Jak tak tady koukám na ty debaty zastánců elektriky a jejích odpůrců, tak bych rád diskutujícím připomněl, že existuje ještě jedna varianta spojující výhody fosilního paliva (libovolného, ideálně v kapalné fázi za běžné teploty a tlaku), vysoké čistoty výfukových plynů bez všemožných bazmeků ve výfuku a vysokého krouťáku dostupného šikovně již od nejnižších otáček. Jedinou nevýhodou je účinnost zatím nepřesahující cca 17%, což však by mohlo vyvážit velmi laciné palivo a v městském provozu ta skutečnost, že když se nejede, není třeba vyvíjet páru.
Snad jen to není cool, tedy pokud je řeč o využití vody jako pracovního média.
CNN
Jasně, a měnit kapalinu na plyn budeme měnit pomocí magické floskule, navrhuji Abrakadabra:-).
Kilmore
Ne, doporučuje se použít ventilátor k vhánění (většiny) vzduchu do velkého válcovitého prostoru, palivo smísit se vzduchem primitivním karburátorem a stěny kotle obklopit dlouhou smotanou trubkou z nějakého vhodného tepelně vodivého materiálu. Pak už stačí jen svíčkou zapálit směs a chvíli počkat, než se vyvine dostatek páry k jízdě. Tyhle věci spolehlivě fungovaly s technikou roku 1930. Jen to bylo drahé a výhody jako čistota výfukových plynů tehdy ještě nikdo neřešil. Nevýhodou vždy byla nižší efektivita, protože maximální teplota ohřívače je omezená materiálem (což u IC motoru tak markantní není) a navíc složitější, protože teplo musí projít třemi kovovými membránami (v ohřívači, regenerátoru a chladiči). Ztráta výfukem, která běžně dělá u IC motoru asi třetinu zde je mnohem menší.
Dnes by samozřejmě více cool řešení bylo nahradit vodu supekritickým oxidem uhličitým. Výhodou je snazší regulace – odpadá fázový přechod, menší objem všech součástí, není třeba zbavovat médium skupenského tepla. Nevýhodou vysoký tlak a korozivní vlastnosti CO2.
CNN
Efektivitou myslíte účinnost?
Nejen, že to bude velké, ale taky to bude těžké se spoustou mechanických částí, protože potřebujete převést teplo na práci.
Zatímco účinnost elektrického motoru se pohybuje někde mezi 75-95%, tak spalovací motor někdo okolo 35% a parní stroj někde okolo 12%.
h72
Ano, ale elektřina pro ten elektromotor se vyrábí převáděním tepla na práci, ta práce se pak převádí ma elektřinu, ta se potom bude skladovat v bateriích, ze kterých bude onen motor odebírat elektřinu a přeměňovat ji na práci. Účinnost procesu je velmi malá.
Klasické parní lokomotivy měly účinnost cca 6-7%. Těch 12% jsou už pokročilé návrhy, Chapelon a jeho následovníci, kupříkladu Red Devil. S kondenzací se to pak dalo dostat ještě výše, ale dělalo se to jen v suchých oblastech, neb uhlí je levné a dodatečná složitost se nevyplácela. Z toho plyne, že i přes omezení klasické lokomotivy bylo možné se dostat v provozu k 17% účinnosti před 60 léty! Velmi podobně tomu bylo i u automobilů.
Vy to ovšem srovnáváte s účinností pouze elektromotoru, tedy elektřina v mechanickou práci, což není kompletní obraz. Typicky to ovšem probíhá tak, že uhlí proměníte v páru, ta pak pohání turbínu, účinnost 35-50%. Dále s účinností cca 96% přenesete tuto elektřinu k zákazníkovi (nevím a jsem líný zjišťovat, zda jsou zde započteny i ztráty zaviněné nutností regulovat soustavu, řekněme ano). Zákazník si nabije baterky, to bude kolem 90%. V elektromotoru se následně ztratí 5-25%, to jsou Vaše čísla (domnívám se, že pod 85% už není třeba u moderního motoru jít). A pak pochopitelně je třeba započíst věci jako topení, nebo klimatizace, které si také něco vezmou a které u tepelného stroje v principu jsou (topení), nebo mohou (klimatizace), být vyřešeny nad rámec převodu paliva v mechanickou práci. Zde bych optimisticky hádal ztráty tak řekněme 5% jako celoroční průměr. To jest skutečná účinnost elektromobilů je 21 až 39%. Nemáte však jedinou výhodu proti parnímu pohonu, jelikož ta auta musí být těžká a co se týče charakteru jízdy, jsou si oba pohony rovny. Elektromobil je výměnou za vyšší účinnost omezen co do dojezdu. Zatím by Musk mohl dodávat za stejné peníze auta s EC motory a jeho zákazníci by dostali více muziky.
Osobně se však domnívám, že není z toho vůbec nic důležité. Porovnávat účinnost přeměny energie je k ničemu, když skutečným měřítkem je účinnost proměny korun v kilometry. A tam jsou elektrická auta slabá, protože i přes teoreticky dobrou účinnost přeměny energie, a tím nízké palivové náklady, obsahuje celý řetězec mnoho komponent a některé z nich jsou poměrně drahé na pořízení. Navíc je to celé omezeno kapacitou baterií a jejich životností. Sázka na elektromobily je sázkou na budoucí rozvoj baterií. Pokud bude rychlý a výrazný co do kapacity a ceny, mají elektromobily šanci se uchytit jako důležitý hráč na trhu, ne jen hračka. Nakonec je to téměř jistota, že se tak stane. Vůbec bych nesázel na to, že se to stane brzy a že se toho Tesla Motors dožije. A spíše mne zajímá, co budeme požívat do té doby.
h72
Budeme používat vypiplané spalovací motory, nejlépe benzín. Ropy je na světě dost a stále se tvoří. Její cena (i těžba) je manipulovaná. Spotřeba na polovině dnešní není utopií. Menší a jednodušší auta také nejsou utopií.
