Действительно ли безопасна «зеленая» энергетика?
Поля электростанций нужно изготовить. Это очень вредно
«Зеленая» энергетика не менее проблематична. Дело в том, что для создания ветряков используется алюминий, а для солнечных панелей — углерод, напыленный на подложку. И то, и другое для природы является крайне токсичным производством.
Алюминий: требует на порядок больше энергии, чем добыча стали; использует токсичные кислоты; образует при выработке вредные летучие соединения.
Кремний: в производстве используются смертельно ядовитые газы высшего класса опасности; при обработке образуется мелкодисперсная пыль, которая не выходит из легких.
Реальных подсчетов экологичности киловатта на той или иной электростанции с учетом всех факторов никто ещё не производил. Считается, что если сама станция не дымит — значит чисто.
Почему бетонированные отходы АЭС считаются вреднее частиц радиоактивной сажи из ТЭЦ, я искренне не понимаю.
Но об этом подробно в другой раз. Сегодня сконцентрируемся на экологических проблемах транспорта.
Электрические автомобили будущего
Демонстрация нового автомобиля должна была состояться в 2020 году, в рамках Олимпиады в японском Токио. Но из-за пандемии коронавируса грандиозное мероприятие было перенесено, из-за чего пришлось повременить и с показом нового электромобиля. По данным издания Nikkei Asia, долгожданный автомобиль будет показан миру в 2021 году. Его главными особенностями станут запас хода в 500 километров и зарядка аккумулятора с 0 до 100% за 10 минут.
Электромобили Toyota смогут заряжаться за 10 минут
Если это действительно правда, такой автомобиль захотят купить очень многие. Дело в том, что время зарядки нынешних электромобилей оставляет желать лучшего. Например, автомобиль Tesla Model S при помощи штатной зарядки Mobile Connector восполняет энергию аккумулятора за 29 часов. Относительно быстро зарядить Tesla можно только на станциях Supercharger V3, причем даже там процесс занимает около 50 минут. А тут компания Toyota обещает зарядку за 10 минут — постоял немного на станции, сел и снова двинулся в путь длиной в 500 километров.
Будущее компании Тесла
Есть ли у компании будущее? Здесь большой вопрос. Все понимают, что будущее должно быть за электрокарами, но также не забывайте, что мы живем в абсолютно другом мире — в мире капитализма, где основная цель большинства людей — это деньги. Поэтому, чтобы посмотреть, как идут дела у компании, мы рассмотрим его с точки зрения инвестора, который готов или не готов вложиться в эту компанию.
Итак, на рисунке ниже мы видим график стоимости акций компании Тесла на июнь месяц 2019 года.
график стоимости акций Тесла
Как вы могли заметить, начиная с 2013 года акции полетели вверх. Где-то приблизительно в это время началась поставка первых автомобилей. Инвесторы увидели перспективу и кинулись покупать акции, что послужило их дальнейшему росту. Если акции в среднем стоили около 30$ за штуку, за пару лет их цена взлетела до 200$ за штуку! То есть акции Тесла подорожали почти в 6 с лишним раз!
Но все ли так гладко в компании? Для этого надо посмотреть финансовый отчет по годам.
прибыль компании Тесла по годам
Как вы видите, из года в год компания получает убыток, то есть как говорится по-русски, работает в минус.
Как же сейчас обстоят дела у компании? Для этого открываем квартальные отчеты
квартальный отчет компании Тесла за 2018-2019 год
Видим, что за 3 и 4 квартал 2018 года компания получила неплохую прибыль, но за первый квартал 2019 года опять «ушла в минус». Чего ожидать дальше, пока никто не знает, хотя Илон Маск уверяет, что с компанией все будет хорошо. Выпускаются новые модели, покоряются новые рынки. Ну что же, поживем — увидим.
Материал подготовлен по видео:
Классификация по степени электрификации
В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.
Микрогибрид
У моделей есть функции рекуперации энергии во время торможения, автоматика типа стоп-старт. Микрогибриды подразделяются на три типа:
- машины с системой старт-стоп;
- транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
- модели, объединяющие две технологии, со свинцово-кислотным AGM—аккумулятором и объединенным блоком стартера/генератора.
При экономичности топлива и экологичности, электрического воздействия на привод не происходит.
Мягкий гибрид
Что же такое мягкий двигатель типа гибрид? Электрическая силовая установка обеспечивает поддержку ДВС, работа в режиме чистого электричества не осуществляется. Рекуперация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте находится стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются небольшой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при ускорении или разгоне.
