Όλο και περισσότερες εταιρίες επενδύουν πάνω στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, τα οποία σύμφωνα με αυτές είναι το μέλλον της αυτοκίνησης; Είναι όμως; Ή μήπως είμαστε σε πολύ πρώιμο στάδιο; Σήμερα θα διαβάσεις το πρώτο μέρος, το οποίο περισσότερο εστιάζεται στη φυσική προσέγγιση της τεχνολογίας με έναν διαφορετικό τρόπο ερμηνείας, τόσο απλό, τόσο κατανοητό.
Καλά μην αγχώνεστε δεν πρόκειται να απαντήσω στο ερώτημα του τίτλου, αλλά ας εξετάσουμε μερικά δεδομένα. Φυσικά θα πάρουμε σαν παράδειγμα το Model S και το site της Tesla για τα δεδομένα μας.
Κινητήρας
Εδώ τα πράγματα είναι όχι απλός ξεκάθαρα υπέρ του ηλεκτροκινητήρα αλλά σε κάνει κιόλας να αναρωτιέσαι για πιο λόγο χρησιμοποιούμε ΜΕΚ. Για ροπή, ισχύς, πολυπλοκότητα, κόστος κατασκευής , συντήρηση δεν το συζητάμε καν οπότε πάμε κατευθείαν στο μήλο της Έριδος.
Κατανάλωση
Μπορεί να φαίνεται απλοϊκό σαν θέμα αλλά… φευ. Ξεχνάμε τον απλοϊκό τρόπο μέτρησης λίτρα/100 χλμ για να το δούμε διαφορετικά. Έχουμε 4 ρόδες και βάζουμε πάνω 1,5 τόνο που θέλουμε να μετακινήσουμε από το σημείο Α στο σημείο Β. Η απόσταση είναι 10χλμ, όπως καταλαβαίνετε θα ιδρώσουμε λίγο μιας και ακόμα δεν έχουμε κινητήρα αλλά το σπρώχνουμε εμείς! Η μεγάλη δυσκολία είναι στο ξεκίνημα οπότε θα χρειαστούμε και την παρέα μας για βοήθεια.
Δίνουμε το σύνθημα και ξεκινάμε την φάση της επιτάχυνσης.
Αυτή η φάση είναι η πιο ενεργοβόρα , εδώ είναι που θα βάλουμε την πιο πολύ δύναμη (ισχύς), εδώ είναι που θα καταναλώσουμε τις πιο πολλές θερμίδες , όλα αυτά για να νικήσουμε την αδράνεια. Όταν πιάσουμε ταχύτητα ταξιδιού… 5 χλμ/ώρα δεν χρειάζεται πλέον να σπρώχνουμε όλοι αλλά… μόνο αυτοί που χρειάζονται πιο πολύ δίαιτα. Ο λόγος είναι ότι πλέον το όχημά μας έχει αποκτήσει ορμή οπότε το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να συμπληρώνουμε τις ενεργειακές απώλειες. Οι ενεργειακές απώλειες είναι οι τριβές του οχήματος, από τον αέρα (αν και τόσο γρήγορα που πάμε επί της ουσίας είναι μηδέν) , από την επαφή των ελαστικών με τον δρόμο, τις τριβές στα ρουλεμάν κοκ. Μετά από ένα δίωρο φτάνουμε στον προορισμό μας και πρέπει να φρενάρουμε, ούτε φρένα έχει το ρημάδι οπότε θα το σταματήσουμε όλοι μαζί. Για να το σταματήσουμε θα πρέπει να βάλουμε όσοι δύναμη βάλαμε για να το επιταχύνουμε ( έστω ότι θα γίνει στην ίδια απόσταση) μείον τις τριβές που σε αυτή τη φάση είναι ο σύμμαχός μας.
Τώρα θα μετρήσουμε την κατανάλωσή μας. Πώς; Μα τρώγοντας σουβλάκια.