Kilmore
To byla i má premisa, že fosilních paliv je dost a jsou proklatě levná. Potíž s motory s vnitřním spalováním je, že narážejí na své limity co do exhalací. Dovolím si k tomu dodat následující:
i) jen nepatrně roste i účinnost měřena g/kW; stagnující nebo klesající spotřeba měřená l/100km je dána spíše tím, že moderní motory mají více „stupňů volnosti“, jako když například turbo umožňuje provozovat úspěšně malý motor odpovídající spíše malým požadavkům kladeným řidičem, přičemž je k dispozici i vyšší výkon využívaný spíše výjimečně; emise CO2 neklesají a lidé to ani nechtějí, spíše než úspornější model si koupí ten výkonnější při stejné spotřebě
ii) zřejmě nebudu daleko od pravdy, když řeknu, že nebýt cinknutých testovacích cyklů, emise všech škodlivých plynů by v posledním čtvrtstoletí stagnovaly; normy euroX jsou do značné míry vesnice knížete Potěmkina
iii) reálným důsledkem přísnějších norem jsou stále složitější motory; diesely z osobních aut vymizí, benzíny dostanou filtry pevných částic a další lahůdky, můžeme očekávat složitější, dražší a méně spolehlivá vozidla, což je obvyklý důsledek politických zásahů na trhu; automobilky proto hledají cestu ven, politické řešení jsou elektromobily; osobně jsem poměrně skeptický, zda je to řešení ideální technicky a ekonomicky
Nezbude nám než si počkat.
CNN
Elektřina (asi si rozumíme, že jde o terminus technicus pro elektrickou energii) se ale nevyrábí jen spalováním fosilních paliv i když je ten způsob zatím! globálně nejrozšířenější.
Poznámka. Abyste dostal palivo do spalovacího motoru (nebo parního stroje) musíte také vynaložit práci (a spotřebovat energii) s nějakou účinností, takže ty propočty nemůžete vztahovat jen na výrobu elektřiny ale i na získání paliva do spalovacích motorů (a nebo parního stroje).
Provoz elektrického motoru má nejvyšší účinnost ze zatím dostupných strojů schopných převádět energii na práci. Podstatou je jak dostat elektrickou energii k elektrickému motoru. Nejsnazší je to pomocí elektrického vedení, prozíravé by bylo stavět páteřní komunikace s trakčním vedením které by IAD i HD dodávalo energii, mimo tyto komunikace by se pak jezdilo na baterie, čímž by se zásadně prodloužil dojezd. Protože, ale nejsme v bodě 0 tak nikdo asi nebude současnou infrastrukturu měnit, takže zbývají baterie. Pro vzdálenosti do 200km jsou již dnes vhodné a tím jak se bude rozrůstat počet uživatelů (zvlášť v megapolích) tím se bude snižovat i jejich cena a také dostupnost. Výhoda elektrického auta (nebo motorky) je také v jejich konstrukční jednoduchosti a s tím spojených daleko nižších nákladů na vlastní provoz a to i za předpokladů, že se elektřina zdraží třeba i o 100% (nejspíš důsledkem zdanění).
Kilmore
Jen několik poznámek pro vyjasnění konkrétních bodů:
i) Ano, spalováním plynu lze kombinací plynové a parní turbíny dosáhnout vyšší účinnosti při výrobě elektřiny. Naopak stávající jaderné reaktory mají nízké teploty jádra reaktoru, a tedy nižší účinnost. Vzal jsem za příklad uhlí jako kombinaci prostřední účinnosti a laciného zdroje paliva.
ii) Větřík a sluníčko jsou marginální zdroje, doufám je nemusíme řešit. U nich se navíc zcela jasně ukazuje, že technická účinnost je do značné míry irelevantní v porovnání s ekonomickou (Kč -> km).
iii) Domnívám se doufám oprávněně, že jsem elektromobily úmyslně nepoškozoval co do jejich technické účinnosti. Proces získání, rafinace (je-li třeba) a dopravy jsem zanedbal v případě paliva elektrárny i v případě paliva automobilů.
iv) Samotná účinnost elektrického motoru je údaj naprosto bez hodnoty.
v) Konstrukční jednoduchost elektrických vozidel je důsledek toho, že vyloučíte zcela z řetězce akumulátory a všechno před nimi. Jinak jsou poměrně složité a také drahé.
vi) Z konstrukční jednoduchosti navíc stejně plynou jen nízké náklady na opravy (práci), už nízká cena oprav (protože tam jsou zahrnuty i díly), ani nízké provozní náklady. Tomu je často spíš i naopak.
vii) Aktuálně je elektrický pohon v kombinaci s akumulátory vhodný pro nářadí a supersporty. U malých aut se do města se naopak ukazuje paradox elektromobility, a sice že tam, kde by to technicky bylo nejvhodnější, to je nejméně užitečné ekonomicky. Jinak by to každý kupoval. Anebo máte pocit, že lidé nechtějí tichý, levný a spolehlivý vůz? Zvlášť když kvůli normám na emise škodlivých i neškodných plynů motory s vnitřním spalováním narážejí na své limity a jejich provoz se rozhodně nestává snazší a levnější.
viii) Jsem si zcela jistý, že vlády budou rozvoj elektromobility podporovat, hubou a dotacemi. Ale věcí jako drátů v silnici se nedočkáme jinak než jako technologických demonstrátorů. Že to jinak být nemůže, to je doloženo všemi oblastmi lidské činnosti, kde hlavní roli hraje stát. Nedávno jsem tak postával v Chlumci nad Cidlinou a čekal na (sic!) elektrickou lokomotivu vedoucí vlak ku Praze. Čtu si tam tabulku zhruba v tomto obsahu: 186X trať z Velkého Oseka na Trutnov, 187X trať z Chlumce do Hradce Králové, 1970X elektrifikace, a …pak už nic. Za posledních padesát let tam nikdo neudělal ani druhou kolej, vprostřed té roviny. I proto je trať přes Pardubice na Ostravu tak přetížená, že stát neumí stavět. Tak proč od něho čekat něco jiného v případě elektrických aut? Hodně slov, hodně utracených peněz, zatraceně málo muziky. A ještě k tomu určitě daně.
Marty...
Obávám se, že na to jdete ze špatné strany. Hlavním přínosem elektromobilů je ekologie. Ne tedy ochrana žabiček nějakými pošuky, ale ochrana zdraví lidí.
