Alternatywne zasilanie pojazdów KM - wady i zalety

[Lopez]

To się pojemność troszkę zmniejszy

Powiedziałbym, że solidnie się zmniejszy Taki napęd dziedziczyłby zalety i wady obu systemów, o których mówimy. No ale warto próbować. Ciekawe czy ktoś się podejmie?

[Mibars]

Wpadłem na taki pomysł, może by połączyć hybrydę z CNG

Czyli silnik na gaz ziemny z jakimi co najmniej dwoma innymi napędami?

"hybrydowy", nie znaczy elektryczny, tylko łączony... A co jestłaczone, to zależy tylko od twórców...

Równie dobrze napędem hybrydowym można by nazwać trolejbus z możliwością pracy na Dieslu, czy też 2 silniki (benzynowy i diesel) w jednym samochodzie...

...Ale nie martw się... Większość ludzi mówiąc "hybrydowy", myśli "elektryczny". Amerykanie poszli o krok dalej - mają samochody, które nazywają "semi-hybrydy", czy jakoś tak, a jest to zwykły silnik spalinowy z większym akumulatorem i rozrusznikiem... Cała jego "hybrydowość" polega na tym, że silnik gaśnie podczas zatrzymania i włącza się po dodaniu gazu... Zero podwójnego napędu, zero odzysku energi... A nazywają to i traktują jak hybrydy (np na pasach "carpool" dla samochodów osobowych z pewną minimalną ilością pasażerów, oraz właśnie aut hybrydowych)...

Stosowanie gazu ziemnego na spółkę z silnikiem elektrycznym może mieć pewnien sens - jako, że gaz ziemny nie ulega skropleniu w jakimś normalnym zakresie ciśnień, to przechowuje się go w dużych butlach. Napęd hybrydowy spalinowo-elektryczny ma tą zaletę, ze znacząco obniżą spalanie w ruchu miejskim. Niższe spalanie = większy zasięg, czyli można zmniejszyć ilość butli z gazem, więc zastosowanie dodatkowego napędu elektrycznego odzyskującego energię hamowania mogłoby zwiększyć pojemność autobusu CNG...


Swoją drogą nie rozumiem, czemu w rozwiązaniach hybrydowych uparcie stosuje się akumulatory... Istnieją już kondensatory na tyle pojemne, by przechować konkretną illość energii.

Kondensatory mają takie plusy:
-Ładowanie i rozładowywanie może zachodzić niezwykle szybko prądem rzędu kilkaset amperów
-mają niewielkie straty energii (bardzo mały opór wewnętrzny)
-działają niezależnie od temperatury
-wytrzymują nawet milion cykli (do spadku pojemności o połowę)
-są dużo lżejsze
Wady kondensatorów:
-Niska pojemność na kilogram
-możliwe, że cena - nie mogę jej nigdzie znaleźć
-Spore samorozładowanie
-pewne dopuszczalne napięcie krytyczne, powyżej którego kondensator w ułamku sekundy bierze szlag...
-podczas rozładowywania spada napięcie - trzeba je ustabilizować elektronicznie

Zalety akumulatorów:
-duża (ołowiowe), bądź bardzo duża (NIMH) pojemność na kilogram
-stałe (ołowiowe), bądź w miarę stałe (NIMH) napięcie
-Potrafią przechowywać prąd dość długo
-nie są aż takie drogie (ołowiowe)
Wady aakumulatorów:
-duża (NIMH), bądź bardzo duża (ołowiowe) masa
-spore straty prądu przy wyższych natężeniach
-żywotność ok 1000 cykli
-zależność od temperatury otoczenia
-aby pobrać duży prąd trzeba mieć akumulatory o dużej pojemności, a możliwość jazdy np 15 minut bez użycia silnika spalinowego jest raczej zbędna i wiąże się z jego ponownym nagrzewaniem - tak więc jest to pojemność nigdy nie wykorzystana


Jak dla mnie w rozwiązaniach miejskich dużo lepiej sprawdzały by się kondensatory... Powiedzmy ładowane przez 10 sekund podczas hamowania i po ruszeniu napędzające autobus przez niecałe 10 sekund. Poźniej załączałby się silnik spalinowy (jakikolwiek) i jedziemy dalej.

Poza tym wiele osób twierdzi, że układ elektrycznego napędu zabiera dużo miejsca - Na dzień dzisiejszy jest to prawda, ale wystarczy spojżeć jak wygląda silnik elektryczny w takim Civicu Hybrid - wygląda jak przerośnięta tarcza sprzęgła - niezwykle płaski i niemal nie wpływający na dlugość silnika. Z pomocą takich rozwiązań uda się uzyskać napęd hybrydowy przy minimalnym zmniejszeniu przestrzeni pasażerskiej.