Полный гибрид
Электрическая часть задействуется в режиме поездок по городу, на высоких скоростях работает стандартный ДВС. Схема соединения электромотора с двигателем внутреннего сгорания реализуется последовательным, комбинированным или разветвленным способом.
Транспортное средство не заряжается от сети, а только в процессе рекуперации. При разрядке литий-ионного аккумулятора можно переключиться на ДВС.
Гибриды-плагины
Что такое plug-in и надежный ли это гибридный автомобильный двигатель? Электрическая часть осуществляет сбор энергии для заряда батареи, совместно с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает вращение колес.
Инновационные модели двигаются при задействовании усилий двух моторов, отличаются объемной мощной батарей (от 70 до 100 лошадей). Рядом с люком бензобака расположен порт для зарядки от розетки. Особенность плагинов – преодоление расстояния до 50 км только на электрической тяге.
Платформа из аккумуляторных батарей
Асинхронный двигатель надо чем-то питать. Поэтому, в автомобилях Тесла используется блок-платформа из литий-ионных аккумуляторов. Этот блок из батарей выдает постоянный ток.
платформа из аккумуляторных батарей в автомобилях Тесла
Такой блок состоит из маленьких простых li-ion батареек
Литий-ионные аккумуляторы в аккумуляторной платформе автомобилей Тесла
Решетка, которая частично держит батарейки, также является радиатором, по которой бежит антифриз
радиатор для аккумуляторных батареек
такой тип радиатора очень эффективен, так как он охлаждает все батарейки равномерно.
Все эти батарейки собираются в небольшие модули
модуль из батареек
Платформа состоит из нескольких таких модулей
В живую это выглядит примерно вот так:
аккумуляторная платформа автомобилей Тесла
Антифриз, который охлаждает платформу из батарей, охлаждается в передней части автомобиля на автомобильном радиаторе
радиатор, охлаждающий батарейки
Также можно увидеть, что тяжелая платформа из батареек близко находится к земле, поэтому низкий центр тяжести улучшает управляемость и стабильность автомобиля.
низкий центр тяжести в автомобилях Тесла
Стоимость такой батареи-платформы более 12 000 долларов, а вес более полтонны. Пока что платформа-батарея является самой дорогой частью автомобиля. Да и вообще, проблема всех электрокаров — это дорогие аккумуляторы. Если ученые разработают дешевые и очень емкие аккумуляторные батареи, то придет конец эпохе ДВС.
Недостатки Tesla Roadster
В машине были слишком много вентиляторов, которое засунули почти всюду, куда они только влезли. И если вы подумали, что речь о технологиях для создания граунд-эффекта, вроде тех, что применялись в знаменитой машине Brabham BT46B, выступавшей в гонках Формулы 1 в 1977 году, то вы ошиблись. Речь об охлаждении систем и механизмов, которые на тот момент были еще очень сырыми.
Такой вентилятор позволял Brabham BT46B выкачивать из под себя воздух и буквально присасываться к асфальту. Позже это решение запретили из-за его слишком высокой эффективности и опасности.
В итоге вентиляторы ставили даже за задними колесами. Догадываетесь, к чему это приводило? Грязь, пыль, листья и прочий мусор постоянно летели внутрь. Все это требовало минимум ежегодной, а то и более частой чистки модуля силовой электроники.
Какой пробег у Tesla от одной зарядки
На данном этапе развития электромобилей именно свобода путешествовать куда угодно имеет решающее значение для роста популярности Tesla
С момента выпуска первой Tesla Model S в 2012 году, которая могла проехать ”всего” 425 километров (265 миль) компания продолжала постоянно дорабатывать конструкцию, обращая внимание на те самые мелочи. В итоге год от года автономность автомобилей только росла и сейчас по максимальному пробегу у Tesla просто нет конкурентов
Теперь новый рекорд автономности позволил Tesla Model S Long Range Plus перешагнуть 400-мильный рубеж (примерно 645 километров). Все североамериканские автомобили теперь будут проезжать именно такое расстояние от зарядки до зарядки. Это сразу на 20 процентов больше, чем в модели Tesla Model S 100D 2019 года с той же конструкцией батареи.
Tesla Model S 100D 2019 года.
Такое достижение стало возможно благодаря применению в автомобиле множества мелких на первый взгляд улучшений, которые и позволили добиться такого результата.