1) Nedýcháte bordel padajicí z vozidla před vámi. Zde je relevatní argument s uhelnou elektrárnou, ale je daleko jednodušší řešit čištění jednoho velkého zdroje než stovek tisíc malých.
2) Odpad v podobě baterií je pevný a tedy snadno skladovatelný a relativně inertní. S jistým usilým je lze recyklovat.
zrg1
Hlavnm prinosem elektromobilu je delat problemy tam, kde zadne realne problemy nejsou a vyrazit ze spotrebitelu extra penize, ktere by jinak mohli utratit za neco uzitecnejsoho. Jediny fungujici elektrokoncept jsou hybridni atkinsony v Priusu a i u nich jsou naklady vs pridana hodnota ve velmi spatnem pomeru. Za neuveritelne naklady na vyvoj dostaneme cosi, co je za urcitych presne definovanych podminek neznatelne lepsi nez cisty benzin a navratnost celeho snazeni je v nekonecnu. Mozna to ma cenu nekde v Japonsku, kde je maximalka 80 km/h a podstatnou cast sidel tvori ukrutne aglomerace, kde kazde nepatrne zlepseni emisi hraje zasadni roli. V zanedbane EU kde mame infrastrukturu kolikrat v horsim stavu jak cinani pred 10 lety jsou elektromobily totalne k nicemu. Nemame ani v poradku silnice a chceme budovat infrastrukturu dobijecich stanic v kazdem zapadakove, kde lisky davaji dobrou noc ? Nejsme schopni ukocirovat dotace na solary a chceme zafinancovat elektromobily, ktere hrozi 100x vetsim pruserem ? No tak urcite.. ani za sto let z tohoto mraku nezaprsi. Kor kdyz elektromobily nejsou vubec ekologicke a kdyby se ted hned veskera auta predelala na elektromobily a zaplatili to pro me za me Martani, tak svet okamzite zkolabuje, protoze slavne elektromobily si nejsou ani samy sobe schopny zajistit vlastni servis a ani privezt a odvezt baterky. Predstava, jak popelari stoji uprostred ulice, protoze jejich elektromobilni nakladak uz ani nejede, ani nezvedne popelnici, elektrobagr zapadne pri vykopu do bahna a zustane tam na veky, protoze ho elektroterreni nakladak neumi vytahnout a elektrotanky a elektrotransportery neuvezou zadnou munici, protoze se pod tihou jejich baterii a pancerovani kolem vybuchujicich baterii prolamuje zem. Elektromobilnui teoretici me naplnuji zachvaty smichu.
Kilmore
Na ochranu zdraví, se obávám, kálí bílý tesák. Tady je spíše možnost něco podpořit a odklonit.
Věcněji, motory s externím spalováním mohou dosáhnout zanedbatelných exhalací velmi snadno, byť jejich účinnost přinejlepším dosáhne 20-25% s využitím vší magie. Zaměření se na elektriku je důsledkem faktu, že všichni vědí, co je to akumulátor, mají doma mobil nebo notebook. A všichni vědí, co je to elektrický motor, třeba tuší, že jim stahuje u auta okénko. Představa parního stroje je pro ně spjata pevně s lokomotivou a devatenáctým stoletím, s něčím velmi těžkým a s účinností 12%, jak tu někdo napsal. Osobně by mne zajímalo, zda nezájem o tento směr vývoje je racionální, podložený studiemi, projekty, anebo se jedná o kombinaci dojmologie, politické podpory apod. Doufal jsem, že o tom tady může být nějaká zajímavá debata. Zatím ale je řeč jen o elektromobilech.
LWG
Obávám se, že parní stroj bude provázet i velká hmotnost (odkazuji zde i na tento problém řešený ve filmu „Marečku, podejte mi pero“ :-) ) a vyšší čas pro dosažení pracovní pohotovosti (nebo extrémní požadavky na okamžitý výkon tepelného zdroje, jakož i tepelný výměník), dále pak problém s chlazením nebo odfukováním páry. Také by mě zajímalo nakolik by se s tímto kosmický věk dokázal poprat.
Kilmore
Určitě hmotnost bude vyšší než u klasických aut, ale ne vyšší než u elektromobilů. Odfukování páry je naopak drobnost, nicméně ztrácíte tím energii a pracovní médium, čímž se snižuje dojezd. Chlazení také není potíž, problém je s kondenzací :) Jednak je prostor auta omezený (lokomotivy za tím účelem měly speciální přípojné vozidlo), za druhé je to ohromná ztráta energie, jelikož skupenské teplo je u vody nezanedbatelné. Neúplná kondenzace, materiálové omezení nejvyšší teploty kotle a ztráta skupenského tepla jsou klíčová omezení efektivity parního pohonu a jeho nevýhodou. Výhodou je čistota spalování i v primitivních podmínkách, možnost dobře regulovat výkon, maximální krouťák od rozjezdu, nehlučný provoz (většina hluku klasické lokomotivy je hluk páry unikající komínem).
V tomto stavu je nutno se u auta běžné velikosti nutno smířit se spotřebou cca 12 litrů benzínu (nebo něčeho jiného, co ochotně teče a hoří). Vyšší efektivita je možná jedině použitím jiného pracovního média, obejít tak skupenskou změnu. Nejsou s tím ale zkušenosti. Čemu nerozumím je, jak může kapitán automobilky porovnat investici do této technologie a šanci na efektivnější a laciný akumulátor, o kterém sní „elektrikáři“.
servisdok
Hmotnost bude pravděpodobně vyšší, ale nemusela by nutně být, pokud by bylo využito stejných či o chlup modernějších technologií, jako u nejmodernějších dehtů. U těch se také dlouhá desetiletí tvrdilo a praxe to potvrzovala, že jsou kvůli velkým pracovním tlakům o mnoho těžší kvůli robustním blokům a hlavám a proto se hodí jen jako stabiláky či do zemědělských a jiných strojů, kde tolik na hmotnosti nezáleží-nebo je tam spíš výhodou /u traktorů například/. A vida-uplynulo několik málo desetiletí a dehty jako takové, bez všech přídavných serepetiček mají téměř stejnou hmotnost, jako benzínové motory, které neprodělaly tak prudký vývoj.