Pewnie zastanawiał Was fakt czemu w SU18H silnik przeniesiono spowrotem do środkowego członu. Moja teoria jest taka, że hamowanie tylko przy użyciu jednej osi w doczepie za pomocą dość mocnego silnika elektrycznego mogło by być niezbezpieczne np zimą... Ale to tylko moj domysł, trzeba pamiętać, że przegubowce z silnikiem w doczepie też mają retardery, więc są używane do hamowania...

[ Dodano: 09-08-07, 10:41 ]
Widze, że napisalem zbyt dużąy wywód, by ktoś odważył się odpowiedzieć

No to teraz krótko - czy ktoś rozważał stosowanie w autobusach silnika na LPG?

Duży, iskrowy silnik, który jest tańszy od silnika z zapłonem samoczynnym, zasilanie tylko gazowe, więc cena by wyszła zapewne podobna, do ceny pojazdu zasilanego benzyną, jeździ taniej i ekologiczniej, od diesla, butle przechowują gaz w postaci skroplonej, więc nie zajmują dużo miejsca....

....A jednak o autobusie na LPG nigdy nie słyszałem.

[Mibars]

Mnie szczególnie interesuje ten rodzaj napędu - gaz "śmieciowy"

Gaz śmieciowy, to gaz pozyskany z wysypisk śmieci - jak odpadki się rozkładają, to wydzielają się różne gazy. Po pierwsze okropnie śmierdzą , po drugie powodują efekt cieplarniany, po trzecie zpowodują zagrożenie pożarowe, oraz wybuchem na wysypiskach.

Zazwyczaj te gazy się zbiera (w odwiertach w wysypisku) i spala w tzw "pochodniach" - w ten sposób można je zutylizować.

Skoro są palne, to można je wykorzystać jako źródło energii - ale są pewne problemy:
-Po pierwsze gazy wysypiskowe zawierają dużo metanu, ale nie jest to czysty metan - zdarza się nawet 40% bezwartościowego z punktu wykorzystania jako nośnik energii dwutlenku węgla, poza tym gaz ten nie pochodzi z czystych odpadków organicznych, lecz z odpadków wymieszanych z całą tą chemią, która ląduje na wysypisku - zawierają przez to całą masę związków, która ma tendencje do uszkadzania silników (np korozja elementów miedzianych). Jest jeszcze jedno "ale" - gaz wysypiskowy jest niemal w 100% nasycony parą wodną... A woda w silniku, tym bardziej gazowym jest niewątbliwym problemem...

Tak więc plusy wykorzystania gazu wysypiskowego:
-"darmowa" energia bez wykorzystania złóż ropy/gazu naturalnego
-podobieństwo gazu wysypiskowego do gazu ziemnego
-ochrona środowiska

A teraz minusy:
-Czasem nawet 50% mniejsza wartość energetyczna gazu = większe butle i silniki
-niestabilność składu - dziś gaz może być 70% metanem, jutro 80%...
-duża zawartość szkodliwych związków niszczących silnik i wymagających katalizatorów
-aby gaz był "darmowy", trzeba go obrobić - pobrać (to jest "darmowe" bo i tak to trzeba zrobić), przetransportować, oczyścić, osuszyć, uszlachetnić, przetransportować, zatankować - to wszystko na małą skalę, czyli koszty jednostowe są całkiem spore


Czasem aby podbić wartość energetyczną gazów wysypiskowych dodaje się do nich metanu - albo odwrotnie - do metanu dodaje się gazy wysypiskowe, wtedy efektrem końcowym jest CNG o niemalże "nominalnym" składzie


Jak widać gaz wysypiskowy ma więcej wad, niż zalet w porówaniu do CNG, gdybym to ja miał projektować, to raczej CGG(? - compressed garbage gas? mój skrót, nie znam oficjalnego) bym używał w dużych, stacjonarnych silnikach produkujacych prąd, niż do napędu autobusów...

[ppln]

To może ja zadam pytanie o dziwne napędy - co to jest ta biomasa, czy to nie to samo, a jeśli nie to czy też ma takie wady?

[Lopez]

Gaz śmieciowy (...)

Bardzo interesujące. Słyszałem kiedyś, że instalacja do pozyskiwania gazu ze śmieci kosztuje kilka milionów złotych. Skoro więc ten gaz jest, tylko trzeba go zebrać, oczyścić itd. to może warto to robić. Myślę tu np. o Krakowie, który ma ogromne problemy ze śmieciami, za kilka lat wyczerpie się pojemność wysypiska w Baryczy. Jednocześnie domyślam się, że w skali nawet kilkudziesięciu autobusów na "gaz śmieciowy" może to być opłacalne.
No i interesujące jest to, że finalnie Solaris oznaczył te autobusy jako normalne CNG, a nie jakieś inne np.

