Промишленост

Безжични ленти за пренос на енергия за електрически превозни средства и автобуси

Безжични ленти за пренос на енергия за електрически превозни средства и автобуси

Корейският автобус за електрически превозни средства (OLEV) на KAIST [Източник на изображението:KAIST, чрез Wired Magazine]

Наред с иновативната технология на батериите, друг потенциален метод за зареждане на електрически превозни средства (EV) могат да бъдат безжичните ленти за пренос на енергия, инсталирани на пътни настилки. Потенциалът за нови електрически превозни средства е доста вълнуващ, особено по отношение на масовите транзитни превозни средства като автобуси и трамваи, но технологията един ден може да се използва и за електромобили.

Безжичният трансфер е демонстриран за пръв път от Николай Тесла през 1891 г. Тесла проявява обсесивен интерес към темата, което му позволява да разработи своята Tesla Coil. Това устройство, което произвежда високо напрежение, високочестотни променливи токове, позволи на Tesla да предава мощност на къси разстояния, без да свързва проводници чрез резонансно индуктивно свързване, безжично предаване на електрическа енергия в близост до полето между две магнитно свързани бобини.

Този подход все повече се тества в различни страни като потенциално средство за зареждане на електромобили в движение. Той включва пренос на електричество между две магнитно заредени плочи, едната от които е заровена под пътя или железопътната линия, а другата е закачена под шасито на превозно средство. В Италия такава система се използва в Генуа и Торино повече от десет години, като осигурява 10 до 15 процента от мощността за 30 електрически автобуса, които се зареждат на всяка спирка. Системата е разработена от немска компания Conductix-Wampfler, която твърди, че има 95% ефективност на енергийния трансфер. В момента се разработва друга система в държавния университет в Юта, подкрепена с финансиране от Федералната администрация за транзит и система за въвеждане, също стартирана в Холандия през 2010 г.

През 2009 г. Корейският институт за наука и технологии (KAIST) тества своя проект за онлайн електрически превозни средства (OLEV). Това включва технология, наречена Оформено магнитно поле в резонанс (SMFIR), включваща погребване на електрически ленти на дълбочина 30 см (11,8 инча) под пътната повърхност, свързана с националната мрежа. Като демонстрационно превозно средство е използван безпътен влак, състоящ се от трактор, оборудван с магнитни индукционни пикапи и три пътнически вагона. Впоследствие KAIST разположи трамваи, използвайки системата в увеселителния парк Сеул Гранд Парк, и последва това с първия електрически автобус в света през юли 2013 г., пътувайки на разстояние от 15 мили между гарата в град Гуми и окръг Ин-донг . По това време първоначалният проект вече беше довел до създаването на две отделени компании, OLEV Korea и OLEV Boston, последният стартира през 2011 г. и който има за цел да комерсиализира своята система за използване в САЩ.

Автобусът KAIST OLEV в експлоатация в корейския град Гуми [Източник на изображението:КАИСТ]

Системата за безжичен трансфер означава, че батериите в електрическите превозни средства могат да бъдат намалени до около една трета от тази, която обикновено очаквате да намерите в електрическа кола. Разстоянието от 6,7 инча между пътната настилка и дъното на всяко превозно средство осигурява 85% ефективност на зареждане при 100 киловата. Табелите, заровени под пътната настилка, представляват между 5 и 10 процента от целия маршрут и остават изключени, докато превозното средство се приближи. Отнема около 30 минути, за да се зареди напълно OLEV и те могат да изминат 40 километра между зарежданията (около 24 мили), а това означава, че биха могли евентуално да се отклонят от установения маршрут за зареждане, ако е необходимо. Автобусите могат да се движат с максимална скорост от 85 километра в час (км / ч), но обикновено се движат с 60 км / ч при обичайно обслужване.