Takže použitím moderních materiálů by se dala hmotnost hlavních částí parního motoru oproti minulosti o hodně zmenšit, hmotnost setrvačníku zčásti nahradit víceválcovým provedením.
A o rychlost moderních výměníků bych neměl starost vůbec. Jednu dobu jsem dělal MaR pro lokální domovní výměníky a to i velmi výkonné až do cca 320kW /prakticky celé Jižní svahy ZL, kde se přecházelo z centrálních velkých výměníků na lokální a ze čtyřtrubek na dvojtrubku/. Hliníkové maloobjemové výměníky měly na přívod 90/70 reakci prakticky okamžitou, až jsme v počátcích čuměli, jak krátké časové konstanty je nutné do PID regulačních bloků vkládat. U menších domovních provedení např. pro 8p baráky na Valachově žlebu to bylo na náběhu něco málo pod 3s a pro provozní regulaci takto hbitých výměníků byl nutný interval čtení 150ms na dosažení +/-2°C, pokud se dobře pamatuju. Výměníky tohoto typu mají i svůj přesný typový název, na který se bohužel už nerozpomenu. Jsou vzhledem k předávanému výkonu celkem maličké, ale zřejmě v sobě mají nějakou finesu, protože tehdy je vyráběly jen 3 firmy a bylo to drahé jak čert-jeden 100kW a jeden 50kW výměník stály oba tolik, co zbytek osazení lokální výměníkové stanice pro TV a TUV /čerpadla, ventily, snímače a MaR/. Výměník a rychlost náběhu je opravdu to poslední, co by bylo na parním motoru k řešení. Nejpomalejší tam bude náběh energie z topného média, nikoli rychlost parního výměníku jako takového.
Ale než investovat do vypiplávání tohoto, tak bych se spíš přimlouval o vypiplání benzínové či jakékoli jiné zážehové jednotky, ale ne cestou downsizingu, která povede do pekel. Právě vytvořením zážehové jednotky s životností 0,5M km a rozumnými exhalacemi životnímu prostředí podle mne prospějeme nejvíc /výrobcům ovšem nikoli/. Ropy je zatím plná prdel a ještě dlouho bude a automobilek je tolik, že musí produkovat litrové motory o 120kW a se životností 150.000, aby vůbec přežily-sraní takových motorů je prostě nutnost, jakákoli ekologie je až o spoustu míst dále, nové emisní předpisy už dnes opravdu jsou Potěmkinovy vesnice, což se ukázalo právě na VW-dieselgate.
A právě výroba těchto krátkodobých a předpisy obcházejících šmejdů je podle mne největší zátěží pro životní prostředí. Pokud by nějaký rozumný člověk /utopie/ stanovil minimální životnost jakéhokoli běžného auta jako celku na např. 5let a nebo 300.000km, tak bychom čuměli, kolik automobilek by šlo rovnou do prdele.
Pořád, i dnes stačí chvilku jet i za moderním dehtem a pozorovat výfuk. Nedejbože, když za takovým jedete ustálenou rychlostí a jeho ECU se zrovna, pro nedostatek jiné činnosti, rozhodne vypálit katalyzátor. To je pošušňání..
To se dá řešit naprosto jednoduše tak, že režim nejlépe zruší spotřební daň na paliva. Tím bude cena benzínu a petroleje stejná, a tím pádem kolenovrťácká prasata přestanou používat ty hrůzy, ze kterých zezadu padaj brikety a stříká dehet.
Jinak ty plky o trakcích jsou normálně jak vlhký sny zyklobuzerantů. Takže jste vymysleli trolejauto? No týýýýo. To si hne poběžím koupit :D
SkReT
mohl bych poprosit někoho kdo něco o tom ví, prej zanedlouho bude v česku možné tankovat benzín jen nějakej E10. předpokládám že to bude nějaká super ekologická sračka z dílny agenta Bureše. Jaké motory si s tím neporadí? Na kolik se sníží životnost. Bude nutné udělat celoplošné úpravy na vozidle podobně jak je to u televizního vysílání s příchodem digitálního vysílání?
ygorek
Co je to nějaká super ekologická sračka z dílny agenta Bureše, nevím, ale do současného 95 oktanového benzínu se přimíchává 5% etanolu, je to tedy E5.
Má se přejít na 10 % etanolu, tedy E10, i když, jak říkají Ostravaci, na ktery kokot?!
Benzíny s oktanovým číslem 98 jsou a budou bez etanolu.
Když jsme u toho: E85 vám nic neříká?
Divné.
Něco z historie: http://biom.cz/cz/odborne-clanky/podpora-rozvoje-a-uziti-bioetanolu-v-ceske-republice
Já ovšem nechápu jednu věc, zatímco u nás došlo na zvýšení přimíchávání sračky na maximum dle tehdejší platné legislativy, absolutní maximum si i uhnije snížila, protože pochopili, že to je k ničemu. Proč se to má zase zvýšit?
SkReT
no aby agent Bureš měl víc peněz.
Ada
Ono je ve skutečnosti jedno kolik stanoví, protože na těch polích toho stejně nenaroste o tolik víc.
ygorek
To lhostejné.
Naprostá většina suroviny se do EU dováží.
Boom obilných lihovarů z poloviny minulého desetiletí splaskl nedokončením (nezahájením) většiny plánovaných staveb.
dunnst
Pár měsíců zpět jsem pracoval na pístu s variabilní délkou ojnice, na první pohled velmi zajímavé, ale hmotnost jednoho pístu s ojnicí to zvyšuje o 36% (z 800 na 1100 gramů). Osobně si od toho moc neslibuji. Je to jedna z variant nového litrového tříválce na CNG. Ford se nechal slyšet, že dle něj je nejefektivnější pro následující leta hybrid s CNG.