Τρώμε τα σουβλάκια μας, ξαναγεμίζουμε το ”ρεζερβουάρ” μας και ζητάμε λογαριασμό. Έρχεται ο σερβιτόρος και μας λέει ότι είναι 2 σουβλάκια ανά άτομο , πληρώνουμε και… έκπληξη, τώρα πρέπει να επιστρέψουμε! Όχι μόνο αυτό αλλά στον δρόμο μας τώρα βάλανε και 10 φανάρια και ως δια μαγείας στο ταξίδι (να πω άθλο καλύτερα;) τα πετυχαίνουμε όλα κόκκινα. Κάποια στιγμή καταφέρνουμε να επιστρέψουμε, φυσικά με το στομάχι μας άδειο και πάμε πάλι για σουβλάκια.Έρχεται ο λογαριασμός αλλά αυτή την φορά καταναλώσαμε 4 σουβλάκια ανά άτομο γιατί πολύ απλά αυτό το σταμάτα ξεκίνα στα φανάρια μας ξεπάτωσε.
Ίδια απόσταση, ίδιο βάρος, διπλάσια κατανάλωση
Το ίδιο πράμα να κάνουμε αλλά αυτή την φορά να βάλουμε ΜΕΚ στο όχημά μας ή ηλεκτροκινητήρα σαν κατανάλωση επί της ουσίας το ίδιο αποτέλεσμα θα πάρουμε. Το σουβλάκι έχει ενέργεια (θερμίδες) κατάλληλη για την μηχανή άνθρωπος. Το υγρό καύσιμο έχει ενέργεια κατάλληλη για ΜΕΚ. Οι μπαταρίες έχουν ενέργεια αποθηκευμένη κατάλληλη για ηλεκτροκινητήρα.
Τι είναι πιο αποδοτικό όμως;
Ο άνθρωπος , η ΜΕΚ ή ο ηλεκτροκινητήρας; Εξαρτάται από την εσωτερική κατανάλωση. Όταν τρώμε το σουβλάκι μας δεν χρησιμοποιούμε όλη την ενέργεια που πήραμε για να σπρώξουμε, αλλά ένα μέρος αυτής. Η υπόλοιπη πάει “χαμένη” για τα ζωτικά μας όργανα και ένα άλλο μέρος αποβάλλεται μέσο του ιδρώτα σαν θερμότητα.
Το ίδιο ισχύει και για την ΜΕΚ , ένα μέρος της ενέργειας που έχει το καύσιμο χρησιμοποιείται για να σπρώξει, το υπόλοιπο πάει χαμένο στις εσωτερικές τριβές σαν θερμότητα και στα καυσαέρια συν ότι δεν μπορούμε να πετύχουμε την τέλεια καύση. Με τον ηλεκτροκινητήρα τα πράματα είναι πολύ καλύτερα σχεδόν καθόλου ενέργεια δεν πάει χαμένη αλλά καταναλώνει αυτό ακριβώς που χρειαζόμαστε.
Πάμε τώρα σε πιο πρακτικά θέματα.
Η κατανάλωση του Model S σύμφωνα με το site της Tesla είναι 20KW/100χλμ. (Περίπου ,το έκανα στρογγυλοποίηση). Δεν έχω ιδέα σε τι μετακίνηση αναφέρεται η παραπάνω κατανάλωση. Σε αυτοκινητόδρομο; (Στο ταξίδι του προορισμού στο παράδειγμά μας). Σε αστικό περιβάλλον; (Το ταξίδι της επιστροφής με τα φανάρια). Λογικά αναφέρεται σε υπεραστική κατανάλωση αν και πάλι δεν γνωρίζω σε τι ταχύτητα είναι η μέτρηση, οι τριβές του αέρα που λέγαμε.
Ας θεωρήσουμε ότι είναι υπεραστική με ταχύτητα 100 χλμ/ώρα. Ένα όχημα βάρους 2 τόνων (αν δεν κάνω λάθος) έχει ενεργειακές απώλειες 20KW/H για να διατηρήσει μία ταχύτητα 100 χλμ/ώρα. Δηλαδή όσο περίεργο και αν ακούγεται χρειαζόμαστε μόλις περίπου 27 άλογα για να διατηρήσουμε την ταχύτητα των 100χλμ/ώρα και αυτό είναι το μεγάλο ατού του ηλεκτροκινητήρα, καταναλώνεις μόνο την ενέργεια που χρειάζεσαι. Το ίδιο προσπαθεί να κάνει και ο ΜΕΚ όταν ταξιδεύουμε με σταθερή ταχύτητα αλλά δεν μπορεί να είναι τόσο αποδοτικός,
Σε αστικό περιβάλλον (τα φανάρια που λέγαμε) το Tesla και γενικώς όλα όσα έχουν ηλεκτροκινητήρα, άρα και τα υβριδικά, έχουν το πλεονέκτημα ότι ανακτούν την ενέργεια που θα πήγαινε χαμένη ως θερμότητα από το φρενάρισμα. Όσο πιο ομαλά φρενάρεις τόσο το καλύτερο γιατί έτσι δεν αναγκάζεις την ενέργεια να χαθεί στα δισκόφρενα. Μέχρι εδώ όλα τέλεια για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα αλλά δυστυχώς ως εδώ ήταν.