ВИЖТЕ СЪЩО: BAIC открива първия си център за изследвания и развитие на EV извън Китай

Това всъщност става доста вълнуващо, като се има предвид, че други компании по света започват да се впускат в това. Qualcomm, Momentum Dynamics, WiTricity, Evatran и WAVE имат системи в процес на разработка в момента. Някои хора се съмняват дали системата някога би могла да бъде усъвършенствана, за да може да се използва в автомобили, просто защото оборудването, използвано в превозните средства, е твърде обемисто на 400 lbs. Той обаче е идеален за автобуси, което им позволява да спестят значително тегло на батериите. Понастоящем електрическите автобуси, използващи системата за безжичен трансфер, не са конкурентни на дизеловите автобуси по отношение на капиталовите разходи, но са по отношение на общите разходи за собственост поради спестяванията от батерии, които са възможни с тази система, както и поради ниските изисквания за поддръжка.

Обединеното кралство обяви намерението си да тества магистралите „зареждай като шофираш“ през август миналата година, след приключване на проучване за осъществимост, поръчано от Highways England. Тестовете, които трябва да се проведат офроуд в даден момент или тази година, или следващата, ще оценят потенциала на системата да помогне за намаляване на разходите за гориво, минимално въздействие върху пътните настилки и намаляване на въздействието върху околната среда от автомобилния транспорт, включително подобрения в качеството на въздуха , намален шум и по-ниски емисии на въглерод. По това време министърът на транспорта на Обединеното кралство Андрю Джоунс заяви, че безжичният трансфер може да предложи вълнуващи възможности за страната, като се има предвид, че правителството ангажира 500 милиона британски лири през следващите пет години, за да запази Обединеното кралство в челните редици на тази технология и потенциала за стимулиране на работните места растеж.

Безжична система за таксуване на паркинг, изложена на автосалон [Източник на изображението:Wikimedia Commons]

Ако изпитанията бъдат успешни, това може да доведе до революция в устойчивото пътуване по пътищата в Обединеното кралство. Общата продължителност на тези тестове ще бъде около 18 месеца, след което вероятно ще трябва да се проведат повече изпитания на пътя. Междувременно поне един град в Обединеното кралство, Милтън Кейнс, вече е продължил със собствената си система за безжичен трансфер, въпреки че това е доста ограничено и изисква автобусите да спират за няколко минути по време на зареждане.

Безжичното зареждане във Великобритания не е без критиците си. Например д-р Paul Nieuwenhuis, директор на Центъра за върхови постижения на електрическите превозни средства в Cardiff Business School, е доста скептичен на основание на разходите и факта, че технологията на батериите се подобрява през цялото време, особено по отношение на това, което Tesla успя да постигне през последните години. Дори ако безжичното зареждане стигне до британските пътища, Highways England все още възнамерява да инсталира плъгин точки за зареждане на електромобили на интервали от 20 мили в магистралната мрежа. Това от своя страна би трябвало да спомогне за по-доброто усвояване на потребителските електрически превозни средства.

Един институт, който разглежда потенциала на безжичния трансфер за електромобили е германският институт Fraunhofer. Изследователи от Fraunhofer’s Institute for Wind Energy and Energy System Technology IWES в Касел разработиха рентабилен дизайн през август миналата година, използвайки стандартни компоненти, които се предлагат на масовия пазар. Учените са успели да намалят броя на обемисти феритни листове с помощта на спирални системи, което също намалява разходите. IWES установи, че дори когато автомобилът е на 20 сантиметра от намотката, вградена в пътя, все още е постижимо ниво на ефективност между 93 и 95 процента в целия диапазон на мощността от 400 вата до 3,6 киловата. Друго предимство на тази система е, че тя може също така да разрежда захранването към общата електрическа мрежа. Това означава, че излишната енергия от мрежата може да се подава в тези автомобили, като се използват като съоръжения за съхранение на енергия, докато не се изисква мощност, когато тя може да бъде върната в мрежата.

Индуктивната намотка за зареждане на Fraunhofer за електрически автомобили [Източник на изображението:Институт Фраунхофер]

Два други института на Fraunhofer, Fraunhofer Institutes for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM и за Transport and Infrastructure Systems IVI, са успешно тествали безжични трансферни системи за използване в автомобили, използвайки 25-метров тестов маршрут с вградени в пътя намотки. Тестовото превозно средство, спортен автомобил, превърнат в електрическо превозно средство, успя да измине целия маршрут с умерена скорост, като едновременно зарежда батерията си.


Гледай видеото: أهم 3000 كلمة فى اللغة الانجليزية وفقا لقاموس اكسفورد فى فيديو واحد (Октомври 2021).