Byl by link na ten sénář 1997? Nějak se mi nedaří to najít…
sigic
Jenom bych se chtel vratit zpatky k tematu od elektromobilu k turbum a podotknout ze audi testuje turbo s reluktancnim motorem 48V, takze se urcite nepocita, ze by el. turba chodily na 12V. Takze proud max. 50A a draty urcite nee jak kostelecky parky nacpany sojou. Jinak ALS je dobry, ale kdyby se podadarilo nejak vyuzit MGU-H z F1 tak by to bylo jeste lepsi…
Jak tak tady koukám na ty debaty zastánců elektriky a jejích odpůrců, tak bych rád diskutujícím připomněl, že existuje ještě jedna varianta spojující výhody fosilního paliva (libovolného, ideálně v kapalné fázi za běžné teploty a tlaku), vysoké čistoty výfukových plynů bez všemožných bazmeků ve výfuku a vysokého krouťáku dostupného šikovně již od nejnižších otáček. Jedinou nevýhodou je účinnost zatím nepřesahující cca 17%, což však by mohlo vyvážit velmi laciné palivo a v městském provozu ta skutečnost, že když se nejede, není třeba vyvíjet páru.
Snad jen to není cool, tedy pokud je řeč o využití vody jako pracovního média.
Jasně, a měnit kapalinu na plyn budeme měnit pomocí magické floskule, navrhuji Abrakadabra:-).
Ne, doporučuje se použít ventilátor k vhánění (většiny) vzduchu do velkého válcovitého prostoru, palivo smísit se vzduchem primitivním karburátorem a stěny kotle obklopit dlouhou smotanou trubkou z nějakého vhodného tepelně vodivého materiálu. Pak už stačí jen svíčkou zapálit směs a chvíli počkat, než se vyvine dostatek páry k jízdě. Tyhle věci spolehlivě fungovaly s technikou roku 1930. Jen to bylo drahé a výhody jako čistota výfukových plynů tehdy ještě nikdo neřešil. Nevýhodou vždy byla nižší efektivita, protože maximální teplota ohřívače je omezená materiálem (což u IC motoru tak markantní není) a navíc složitější, protože teplo musí projít třemi kovovými membránami (v ohřívači, regenerátoru a chladiči). Ztráta výfukem, která běžně dělá u IC motoru asi třetinu zde je mnohem menší.
Dnes by samozřejmě více cool řešení bylo nahradit vodu supekritickým oxidem uhličitým. Výhodou je snazší regulace – odpadá fázový přechod, menší objem všech součástí, není třeba zbavovat médium skupenského tepla. Nevýhodou vysoký tlak a korozivní vlastnosti CO2.
Efektivitou myslíte účinnost?
Nejen, že to bude velké, ale taky to bude těžké se spoustou mechanických částí, protože potřebujete převést teplo na práci.
Zatímco účinnost elektrického motoru se pohybuje někde mezi 75-95%, tak spalovací motor někdo okolo 35% a parní stroj někde okolo 12%.
Ano, ale elektřina pro ten elektromotor se vyrábí převáděním tepla na práci, ta práce se pak převádí ma elektřinu, ta se potom bude skladovat v bateriích, ze kterých bude onen motor odebírat elektřinu a přeměňovat ji na práci. Účinnost procesu je velmi malá.
https://www.youtube.com/watch?v=OM5ebOF36zc :-)
Klasické parní lokomotivy měly účinnost cca 6-7%. Těch 12% jsou už pokročilé návrhy, Chapelon a jeho následovníci, kupříkladu Red Devil. S kondenzací se to pak dalo dostat ještě výše, ale dělalo se to jen v suchých oblastech, neb uhlí je levné a dodatečná složitost se nevyplácela. Z toho plyne, že i přes omezení klasické lokomotivy bylo možné se dostat v provozu k 17% účinnosti před 60 léty! Velmi podobně tomu bylo i u automobilů.
Vy to ovšem srovnáváte s účinností pouze elektromotoru, tedy elektřina v mechanickou práci, což není kompletní obraz. Typicky to ovšem probíhá tak, že uhlí proměníte v páru, ta pak pohání turbínu, účinnost 35-50%. Dále s účinností cca 96% přenesete tuto elektřinu k zákazníkovi (nevím a jsem líný zjišťovat, zda jsou zde započteny i ztráty zaviněné nutností regulovat soustavu, řekněme ano). Zákazník si nabije baterky, to bude kolem 90%. V elektromotoru se následně ztratí 5-25%, to jsou Vaše čísla (domnívám se, že pod 85% už není třeba u moderního motoru jít). A pak pochopitelně je třeba započíst věci jako topení, nebo klimatizace, které si také něco vezmou a které u tepelného stroje v principu jsou (topení), nebo mohou (klimatizace), být vyřešeny nad rámec převodu paliva v mechanickou práci. Zde bych optimisticky hádal ztráty tak řekněme 5% jako celoroční průměr. To jest skutečná účinnost elektromobilů je 21 až 39%. Nemáte však jedinou výhodu proti parnímu pohonu, jelikož ta auta musí být těžká a co se týče charakteru jízdy, jsou si oba pohony rovny. Elektromobil je výměnou za vyšší účinnost omezen co do dojezdu. Zatím by Musk mohl dodávat za stejné peníze auta s EC motory a jeho zákazníci by dostali více muziky.
Osobně se však domnívám, že není z toho vůbec nic důležité. Porovnávat účinnost přeměny energie je k ničemu, když skutečným měřítkem je účinnost proměny korun v kilometry. A tam jsou elektrická auta slabá, protože i přes teoreticky dobrou účinnost přeměny energie, a tím nízké palivové náklady, obsahuje celý řetězec mnoho komponent a některé z nich jsou poměrně drahé na pořízení. Navíc je to celé omezeno kapacitou baterií a jejich životností. Sázka na elektromobily je sázkou na budoucí rozvoj baterií. Pokud bude rychlý a výrazný co do kapacity a ceny, mají elektromobily šanci se uchytit jako důležitý hráč na trhu, ne jen hračka. Nakonec je to téměř jistota, že se tak stane. Vůbec bych nesázel na to, že se to stane brzy a že se toho Tesla Motors dožije. A spíše mne zajímá, co budeme požívat do té doby.
Budeme používat vypiplané spalovací motory, nejlépe benzín. Ropy je na světě dost a stále se tvoří. Její cena (i těžba) je manipulovaná. Spotřeba na polovině dnešní není utopií. Menší a jednodušší auta také nejsou utopií.
