Галиев И.Р., Грибанов А.А.
АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ В БАРНАУЛЕ *
Аннотация:
в данной статье проводится сравнение эффективности двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателей, а также рассматриваются перспективы перехода на электромобили. Анализируются потери энергии на различных этапах производства, передачи и использования электроэнергии, а также преобразования энергии в ДВС. Далее обсуждаются проблемы, связанные с переходом на электромобили, такие как отсутствие зарядной инфраструктуры, проблемы с производством аккумуляторов, их утилизацией и другие. Также рассматриваются преимущества электромобилей, такие как экономия на ремонте и заправке.
Ключевые слова:
двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели, электроэнергия, коэффициент полезного действия, потери энергии, электромобили
Есть мнение, что КПД двигателей внутреннего сгорания уступает КПД электродвигателей. Давайте разберёмся в этом вопросе и сравним автомобили, оснащённые ДВС и электродвигателями.Около 85% потребляемой нами электроэнергии производится путём сжигания различных видов топлива. КПД выработки электроэнергии на электростанциях составляет в среднем 35-38% [1]. Однако на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) тепловая энергия, которая выделяется в процессе производства электроэнергии, используется для отопления и водоснабжения, поэтому общий коэффициент полезного действия (КПД) электростанции можно принять равным 70% [2]. После этого энергия поступает на повышающую трансформаторную подстанцию, где мы теряем около 2% энергии. Рассмотрим процесс передачи электроэнергии: он осуществляется по линиям электропередачи высокого напряжения, и потери в них составляют примерно 1,5%. Однако мы не можем подключиться к высоковольтной ЛЭП, поэтому требуется использование понижающих трансформаторных подстанций. При этом потери в процессе понижения напряжения составят около 2–3%. В процессе передачи электроэнергии от трансформатора до конечного потребителя потери составят около 6%. Из этого следует, что из 70% энергии, полученной при сжигании топлива, до потребителя доходит примерно 60%. Кроме того, нельзя не учитывать потери, которые будут происходить при зарядке аккумулятора. В современных литий-ионных аккумуляторах потери составляют примерно 10% и в процессе эксплуатации этот процент будет только увеличиваться.Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую, при этом потери составляют около 15%, что намного меньше, чем у ДВС. В итоге мы получаем около 25% потерь энергии, начиная от ТЭЦ и заканчивая электродвигателем.Для производства одного литра бензина необходимо затратить 3 МДж энергии – включая разведку, добычу, переработку нефти и доставку топлива до конечного потребителя. Это примерно 8-10% от энергии, выделяемой при сгорании этого литра бензина.При сжигании одной условной единицы топлива ДВС преобразует примерно 37,5%. Однако, если учесть энергию, потраченную на изготовление топлива, эффективность преобразования снижается примерно до 34%.Таким образом, с точки зрения потери энергии, электродвигатели выгоднее на 10%, чем ДВС.Рассмотрим, с какими проблемами мы столкнемся, если все автомобили с ДВС на дорогах Барнаула заменить на электрокары.Во-первых, возникнет проблема с производством высоковольтной аккумуляторной батареи, ведь она должна быть мощной, недорогой и экологически безопасной [3]. Кроме того, в Барнауле нет условий для покупки и эксплуатации электромобиля, так как отсутствуют зарядные станций. Также существует проблема утилизации старых аккумуляторных батарей, содержащих токсичные вещества. Если люди начнут одновременно заряжать электромобили, может возникнуть перегрузка электросети. Наконец, у электромобилей на данный момент очень небольшой запас хода на одном заряде. Этого будет достаточно для городской эксплуатации, но для дальних поездок придется рассматривать другие варианты [3].Однако, несмотря на эти недостатки, у электромобилей есть несколько преимуществ – это меньшие расходы на ремонт, экономия на заправке. Электромобилю без ДВС необходимо лишь менять масло в редукторе, а также салонный фильтр.В 2020 г. Продажи электромобилей в мире составили 4,2 % от общего объема глобального рынка легкового транспорта — 3,1 млн машин. Технологические прорывы в будущем могут привести к тому, что отрасль перейдет к стадии массового потребления [4].Из вышесказанного следует, что электромобили имеют большие перспективы, так как АКБ на основе наноматериалов и заправочные станции работающие на “зелёной” энергии уже строятся и разрабатываются. Поэтому в ближайшем будущем мы можем отказаться от ДВС и перейти на электромобили.
Номер журнала Вестник науки №11 (80) том 3
Ссылка для цитирования:
Галиев И.Р., Грибанов А.А. АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ В БАРНАУЛЕ // Вестник науки №11 (80) том 3. С. 1338 - 1341. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/18881 (дата обращения: 30.04.2025 г.)
Вестник науки © 2024. 16+