Какая машина лежит в основе Tesla
Отчасти такие проблемы с доступом можно объяснить тем, что в основе Tesla Roadster первого поколения лежат Lotus Elise и его ”родной брат” Lotus Exige. Это обычные машины с ДВС и перестроить их под работу на батарейках было не так просто. Но с другой стороны, это может объяснить, но не оправдать то, что машины вышли с такими конструктивными недочетами.
В защиту Tesla Грубер вспоминает, что ранние модели Ferrari также были прототипами. Это не помешало им быть одними из самых ценных классических автомобилей в мире. Грубер также подчеркивает, что аккумуляторная батарея была создана безопасной и надежной, а это согласитесь, большой плюс.
Батарея у Tesla хорошая, но на некоторых моделях ее обслуживание очень сложное.
Прошивка и управление батареями — вот что позволило Мартину Эберхарду и Марку Тарпеннингу разработать многоэлементную конструкцию, заложившую основу для современных электромобилей. Система батарей имеет жидкостное охлаждение, датчики влажности для предотвращения утечек и надежный датчик дыма.
Минусы электромобилей
Свое мнение он обосновал тем, что используемые в автомобилях батареи большие и тяжелые. У Билла Гейтса есть автомобиль Tesla Model X, аккумулятор которого занимает почти всю нижнюю часть конструкции. Пикапы и грузовые автомобили весят больше легковушек, особенно если везут на себе груз — значит, они нуждаются в батареях еще большего размера. Получается замкнутый круг: чтобы двигатели справлялись с массой грузовиков, производители используют большие батареи, из-за чего вес транспортных средств становится еще больше. Используя электродвигатели в грузовиках, производители могут попасть в тупик, из-за чего Tesla Cybertruck и Tesla Semi могут остаться никому не нужными.
Билл Гейтс в Tesla Model X
Не стоит забывать о том, что сам процесс производства аккумуляторов сильно вредит природе. Исследования показали, что при производстве одного киловатт-часа емкости автомобильных батарей, в воздух выбрасывается до 200 килограммов углекислого газа. То есть, при производстве каждого 100 кВтч аккумулятора для Tesla Model S выбрасывается около 17,5 тонн вредных веществ. Напомню, что повышенная концентрация углекислого газа в атмосфере нашей планеты является одной из главных причин возникновения парникового эффекта, ведущего к образованию парникового эффекта. Показатели очень внушительные и страшно представить, насколько сильно увеличатся выбросы, если производители начнут массово выпускать электрические грузовики.
Время зарядки Tesla
Tesla еще нужно долго заряжать
Покупая Tesla, нужно быть готовым к тому, что заряжать ее (по крайней мере в России) придется долго. Вот сколько заряжается Model 3 SR+: для РФ доступен максимум 1,2 и 3 варианты, но чаще всего используют 1 и 2:
- Обычная зарядка Mobile Connector (штатная) — 21 час
- Mobile Connector с использованием специального адаптера, розетки стандарта NEMA 14-50 и модификации электросети — 6 часов
- High Power Wall Connector + Twin Chargers (устройство для ускорения зарядки) — 3 часа
- Supercharger V1/V2 (до 120 кВт) — 1 час
- Supercharger V3 — 35 минут
Даже если ставить Tesla Model 3 на зарядку на ночь в гараже, этого времени все равно не хватит, если не купить Mobile Connector или High Power Wall Connector. Конечно, 100 км в день машина проедет, но полный «бак» не наберет.
Очевидно одно — логика «куплю машину чуть дороже, зато Tesla экономичнее бензина», по крайней мере для РФ, не работает. Если идет выбор между автомобилями одной ценовой категории, то только в этом случае есть смысл покупать Tesla. Или если вы просто кайфуете от того, что заботитесь о природе. Хотя последнее утверждение мы уже ставили под большой вопрос.
Сравнение Tesla и машины на бензине
Сравним с Mazda 6, например?
Возьмем заявленный (и средний) расход Tesla Model 3 — 15 кВт*ч / 100 км. У среднего седана, который похож на нее (ну, например, Mazda 6), расход топлива в смешанном цикле составляет 10 л / 100 км. Опять же, если не ездить агрессивно и на высоких скоростях. Путем несложных вычислений, получаем, что 15 кВт*ч Tesla равны 10 литрам бензина — то есть 1 литр бензина в нашем случае будет равен 1.5 кВт*ч энергии.