To byla i má premisa, že fosilních paliv je dost a jsou proklatě levná. Potíž s motory s vnitřním spalováním je, že narážejí na své limity co do exhalací. Dovolím si k tomu dodat následující:
i) jen nepatrně roste i účinnost měřena g/kW; stagnující nebo klesající spotřeba měřená l/100km je dána spíše tím, že moderní motory mají více „stupňů volnosti“, jako když například turbo umožňuje provozovat úspěšně malý motor odpovídající spíše malým požadavkům kladeným řidičem, přičemž je k dispozici i vyšší výkon využívaný spíše výjimečně; emise CO2 neklesají a lidé to ani nechtějí, spíše než úspornější model si koupí ten výkonnější při stejné spotřebě
ii) zřejmě nebudu daleko od pravdy, když řeknu, že nebýt cinknutých testovacích cyklů, emise všech škodlivých plynů by v posledním čtvrtstoletí stagnovaly; normy euroX jsou do značné míry vesnice knížete Potěmkina
iii) reálným důsledkem přísnějších norem jsou stále složitější motory; diesely z osobních aut vymizí, benzíny dostanou filtry pevných částic a další lahůdky, můžeme očekávat složitější, dražší a méně spolehlivá vozidla, což je obvyklý důsledek politických zásahů na trhu; automobilky proto hledají cestu ven, politické řešení jsou elektromobily; osobně jsem poměrně skeptický, zda je to řešení ideální technicky a ekonomicky
Nezbude nám než si počkat.
Elektřina (asi si rozumíme, že jde o terminus technicus pro elektrickou energii) se ale nevyrábí jen spalováním fosilních paliv i když je ten způsob zatím! globálně nejrozšířenější.
Poznámka. Abyste dostal palivo do spalovacího motoru (nebo parního stroje) musíte také vynaložit práci (a spotřebovat energii) s nějakou účinností, takže ty propočty nemůžete vztahovat jen na výrobu elektřiny ale i na získání paliva do spalovacích motorů (a nebo parního stroje).
Provoz elektrického motoru má nejvyšší účinnost ze zatím dostupných strojů schopných převádět energii na práci. Podstatou je jak dostat elektrickou energii k elektrickému motoru. Nejsnazší je to pomocí elektrického vedení, prozíravé by bylo stavět páteřní komunikace s trakčním vedením které by IAD i HD dodávalo energii, mimo tyto komunikace by se pak jezdilo na baterie, čímž by se zásadně prodloužil dojezd. Protože, ale nejsme v bodě 0 tak nikdo asi nebude současnou infrastrukturu měnit, takže zbývají baterie. Pro vzdálenosti do 200km jsou již dnes vhodné a tím jak se bude rozrůstat počet uživatelů (zvlášť v megapolích) tím se bude snižovat i jejich cena a také dostupnost. Výhoda elektrického auta (nebo motorky) je také v jejich konstrukční jednoduchosti a s tím spojených daleko nižších nákladů na vlastní provoz a to i za předpokladů, že se elektřina zdraží třeba i o 100% (nejspíš důsledkem zdanění).
Jen několik poznámek pro vyjasnění konkrétních bodů:
i) Ano, spalováním plynu lze kombinací plynové a parní turbíny dosáhnout vyšší účinnosti při výrobě elektřiny. Naopak stávající jaderné reaktory mají nízké teploty jádra reaktoru, a tedy nižší účinnost. Vzal jsem za příklad uhlí jako kombinaci prostřední účinnosti a laciného zdroje paliva.
ii) Větřík a sluníčko jsou marginální zdroje, doufám je nemusíme řešit. U nich se navíc zcela jasně ukazuje, že technická účinnost je do značné míry irelevantní v porovnání s ekonomickou (Kč -> km).
iii) Domnívám se doufám oprávněně, že jsem elektromobily úmyslně nepoškozoval co do jejich technické účinnosti. Proces získání, rafinace (je-li třeba) a dopravy jsem zanedbal v případě paliva elektrárny i v případě paliva automobilů.
iv) Samotná účinnost elektrického motoru je údaj naprosto bez hodnoty.
v) Konstrukční jednoduchost elektrických vozidel je důsledek toho, že vyloučíte zcela z řetězce akumulátory a všechno před nimi. Jinak jsou poměrně složité a také drahé.
vi) Z konstrukční jednoduchosti navíc stejně plynou jen nízké náklady na opravy (práci), už nízká cena oprav (protože tam jsou zahrnuty i díly), ani nízké provozní náklady. Tomu je často spíš i naopak.
vii) Aktuálně je elektrický pohon v kombinaci s akumulátory vhodný pro nářadí a supersporty. U malých aut se do města se naopak ukazuje paradox elektromobility, a sice že tam, kde by to technicky bylo nejvhodnější, to je nejméně užitečné ekonomicky. Jinak by to každý kupoval. Anebo máte pocit, že lidé nechtějí tichý, levný a spolehlivý vůz? Zvlášť když kvůli normám na emise škodlivých i neškodných plynů motory s vnitřním spalováním narážejí na své limity a jejich provoz se rozhodně nestává snazší a levnější.
viii) Jsem si zcela jistý, že vlády budou rozvoj elektromobility podporovat, hubou a dotacemi. Ale věcí jako drátů v silnici se nedočkáme jinak než jako technologických demonstrátorů. Že to jinak být nemůže, to je doloženo všemi oblastmi lidské činnosti, kde hlavní roli hraje stát. Nedávno jsem tak postával v Chlumci nad Cidlinou a čekal na (sic!) elektrickou lokomotivu vedoucí vlak ku Praze. Čtu si tam tabulku zhruba v tomto obsahu: 186X trať z Velkého Oseka na Trutnov, 187X trať z Chlumce do Hradce Králové, 1970X elektrifikace, a …pak už nic. Za posledních padesát let tam nikdo neudělal ani druhou kolej, vprostřed té roviny. I proto je trať přes Pardubice na Ostravu tak přetížená, že stát neumí stavět. Tak proč od něho čekat něco jiného v případě elektrických aut? Hodně slov, hodně utracených peněz, zatraceně málo muziky. A ještě k tomu určitě daně.
Obávám se, že na to jdete ze špatné strany. Hlavním přínosem elektromobilů je ekologie. Ne tedy ochrana žabiček nějakými pošuky, ale ochrana zdraví lidí.