CGG

[Mibars]

Biomasa, to zwierzęce odchody z resztkami paszy... Dosadniej mówiąc kupa, siki z dodatkiem tego, co wypadnie z koryta . Po prostu gnojowica

Biomasa nie jest paliwem (wyobraź sobie silnik na krowie placki... ), za to podobnie jak wszystkie inne organiczne substancje ulega rozkładowi - wydziela się wtedy dużo metanu - produktem końcowym jest gaz bardzo zbliżony do gazu ziemnego (w dodatku ma przewidywalny skład), oraz świetny nbawóz, który nie wydziela już metanu, czyli nie jest tak szkodliwy dla środowiska.

Pod tym pojęciem można rozumieć wszelkiej maści odpadki roślinno-zwierzęce, jednak póki co w Polsce większość biomasy to właśnie gnojowica. Z takiej roślinnej biomasy można produkować również inne paliwa - np w procesie BML (biomass-to-liquid) z biomasy produkuje się etanol, metanol - w każdym razie alkohole nadające się nie tyle do picia, co do użycia w silnikach.

Podobno da się z biomasy wytworzyć również biodiesla, ale nie mam bladego pojęcia jak zamienić np słomę, czy gałązki w oleistą substancję...

EDIT:
-Podszkoliłem się na Wikipedii i wiem, że da się zamienić biomasę w biodiesla poprzez procesy estryfikacji

Lopez - faktycznie, coś z gazem wysypiskowym trzeba zrobić, jednakże po pierwsze aparatura do spalania i ewentualnie czyszczenia spalin z gazu wysypiskowego jest dużo tańsza, niż aparatura do przetwozenia go na użyteczne paliwo, to poza tym u nas dużym problemem jest co z uzyskanym paliwem/energią elektryczną zrobić? Gazu do sieci gazowej podać nie można, bo norm nie spełnia, wytworzymy prąd, ale nie idzie go sprzedać, bo są jakieś problemy prawne, otworzyć własną stację tankowania gazu wysypiskowego (lub jego mixu z gazem naturalnym) się nie opłaca (bo ile jest pojazdów napędzanych CNG w polsce?)... W końcu wychodzi na to, że pochodnia najlepsza. Ewentualnie można napędzać gazem własne pojazdy na wysypisku, można je do tego przystosować i zminimalizować obróbkę tego gazu, ale to tylko ułamek tego, co się wydziela z wysypiska... Można by go sprzedawać np jakiemuś MZK, ale CNG, to nie LPG i specjalnie nie da się go przewozić cysterną (chyba, że kriogeniczną, ale to przestanie być opłacalne....), więc pozostaje rurociąg... ale to znowu są koszty!


ech... Można pocieszyć się tym, że nie tylko my mamy z tym takie problemy (za wyjątkiem oddawania energii elektrycznej do sieci, bo to akurat na zachodzie jest łatwiejsze)

[Lopez]

Proponuję, żeby ten wątek przepiąć do istniejącego już w dziale Technika tematu: Alternatywne zasilanie pojazdów.

[Mibars]

Hmm nie wiecie dlaczego Warszawa nie eksperymentuje z silnikami na paliwa alternastywne? Przecież chociażby CNG sprawdziło się już w wielu miastach, można by pójść w biodiesla (chociaż tutaj nie wiem, czy by wyszło taniej, ale za to autobusy śmierdziały by McDonaldem ), albo w etanol... O "gazie z odzysku" nie wspominając

[JacekM]

eksperymentowali z CNG ale obietnice (nowych autobusów, stacji szybkiego tankowania) na g... się zdały

[ppln]

Co do biodiesla to wyszło, że pomimo iż jest odnawialny, podczas jego rośnięcia wytwarza się więcej CO2 niż podczas produkcji diesla z ropy...

[Lopez]

podczas jego rośnięcia wytwarza się więcej CO2 niż podczas produkcji diesla z ropy...

Ale co to jest "rośnięcie"?

Hmm nie wiecie dlaczego Warszawa nie eksperymentuje z silnikami na paliwa alternastywne?

Wydaje mi się, że nie bardzo miałby się kto tym zająć. Należałoby pewnie zorganizować przetarg na obsługę iluśtam linii przy użyciu autobusów CNG czy innych, ale to zawsze na starcie wymaga inwestycji w infrasturkturę więc byłoby bardzo trudne do zreazlizowania. Chyba, że powstała by "miejska" stacja CNG.