Δεξαμενή ενέργειας
Το στομάχι ένα πράμα. Σε ένα όχημα με ΜΕΚ ουδέποτε μας απασχόλησε το θέμα, εδώ όμως είναι ένα από τα δύο κυρίαρχα προβλήματα. Δεν νομίζω να έχει γίνει ποτέ αντικείμενο συζήτησης ποιος έχει το μεγαλύτερο ρεζερβουάρ! Για τα ηλεκτρικά όμως είναι το Νο 1 θέμα .
Πρόβλημα πρώτο: Το βάρος
Οι μπαταρίες είναι ασήκωτες άρα τα ηλεκτρικά πρέπει να κόψουν βάρος από αλλού αν θέλουν να είναι αποδοτικά. Αλουμίνιο , ανθρακόνηματα και άλλα εξωτικά υλικά. Άρα τα ηλεκτρικά οχήματα θα είναι πάντα πανάκριβα σε σχέση με τα συμβατικά. Μην περιμένετε ποτέ να δείτε ένα ηλεκτρικό για τον λαό. Το μόνο θετικό στην όλη ιστορία είναι το χαμηλό κέντρο βάρους.
Πρόβλημα δεύτερο: Χωρητικότητα
Τα 85 KW του Model S μπορεί να ακούγονται μια χαρά αλλά υπάρχει και ένα τίμημα, το κόστος. Οι μπαταρίες εκτός από βαριές είναι και πανάκριβες οπότε πάλι μην περιμένετε να δείτε ηλεκτρικά με λογικό κόστος. Όσον αφορά την αυτονομία πάλι το τίμημα είναι μεγάλο γιατί όσο περνάει ο καιρός οι μπαταρίες χάνουν την ”φόρμα” τους, Μπορεί CEO Rock Star της Tesla, Elon Musk να λέει μεγάλες κουβέντες αλλά σε 10 χρόνια από τώρα αν η αυτονομία των μπαταριών πέσει σε αισθητά επίπεδα το πρόβλημα με την απαξίωση της τιμής ενός μεταχειρισμένου θα είναι τεράστιο , τόσο τεράστιο που θα συμπαρασύρει και την αξία των καινούργιων για ευνόητους λόγους.
Πρόβλημα τρίτο: Ανεφοδιασμός και κόστος αυτού
Το μεγαλύτερο από όλα. Γιατί άντε και να καταφέρεις να βρεις πορτοφόλια για να αγοράσουν τα ηλεκτρικά πως τα κάνεις χρηστικά όμως; Πότε δεν ήταν πρόβλημα της αυτοκινητοβιομηχανίας το βενζινάδικο εδώ όμως όλα είναι διαφορετικά. Τώρα αρχίζουν τα δύσκολα.
Τόπος ανεφοδιασμού
Αν δεν μένεις σε μονοκατοικία έχεις πρόβλημα, μεγάλο όμως. Τα ηλεκτρικά απευθύνονται μόνο σε πελάτες που μένουν σε μονοκατοικίες αλλιώς είναι πρακτικά άχρηστα. Έτσι και αλλιώς και λόγο κόστους κτήσης σε αυτούς απευθύνονται αλλά άντε ας υποθέσουμε ότι γίνεται ένα άλμα στην τεχνολογία των μπαταριών και από αύριο είναι φτηνές και ελαφριές ε και; Τι θα κάνουμε; Θα πετάμε το βράδυ τις μπαλαντέζες από τα μπαλκόνια; Ε ρε γέλιο και κλέψιμο που θα πέσει! Εκτός και αν μέρα παρά μέρα διοργανώνουμε ταξιδάκι φόρτισης σε κάποιο σταθμό της εθνικής οδού άσε που άμα πετύχουμε ουρά θα πρέπει να πάρουμε και ταπεράκι μαζί!