1) Nedýcháte bordel padajicí z vozidla před vámi. Zde je relevatní argument s uhelnou elektrárnou, ale je daleko jednodušší řešit čištění jednoho velkého zdroje než stovek tisíc malých.
2) Odpad v podobě baterií je pevný a tedy snadno skladovatelný a relativně inertní. S jistým usilým je lze recyklovat.
Hlavnm prinosem elektromobilu je delat problemy tam, kde zadne realne problemy nejsou a vyrazit ze spotrebitelu extra penize, ktere by jinak mohli utratit za neco uzitecnejsoho. Jediny fungujici elektrokoncept jsou hybridni atkinsony v Priusu a i u nich jsou naklady vs pridana hodnota ve velmi spatnem pomeru. Za neuveritelne naklady na vyvoj dostaneme cosi, co je za urcitych presne definovanych podminek neznatelne lepsi nez cisty benzin a navratnost celeho snazeni je v nekonecnu. Mozna to ma cenu nekde v Japonsku, kde je maximalka 80 km/h a podstatnou cast sidel tvori ukrutne aglomerace, kde kazde nepatrne zlepseni emisi hraje zasadni roli. V zanedbane EU kde mame infrastrukturu kolikrat v horsim stavu jak cinani pred 10 lety jsou elektromobily totalne k nicemu. Nemame ani v poradku silnice a chceme budovat infrastrukturu dobijecich stanic v kazdem zapadakove, kde lisky davaji dobrou noc ? Nejsme schopni ukocirovat dotace na solary a chceme zafinancovat elektromobily, ktere hrozi 100x vetsim pruserem ? No tak urcite.. ani za sto let z tohoto mraku nezaprsi. Kor kdyz elektromobily nejsou vubec ekologicke a kdyby se ted hned veskera auta predelala na elektromobily a zaplatili to pro me za me Martani, tak svet okamzite zkolabuje, protoze slavne elektromobily si nejsou ani samy sobe schopny zajistit vlastni servis a ani privezt a odvezt baterky. Predstava, jak popelari stoji uprostred ulice, protoze jejich elektromobilni nakladak uz ani nejede, ani nezvedne popelnici, elektrobagr zapadne pri vykopu do bahna a zustane tam na veky, protoze ho elektroterreni nakladak neumi vytahnout a elektrotanky a elektrotransportery neuvezou zadnou munici, protoze se pod tihou jejich baterii a pancerovani kolem vybuchujicich baterii prolamuje zem. Elektromobilnui teoretici me naplnuji zachvaty smichu.
Na ochranu zdraví, se obávám, kálí bílý tesák. Tady je spíše možnost něco podpořit a odklonit.
Věcněji, motory s externím spalováním mohou dosáhnout zanedbatelných exhalací velmi snadno, byť jejich účinnost přinejlepším dosáhne 20-25% s využitím vší magie. Zaměření se na elektriku je důsledkem faktu, že všichni vědí, co je to akumulátor, mají doma mobil nebo notebook. A všichni vědí, co je to elektrický motor, třeba tuší, že jim stahuje u auta okénko. Představa parního stroje je pro ně spjata pevně s lokomotivou a devatenáctým stoletím, s něčím velmi těžkým a s účinností 12%, jak tu někdo napsal. Osobně by mne zajímalo, zda nezájem o tento směr vývoje je racionální, podložený studiemi, projekty, anebo se jedná o kombinaci dojmologie, politické podpory apod. Doufal jsem, že o tom tady může být nějaká zajímavá debata. Zatím ale je řeč jen o elektromobilech.
Obávám se, že parní stroj bude provázet i velká hmotnost (odkazuji zde i na tento problém řešený ve filmu „Marečku, podejte mi pero“ :-) ) a vyšší čas pro dosažení pracovní pohotovosti (nebo extrémní požadavky na okamžitý výkon tepelného zdroje, jakož i tepelný výměník), dále pak problém s chlazením nebo odfukováním páry. Také by mě zajímalo nakolik by se s tímto kosmický věk dokázal poprat.
Určitě hmotnost bude vyšší než u klasických aut, ale ne vyšší než u elektromobilů. Odfukování páry je naopak drobnost, nicméně ztrácíte tím energii a pracovní médium, čímž se snižuje dojezd. Chlazení také není potíž, problém je s kondenzací :) Jednak je prostor auta omezený (lokomotivy za tím účelem měly speciální přípojné vozidlo), za druhé je to ohromná ztráta energie, jelikož skupenské teplo je u vody nezanedbatelné. Neúplná kondenzace, materiálové omezení nejvyšší teploty kotle a ztráta skupenského tepla jsou klíčová omezení efektivity parního pohonu a jeho nevýhodou. Výhodou je čistota spalování i v primitivních podmínkách, možnost dobře regulovat výkon, maximální krouťák od rozjezdu, nehlučný provoz (většina hluku klasické lokomotivy je hluk páry unikající komínem).
Tohle je stav v roce 1925 (a Jay Leno obecně dělá docela zábavná videa): https://www.youtube.com/watch?v=rUg_ukBwsyo
V tomto stavu je nutno se u auta běžné velikosti nutno smířit se spotřebou cca 12 litrů benzínu (nebo něčeho jiného, co ochotně teče a hoří). Vyšší efektivita je možná jedině použitím jiného pracovního média, obejít tak skupenskou změnu. Nejsou s tím ale zkušenosti. Čemu nerozumím je, jak může kapitán automobilky porovnat investici do této technologie a šanci na efektivnější a laciný akumulátor, o kterém sní „elektrikáři“.
Hmotnost bude pravděpodobně vyšší, ale nemusela by nutně být, pokud by bylo využito stejných či o chlup modernějších technologií, jako u nejmodernějších dehtů. U těch se také dlouhá desetiletí tvrdilo a praxe to potvrzovala, že jsou kvůli velkým pracovním tlakům o mnoho těžší kvůli robustním blokům a hlavám a proto se hodí jen jako stabiláky či do zemědělských a jiných strojů, kde tolik na hmotnosti nezáleží-nebo je tam spíš výhodou /u traktorů například/. A vida-uplynulo několik málo desetiletí a dehty jako takové, bez všech přídavných serepetiček mají téměř stejnou hmotnost, jako benzínové motory, které neprodělaly tak prudký vývoj.