- Стоимость литра бензина АИ-95 в России — примерно 46 рублей за литр
- Стоимость электроэнергии в Москве — 5,47 рубля за кВт*ч
Рассмотрим идеальный вариант: у вас есть свой дом с гаражом (или квартира с подземным паркингом), где вы установили зарядную станцию для своей Tesla Model 3. При наличии электричества сделать это не так сложно, мы даже рассказывали, как. И тут вы решили съездить на работу и обратно — предположим, расстояние в обе стороны составляет 100 км. Тогда:
- На Tesla — вы потратите 15 кВт*ч
- На бензиновом автомобиле — 10 литров топлива
Майнинг криптовалюты на автомобиле Tesla
Напоследок немного разбавим техническую статью с терминами интересными и более экзотическими, а также развлекательными данными о том, что представляет собой майнинг криптовалюты на автомобиле Tesla.
Одноименная компания, создавшая автомобиль с тем же именем известного ученого, не предусматривала подобной возможности. Но никто не запрещал покупателям заниматься самостоятельной модернизацией под личные цели.
Оказывается, что Tesla Model S вполне можно улучшить для майнинга специфическим образом. Для этого нужно:
- полностью освободить багажник авто;
- установить в нем классическую ферму из асиков или видеокарт под майнинг Биткоина или того же Эфириума (либо любой другой криптовалюты);
- подсоединить всю аппаратуру к системе электрического питания автомобиля Тесла.
Такой вариант отлично подойдет тем, кто хочет экономить. Дело в том, что во многих странах продвигается экологически чистый электрический транспорт. На основе этого есть как большие скидки, так и полностью бесплатные заправочные/зарядные станции для Tesla и других похожих автомобилей.
Особенно повезло тем, кто приобрел авто до начала 2015-го года, т.к. Некоторые станции (например Supercharger) дают таким людям возможность безлимитного пополнения заряда Теслы.
Актуальные характеристики автомобиля предполагают следующее:
- Вместимость багажника позволяет установить ферму с количеством видеокарт до 16 штук.
- Ежесуточное потребление фермы на автомобиле Тесла будет достигать отметки в 57 кВт.
- Указанный объем потребления сопоставим с энергией, необходимой на преодоление около 300 км на автомобиле Tesla.
Схемы взаимодействия электромотора и ДВС
Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.
Последовательная схема
Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.
Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.
Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:
- ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
- нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
- не нужно сцепление и коробка передач;
- автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.
Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:
- потери энергии в процессе преобразований;
- большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.
Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.
Параллельная схема
Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.
Статья в тему: Схема и назначение газораспределительного механизма автомобиля
В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.
Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.
По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.
Чем Lucid Air лучше Tesla Model S?
О характеристиках автомобиля Lucid Air и планах Питера Роулинсона было рассказано в издании Forbes. На одной зарядке автомобиль сможет проехать 832 километра — это рекорд для электрических автомобилей. Также утверждается, что аккумулятор будет быстрее заряжаться, но насколько именно, пока никому неизвестно. Разгон до 100 километров в час займет 2 секунды. Корпус будет алюминиевым, а дизайн — вполне себе премиальным. Смотрите видео.
На данный момент такими показателями не может похвастаться ни один автомобиль Tesla. Способный конкурировать с Lucid Air автомобиль Tesla Model S Plaid + выйдет только в конце года. В январе Илон Маск поделился, что на одном заряде эта модель сможет проехать 836 километров, а разгон до 100 километров в час займет менее 2 секунд.
Tesla Model S был представлен в 2012 году и до сих пор считается самым премиальным
Пока ни один из этих автомобилей не вышел в продажу, поэтому словам Питера Роулинсона и Илона Маска придется слепо верить. Но то, что ожидаемый Lucid Air как минимум до конца года может быть мощнее существующих модификаций Tesla Model S — это факт.
10 машин, которые эффективны, как авто Toyota Prius.
Автомобили Toyota Prius стали для многих, кто захотел максимально больше сэкономить на топливе, этаким эталоном и стандартом качества на современном авторынке. Конечно, эта модель не отличается особо хорошей мощностью, своей отличной динамикой и идеальным управлением, но благодаря революционной комбинации сегодняшних технологий, своей феноменальной экономичности и безупречной надежности, все это позволило Японскому автомобилю стать самым популярным среди всех гибридных (и в т.ч. электрических) автотранспортных средств, которые выпускаются в наши дни. На сегодняшнем авторынке трудно уже найти более экономичный, качественный и практичный автомобиль, чем представленный нами Приус. Тем не менее, конкуренты все же остались и они постепенно сокращают отставание от знаменитой Тойоты. Хотя о них рано еще говорить.