Χρόνος ανεφοδιασμού
Δυστυχώς δεν είναι για βιαστικούς, καλύτερα με τα πόδια ένα πράμα αλλά εντάξει με κατάλληλο προγραμματισμό ο πλούσιος ιδιοκτήτης του EV θα το ξεπεράσει. Κατ’αρχήν πρέπει να ξαναφτιάξει τα ηλεκτρολογικά του σπιτιού του! Βέβαια μπρος την μούρη που θα πουλήσει ο πλούσιος ιδιοκτήτης με οικολογικές ανησυχίες του EV δεν είναι και τίποτα αλλά ας δούμε τι πρέπει να κάνει, έτσι από περιέργεια. Τα σπίτια μας δεν μπορούν να τραβήξουν πάνω από 8 KW από την ΔΕΗ. Κάθε πρίζα παίρνει ρεύμα από μία ασφάλεια στον πίνακα του σπιτιού μας. Τα φώτα συνήθως από ασφάλεια 10Α , οι πιο ενεργοβόρες συσκευές και οι ενισχυμένες πρίζες από 20Α ΜΑΧ. Τα βόλτ είναι σταθερά 220.
Συνδέουμε μία συσκευή 2200W (2,2KW), παίρνουμε ρεύμα από μία ασφάλεια 10Α. Θεωρητικά η ασφάλεια δεν πρέπει να πέσει γιατί τραβάμε ακριβώς 10Α (220 x 10A = 2200 W). Πρακτικά θα πέσει γιατί οι συσκευές στην αρχή τραβάνε απότομα πολύ ρεύμα και στην συνέχεια έχουν αυξομειώσεις άρα πρέπει να έχουμε τουλάχιστον 15Α ασφάλεια. Άν συνδέσουμε πολλές συσκευές αλλά στις σωστές ασφάλειες και τις ανάψουμε πάλι υπάρχει μια προστασία που είναι ο λεγόμενος γενικός, η μεγαλύτερη ασφάλεια του πίνακα. Αν για κάποιο λόγο υπάρχει αστοχία έχουμε την ασφάλεια στην λεγόμενη χελώνα, είναι η ασφάλεια που βάζει η ΔΕΗ, αν δεν δουλέψει και αυτή… παίρνουμε φωτιά!
Στο site της Tesla αναφέρει: Πρίζα 240V/ 24A με σύνδεση ενός φορτιστή 40Α. Αυτό σημαίνει ότι θα τραβάς περίπου 5,8 KW άρα έτσι και πας να φτιάξεις τοστ θα πέσει ο γενικός. Δεν μπορείς να κάνεις σχεδόν τίποτα άλλο μες το σπίτι για τις επόμενες 3,5 ώρες για να βάλεις 20 KW στις μπαταρίες σου που όπως προείπαμε είναι η κατανάλωση των 100 χλμ.
Συμπέρασμα φωνάζεις ηλεκτρολόγο για να βάλεις τριφασικό ρεύμα. ρχεται λοιπόν σου κάνει την νέα εγκατάσταση για να έχεις την σούπερ ενισχυμένη πρίζα στο πάρκινγκ σου, είπαμε πλούσιος είσαι σε μονοκατοικία μένεις. Μετά μπορείς να τραβάς 20 KW, το πακέτο που έχει στο site με τους δύο φορτιστές, ώστε σε μία ώρα να έχεις βάλει 100 χλμ αυτονομίας στο ρεζερβουάρ σου, δεν είναι κακό αλλά δεν είναι για όλους είναι για πλούσιους.
Πόσο κοστίζουν τα 100 χλμ;
Επειδή θα είσαι από τους καλύτερους πελάτες της ΔΕΗ μαζί με κάποιες άλλες χρεώσεις που ανεβαίνουν στη χειρότερη μπορεί και να φτάσεις τα 0,20€ ανά KW. 20 ΚW x 0,20 = 4€. Στην καλύτερη 0,15 άρα θα πας στα 3 € αν και το αποκλείω. Πρόσεξε όμως αλλάζεις κλίμακα και τόσο θα σου κοστίζει η KW/H για κάθε σου οικιακή χρήση. Αν και νομίζω ότι η πρακτική κατανάλωση πρέπει να είναι 30KW/100χλμ οπότε τα νούμερα αλλάζουν σε 6€ και αυτό νομίζω ότι είναι και η πραγματική κατανάλωση ενός EV.