LiveJournal TOP



enter LONG url
TOP30 users

Почему вы будете ездить на электромобилях (и заряжать их от солнечных панелей)

ru-auto

Предисловие

Для начала разберемся сколько энергии потребляют электромобили. Многие люди не доверяют "официальным" данным автопроизводителей, поэтому проведем эксперимент.

1. Берем электромобиль с официальным запасом хода в 238 миль (383 км), и с официальным расходом 28 кВт*ч на 100 миль (17.4 кВт*ч на 100 км).








2. Ездим на нем 2 недели без подзарядки, в нормальном режиме, в жарком климате, с кондиционером работающим на полную. Что имеем в итоге?

Проехали 178.1 миль (286.6 км) потратив 46.1 кВт*ч. Это 160 Вт/км или 16 кВт*ч на 100 км.



После 178 миль, у нас еще осталось около 25% батареи и около 56 миль запаса хода. При этом, 22% всей энергии было потрачено на кондиционер.








Итак, производитель не врет насчет потребления энергии и запаса хода. Но, нам надо также проверить, сколько энергии уходит для зарядки электромобиля. Ведь заряд в батерее берется из розетки, и в процессе заряда есть потери энергии.

3. Подкючаем электромобиль к обычной розетке (120 вольт/15 ампер) через устройство для измерения мощности (Kill-a-watt). Оно показывает зарядку с мощностью 1.34 кВт и ток 11.85 ампер. С такой мощностью зарядка должна занять где-то 40 часов. Можно было заряжаться от более мощной розетки, в 240В/32А, и это было бы раз в 6 быстрее, но у меня нет устройства для измерения мощности, которое работало бы с 240/32. Поэтому, для этого эксперимента придеться немного подождать.





Тут у меня случилась небольшая конфузия. Вообще при зарядке не рекомендуется использовать удлиннитель. Мне он понадобился так как Kill-a-Watt своей формой не входил в корпус розетки, которая была в защищенном от влаги корпусе. Через несколько часов я вышел проверить как там этот удлиннитель себя чувствует, и он был очень горячим. И я решил что лучше сходить купить нормальный новый удлиннитель вместо этого старого китайского. В магазине нашел удлиннитель сделанный аж в самом USA, расчитанный на 1875 Вт.




После этого кстати мощность зарядки подскочила на 50 Ватт. Значит старый удлиннитель потреблял 50 Ватт на свой обогрев.







И вот 40 часов спустя, имеем результаты. Так как я два раза отключал счетчик для преключения удлиннителя, и каждый раз при отключении от розетки он обнуляется, то нам надо сложить 3 цифры. 5.16 + 1.74 + 48.51 = 55.41. Итого, если считать с потерями при зарядке, то наш электромобиль кушает 193 Вт на километр пробега. При зарядке от переменного тока мы теряем около 17% энергии (инвертер, сопротивление батареи, и другое)













Расчет Экономической Эффективности Электротранспорта

А теперь от предисловия перейдем к расчету эффективности. Итак, расход около 200 Вт на км. Тут в США средняя цена за кВт, без учета всяких льготных ночных тарифов, около 12 центов за кВт*ч. Итого, стоимость топлива около 2.32 центов за километр пробега. Стоимость бензина для среднего американского ДВС автомобиля сегодня составляет около 7 центов за км (22 миль/галлон, $2.50/галлон), и около 4.5 центов для экономичного автомобиля с ДВС (35 миль/галлон, $2.50/галлон).

В местах с более дешевым электричеством, и ночными льготными тарифами, стоимость пробега будет еще меньше. Например, в Ленинградской области, ночной тариф 2.06 рубля за кВт*ч. Это означает что пробег стоит 39 копеек (0.6 цента) за км. 20 тысяч километров пробега в год обойдутся всего в 8000 тысяч рублей ($132 доллара). В настройках электромобиля можно установить расписание зарядки, в зависимости от стоимости электричества и вашего времени отьезда.

Помимо экономии на пробеге, мы также экономим на обслуживании электромобиля. Вот сравните например расписание техобслуживания для электромобиля, с расписанием обслуживания аналогичного ДВС автомобиля. В электромобилях просто намного меньше движущихся частей. Нет коробки передач, нет сложной системы охлаждения двигателя (есть упрощенная), тормоза упрощенные и почти не изнашиваются (автомобиль управляется одной педалью газа, тормоз нужен только в экстренных случаях), нет кучи ремней которые изнашиваются, нет машинного масла.


Вы мне можете тут возразить что батареи в электромобилях дорогие. Да, пока дорогие, но это просто вопрос времени когда их стоимость упадет. В 2010 году
батареи стоили около $1000 за кВт*ч. Сегодя крупные автопроизводители покупают их почти в 10 раз дешевле. При достижении $100 за кВт*ч, электромобили становяся дешевле автомобилей с ДВС.

LITHIUM ION BATTERIES ARE NOW SELLING FOR UNDER $140/KWH

Ресурс батареи превышает ресурс автомобиля. После 10-15 лет работы остается 70% емкости. Так что люди теперь думают что делать со всеми подержанными батареями из электромобилей после того как автомобили пойдут на металлалом. BMW собирается подержанные батареи использовать для стационарного хранения энергии.