Takže použitím moderních materiálů by se dala hmotnost hlavních částí parního motoru oproti minulosti o hodně zmenšit, hmotnost setrvačníku zčásti nahradit víceválcovým provedením.
A o rychlost moderních výměníků bych neměl starost vůbec. Jednu dobu jsem dělal MaR pro lokální domovní výměníky a to i velmi výkonné až do cca 320kW /prakticky celé Jižní svahy ZL, kde se přecházelo z centrálních velkých výměníků na lokální a ze čtyřtrubek na dvojtrubku/. Hliníkové maloobjemové výměníky měly na přívod 90/70 reakci prakticky okamžitou, až jsme v počátcích čuměli, jak krátké časové konstanty je nutné do PID regulačních bloků vkládat. U menších domovních provedení např. pro 8p baráky na Valachově žlebu to bylo na náběhu něco málo pod 3s a pro provozní regulaci takto hbitých výměníků byl nutný interval čtení 150ms na dosažení +/-2°C, pokud se dobře pamatuju. Výměníky tohoto typu mají i svůj přesný typový název, na který se bohužel už nerozpomenu. Jsou vzhledem k předávanému výkonu celkem maličké, ale zřejmě v sobě mají nějakou finesu, protože tehdy je vyráběly jen 3 firmy a bylo to drahé jak čert-jeden 100kW a jeden 50kW výměník stály oba tolik, co zbytek osazení lokální výměníkové stanice pro TV a TUV /čerpadla, ventily, snímače a MaR/. Výměník a rychlost náběhu je opravdu to poslední, co by bylo na parním motoru k řešení. Nejpomalejší tam bude náběh energie z topného média, nikoli rychlost parního výměníku jako takového.
Ale než investovat do vypiplávání tohoto, tak bych se spíš přimlouval o vypiplání benzínové či jakékoli jiné zážehové jednotky, ale ne cestou downsizingu, která povede do pekel. Právě vytvořením zážehové jednotky s životností 0,5M km a rozumnými exhalacemi životnímu prostředí podle mne prospějeme nejvíc /výrobcům ovšem nikoli/. Ropy je zatím plná prdel a ještě dlouho bude a automobilek je tolik, že musí produkovat litrové motory o 120kW a se životností 150.000, aby vůbec přežily-sraní takových motorů je prostě nutnost, jakákoli ekologie je až o spoustu míst dále, nové emisní předpisy už dnes opravdu jsou Potěmkinovy vesnice, což se ukázalo právě na VW-dieselgate.
A právě výroba těchto krátkodobých a předpisy obcházejících šmejdů je podle mne největší zátěží pro životní prostředí. Pokud by nějaký rozumný člověk /utopie/ stanovil minimální životnost jakéhokoli běžného auta jako celku na např. 5let a nebo 300.000km, tak bychom čuměli, kolik automobilek by šlo rovnou do prdele.
Pořád, i dnes stačí chvilku jet i za moderním dehtem a pozorovat výfuk. Nedejbože, když za takovým jedete ustálenou rychlostí a jeho ECU se zrovna, pro nedostatek jiné činnosti, rozhodne vypálit katalyzátor. To je pošušňání..
To se dá řešit naprosto jednoduše tak, že režim nejlépe zruší spotřební daň na paliva. Tím bude cena benzínu a petroleje stejná, a tím pádem kolenovrťácká prasata přestanou používat ty hrůzy, ze kterých zezadu padaj brikety a stříká dehet.
Jinak ty plky o trakcích jsou normálně jak vlhký sny zyklobuzerantů. Takže jste vymysleli trolejauto? No týýýýo. To si hne poběžím koupit :D
mohl bych poprosit někoho kdo něco o tom ví, prej zanedlouho bude v česku možné tankovat benzín jen nějakej E10. předpokládám že to bude nějaká super ekologická sračka z dílny agenta Bureše. Jaké motory si s tím neporadí? Na kolik se sníží životnost. Bude nutné udělat celoplošné úpravy na vozidle podobně jak je to u televizního vysílání s příchodem digitálního vysílání?
Co je to nějaká super ekologická sračka z dílny agenta Bureše, nevím, ale do současného 95 oktanového benzínu se přimíchává 5% etanolu, je to tedy E5.
Má se přejít na 10 % etanolu, tedy E10, i když, jak říkají Ostravaci, na ktery kokot?!
Benzíny s oktanovým číslem 98 jsou a budou bez etanolu.
Když jsme u toho: E85 vám nic neříká?
Divné.
Něco z historie:
http://biom.cz/cz/odborne-clanky/podpora-rozvoje-a-uziti-bioetanolu-v-ceske-republice
Já ovšem nechápu jednu věc, zatímco u nás došlo na zvýšení přimíchávání sračky na maximum dle tehdejší platné legislativy, absolutní maximum si i uhnije snížila, protože pochopili, že to je k ničemu. Proč se to má zase zvýšit?
no aby agent Bureš měl víc peněz.
Ono je ve skutečnosti jedno kolik stanoví, protože na těch polích toho stejně nenaroste o tolik víc.
To lhostejné.
Naprostá většina suroviny se do EU dováží.
Boom obilných lihovarů z poloviny minulého desetiletí splaskl nedokončením (nezahájením) většiny plánovaných staveb.
Pár měsíců zpět jsem pracoval na pístu s variabilní délkou ojnice, na první pohled velmi zajímavé, ale hmotnost jednoho pístu s ojnicí to zvyšuje o 36% (z 800 na 1100 gramů). Osobně si od toho moc neslibuji. Je to jedna z variant nového litrového tříválce na CNG. Ford se nechal slyšet, že dle něj je nejefektivnější pro následující leta hybrid s CNG.
Byl by link na ten sénář 1997? Nějak se mi nedaří to najít…
Jenom bych se chtel vratit zpatky k tematu od elektromobilu k turbum a podotknout ze audi testuje turbo s reluktancnim motorem 48V, takze se urcite nepocita, ze by el. turba chodily na 12V. Takze proud max. 50A a draty urcite nee jak kostelecky parky nacpany sojou. Jinak ALS je dobry, ale kdyby se podadarilo nejak vyuzit MGU-H z F1 tak by to bylo jeste lepsi…