвигаются благодаря энергии солнца. Для питания
электродвигателей и подзарядки аккумуляторов использутся солнечные батареи. Как
обычный электроавтобус солнцемобиль передвигается ночью, а днём ему хватает энергии
солнца.
При расчете мощности двигателя электромобиля используется следующий расчет:
Требуемая мощность:
N e  gm  Cv F 3 , Ватт
Где : g  9,8 m/ceк2- ускорение свободного падения.
  0,018 - средний коэффициент качания по асфальту.
m - полная масса машины
 - скорость в метрах в сек.
Cv -коэффициент обтекаемости кузова
F - лобовая площадь машины.
Для электромобили в 2000кг, при скорости 30 км/час. или 8,3м/сек;
N e  gm  Cv F 3  9,8  0,018  2000  8,3  0,5  4  572  4072 Вт.
при КПД мотора 0.7, трансмиссии 0.9 (суммарный 0.63) тогда Nбат=Ne/КПД=4072/0.63=6,4
кВт
Разрядный ток:
I = N : U = 6400 : 100 = 64 ампер; При ёмкости батареи 150 А.ч, допустимый разряд 100
А/Ч время допустимого разряда 100 : 64 = 1,56 часа или 94 минут.
Отсюда: пробег составит 47 км. Вот почему электромобиль стоит делать как можно легче
и меньше.
Как и любое техническое устройство, солнечная батарея имеет свои
эксплуатационные и технические характеристики, которые различаются для различных
моделей и производителей, но с достаточно небольшим расхождением.
При
площади
солнечной батареи примерно
1,5 м2 мощность модуля
составляет примерно 250 Вт.
Типичный КПД солнечной
батареи – от 14 до 18 %.
Срок
службы
такой
пластины не менее 25 лет.
С солнечной батареи
площадью S=25 м2 < 36 м2
(рис. 1), можно получать уже
более 6,4 кВт энергии, что
может обеспечить работу
электромобиля.
Рис. 1. а) электроавтобус, б) в транспортном
В
транспортном
положении (вид сверху), с) в
положениипроизводится
нетранспортном
положении (вид сверху).
питание
электроавтобусов
только от солнечных панелей,
находящихся на верхнем части кузова (рис. 1, b), а в нетранспортном положении
используются и расширяемые (и собранные) вспомогательные солнечные панели (ис. 1, с)
Литература
1. Использование солнечной энергии. Под ред. Л.Е. Рыбаковой. Ашхабад: Наука,
1985
2. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоатомиздат, 1991.
152 с.
Бадалов Аким Бадал оглы, председатель Государственной Компании Азербайджанской
Республики по Альтернативным и Возобновляемым Источникам Энергии.
Джафаров Тахир Дамир оглы, заведующий отдела Энергетика в Министерстве
Промышленности и Энергетики.
Калбиев Рамиз Калби оглы, к.т.н, доцент АзАСУ.
Бархалов Рашид Раджаб оглы, к.т.н, доцент АзАСУ. Азербайджанская Республика,
город Баку, ул. Ариф Исмаилов, дом 2, кв. 4., Калбиев Рамиз Калби оглы. Индекс:
Az1023, тел; +994-55-787-29-65, е-mail: ramiz04@mail.ru