А теперь взглянем на это в масштабах страны. Пробег пассажирского транспорта в США около 2.2 триллионов миль. со средним расходом бензина 22 миль/галлона. Общий расход на бензин (при сегодняшних низких ценах) - $250 миллиардов долларов. Если перевести на электротранспорт, то экономия будет минимум $160 миллиардов в год. A если заряжать вне пиков потребления (ночью), то еще больше.
Annual Passenger Vehicle Mileage 2,200,000,000,000 Miles
Average MPG 22
Gasoline in Gallo 100,000,000,000 Gallo
Gasoline in Dolla $250,000,000,000.00 $
Electricity Required (0.31 kWh/mile) 725,394,722,066.26 kWh
Current Cost of Electricity $87,047,366,647.95
Total U.S. Electricity Production (2016) 4,096,000,000,000 kWh
Percent Increase (+6% tramission loss) 18.77%

А сколько понадобится электрчества для этого? Если весь пассжирский транспорт перевести на электричество, то понадобится всего 19% больше электроэнергии (учтем что средняя потеря при передачи э-энергии 6% в США). Этого можно достичь даже не строя никаких новых генерирующих мощностей, так как даже сегодня генерирующие мощности имеют средний коэффицент использования не более 50%.

Где Взять Электричество?

Но допустим нам поставленна задача установить новые мощности для генерации 19% энергии (769 ГВт*ч). Какие источники энергии мы выберем для этого?
Для этого, обратимся к Lazard's latest annual Levelized Cost of Energy Analysis (LCOE 11.0).

Рассмотрим четыре варианта новой генерации. КИУМ солнца 21%, ветра 45%, атомной 90%, угля 90%, газовой 70%.
Вариант 1 - 30% солнечных электростанции/70% ветроэнергетика.
Вариант 2 - атомная энергетика.
Вариант 3 - угольная тепловая станция.
Вариант 4 - газовая тепловая станция комбинированного цикла.

Исходя из расчетов, самые дешевые методы генерации это газ, солнце, и ветер. Газ дешевый сегодня потому что стоимость газа низкая, но в будущем газ может быть дороже. Атомная и угольная генерация самые дорогие.
Вариант 1 - 30% солнечных электростанции/70% ветроэнергетика.
Solar Capacity Italled 125,394,391 kW
Wind Capacity Italled 136,400,422 kW
Solar Capital Price per kW $1,200
Wind Capital Price per kW $1,500
Solar Annual Cost per kWh $10
Wind Annual Cost per KWh $35
Total Initial Capital Cost: $355,073,901,601.64
Total Recurring Annual Cost: $6,027,958,666.69
Cost Over 30 Yea: $535,912,661,602.32

Вариант 2 - атомная энергетика.
Nuclear Capacity Italled 97,528,971 kW
Nuclear Capital Price per kW $6,500
Nuclear Fixed O&M Cost per kW $135
Nuclear Variable + Fuel Cost per kWh $0.0096
Total Initial Capital Cost: $633,938,309,872.72
Total Recurring Annual Cost: $13,173,817,657.74
Cost Over 30 Yea: $1,029,152,839,604.99

Вариант 3 - угольная тепловая станция.
Coal Capacity Italled 97,528,971 kW
Coal Capital Price per kW $3,000
Coal Fixed O&M Cost (kW*year) $60
Coal Variable + Fuel Cost per kWh $0.0189
Total Initial Capital Cost: $292,586,912,248.95
Total Recurring Annual Cost: $20,354,692,748.25
Cost Over 30 Yea: $903,227,694,696.35

Вариант 4 - газовая тепловая станция комбинированного цикла.
Gas CC Capacity Italled 125,394,390.96 kW
Gas CC Capital Price per kW $1,300
Gas CC Fixed O&M Cost (kW*year) $6
Gas CC Variable + Fuel Cost per kWh $0.0262
Total Initial Capital Cost: $163,012,708,252.98
Total Recurring Annual Cost: $9,974,851,677.18
Cost Over 30 Yea: $462,258,258,568.50

Стоит ли удивляться что если посмотреть на ввод в строй новых мощностей в США, то вы там увидите газ, солнце и ветер.




Кстати, совершенно не случайно то, что Китай также лидирует по внедрению электротранспорта. 20% всех автобусов проданных в Китае в этом году - электрические (более 115 тысяч в 2016 году). Китайская BYD продает электрические мусоровозы в Калифорнии. В октябре 2017 года, в Китае произвели 91 тысячи электрифицированных автомобилей (рост 86% за год).

Заключение

Даже если отбросить все довольно важные экологические аргументы (чистый воздух, глобальное потепление, и ограниченность ископаемых ресурсов), то у электротранспорта остается один неоспоримый аргумент в его пользу - он более экономически выгоден. Страны которые первыми перейдут на массовое использования электротранспорта, получат значительное экономическое преимущество перед странами в которых будут продолжать использовать устаревшие транспортные средства.



src

Last posts:
Last posts