В ближайшие время большинство автомобильных компаний вряд ли смогут догнать в этом плане автомобиль Тойота Prius, как по своей популярности, так и по экономичности. А все потому, что Японская компания тоже не сидит «сложа руки» и продолжает внедрять свои новейшие технологии в автопроизводство. Так, за последние годы данная автокомпания расширила количество модификаций гибридного автомобиля Prius. Теперь ее модельный ряд пополнился компактной модификацией авто (С-вариант), также, просторной V-моделью и еще одной, полностью электрической версией. Хотя есть ряд известных электрических и гибридных автомобилей, которые не на столько уж уступают первенство этой популярной Тойоте Приус. Примечательно, что многие автомобили-конкуренты даже экономичней самого Японского автомобиля.
Эпоха электромобилей 1.0
Именно тогда начался первый «электробум». Электромобили хозяйничали в городах, и казалось, что будущее именно за ними. Они были надежными и быстрыми. В 1899 году болид La Jamais Contente французского гонщика Камиля Женатци преодолел отметку скорости в 100 км/ч.
Первые заправки были именно электрическими. Например, в Чикаго в начале ХХ века работали три зарядные станции, каждая из которых могла принять до сотни электрокаров. Здесь таилась одна из будущих проблем электромобиля — зарядка батарей, которая требовала времени и сложного оборудования. Но при этом электродвигатели работали стабильно, и беспокоиться водителю оставалось только об уровне заряда.
Кроме того, электродвигатель не давал дымного выхлопа, а это было очень важно для городов, мостовые которых были завалены конским навозом, а воздух, помимо предприятий, травили бензиновые и паровые «чудовища». Еще для запуска электродвигателя не требовалось никаких дополнительных манипуляций — как и теперь, он запускался нажатием одной кнопки
Но ХХ век набирал ход, проблемы электромобилей так и оставались без решения, а вот их бензиновые конкуренты стремительно эволюционировали. Увеличивалась дальность пробега, новые версии двигателей выдавали бóльшую мощность, и главное — заправка двигателя внутреннего сгорания не требовала ничего, кроме канистры с бензином. Открытие новых нефтяных месторождений по всему миру предоставило практически неограниченное количество топлива для автомобилей. Если электромобиль оставался пускай эстетически прекрасным, но привязанным к городу агрегатом, то фырчащая бензиновая повозка превратилась в настоящий символ нового века.
В 1908 году Генри Форд запустил производство знаменитой Ford Model T и пересадил с лошади на машину сначала США, а потом и весь мир. Массовый выпуск автомобилей естественным образом удешевил их, а конкуренция между компаниями заставляла искать новые технические и производственные решения. В 1912 году был изобретен электрический стартер, и завести бензиновый автомобиль стало не сложнее, чем электрокар. В 1920-е годы электромобили перестали быть самым удобным и дешевым видом транспорта, и их массовое производство прекратилось.
Калифорнийский детектив
Первая серьезная попытка возродить электромобиль была предпринята в 1990-е годы. Власти Калифорнии внезапно обнаружили, что их «золотой штат», набитый актерами, миллионерами и туристами по самое горлышко, оказался едва ли не самым загазованным в США. Калифорнийский комитет по охране воздушных ресурсов принял решение о сокращении количества вредного транспорта. Согласно документу, к 1998 году 2% автомобилей Калифорнии должны были стать «зелеными», а к 2003-му — 10%. General Motors в 1996-м начала продажи модели EV1, которую можно назвать первым успешным серийным электромобилем нашей эпохи. Подключились и другие производители, и уже в 1997 году в Калифорнии продажи электромобилей резко пошли вверх. Правда, удовольствие это было не из дешевых, а та же GM EV1 предоставлялась покупателям только в лизинг с последующей возможностью выкупа.
Однако очень скоро закон о нулевом выбросе был отменен, и компании начали изымать и уничтожать проданные электрокары. Более того, под пресс отправлялись даже новые машины с витрин автосалонов. Объяснялось это истечением срока эксплуатации батарей, но многие увидели в таком «геноциде» руку нефтяных консорциумов, которые перепугались за свои миллиарды и решили задушить конкурента в зародыше.