Jeśli chodzi o paliwa alternatywne w ogóle to najważniejsza jest według mnie dywersyfikacja tj. korzystanie jednocześnie z różnych źródeł. W każdym razie związanie się z jednym rodzajem napędu np. etanolowe na zbyt dużą skalę spowoduje że i to przestanie się opłacać. A powinno być i tanio i ekologicznie.

[Mibars]

Co do biodiesla to wyszło, że pomimo iż jest odnawialny, podczas jego rośnięcia wytwarza się więcej CO2 niż podczas produkcji diesla z ropy...

O.o No cóż, jak dla mnie w tym stwierdzeniu są aż 2 przekłamania...

Jak rośliny rosną, to wytwarzają tlen i pochłaniają CO2... Dlatego "bilans" po spaleniu oleju roślinnego (plus rozkład, czy jakiekolwiek przetworzenie pozostałości) wychodzi na zero...

Podczas produkcji diesla z ropy wydziela się jakieś CO2? Może i tak, bo maszyny do produkcji muszą być napędzane... Ale przy paliwach ropopochodnych problem jest inny - CO2 jest niejako wytwarzane "od zera" - czyli w niedalekiej przeszłości paliwo nie powstało w wyniku przekształcenia CO2 w materię organiczną (stało się to wiele milionów lat temu).

Inaczej mówiąc - Spalając biodiesla (plus odpadki z produkcji) wytwarzam tyle samo CO2 ile było wykorzystane w procesie fotosyntezy, by roslinka z której go wytworzono mogła sobie wyrosnąć.

Spalając paliwo ropopochodne wytwarzam "nowe" CO2, gdyż było przez ładnych parę milionów lat uwięzione w postaci ropy/gazu/węgla.

[pmaster]

Hmm nie wiecie dlaczego Warszawa nie eksperymentuje z silnikami na paliwa alternastywne? Przecież chociażby CNG sprawdziło się już w wielu miastach, można by pójść w biodiesla (chociaż tutaj nie wiem, czy by wyszło taniej, ale za to autobusy śmierdziały by McDonaldem ), albo w etanol... O "gazie z odzysku" nie wspominając

IMHO te wszystkie eksperymenty z dziwnymi paliwami to nie jest taka wspaniała rzecz jak się wydaje, ON ma sporą zaletę — nie będzie niespodzianek (także cenowych) i jest do niego infrastruktura. A w razie gdyby wprowadzili akcyzę na CNG, to te wszystkie Rzeszowy i Radomy będą miały niemały kłopot z zachowaniem płynności finansowej

[Lopez]

nie będzie niespodzianek

Mogą być niezłe niespodzianki klimatycznie i prędzej czy później nasze pokolenie będzie się musiało z tym zmierzyć.

[pmaster]

Globalne ocieplenie… Cóż, jeśli ktoś w to wierzy, proszę bardzo — nie ma dowodów na to, że to nieprawda. Jeśli nie — j/w. Ja do ekologii mam odmienny stosunek, ale to chyba nie ma większego znaczenia tutaj

[Mibars]

Globalne ocieplenie… Cóż, jeśli ktoś w to wierzy, proszę bardzo

Coż, sam efekt cieplarniany jest trochę niejasny...

Oczywiście, człowiek wytwarza ogromne ilości CO2, oraz innych duuużo "mocniejszych" gazów cieplarnianych, ale np taki wulkan jak strzeli, to ilością wyrzuconych gazów cieplarnianych bije roczne produkcje niejednego państwa...

[PAFAWAG]

gaz bardzo zbliżony do gazu ziemnego

Nie jest zbliżony, można powiedzieć, że to Jest gaz ziemny - CH4, czyli metan

Podczas produkcji diesla z ropy wydziela się jakieś CO2? Może i tak, bo maszyny do produkcji muszą być napędzane... Ale przy paliwach ropopochodnych problem jest inny - CO2 jest niejako wytwarzane "od zera"

Spalając paliwo ropopochodne wytwarzam "nowe" CO2, gdyż było przez ładnych parę milionów lat uwięzione w postaci ropy/gazu/węgla.

Przy destylacji frakcyjnej ropy naftowej uzyskuje się kilka produktów - gaz rafineryjny, benzynę, naftę, oleje napędowe i smarne oraz mazut, parafinę, wazelinę i asfalt. Tak więc nie uwalnia się do atmosfery całego CO2 mogącego powstać z ropy naftowej, bo część i tak zostaje w tym, czego się nie spala np. jako paliwo, np. oleje smarne (dwutlenek węgla pozostaje niejako pod postacią węglowodorów m. in. CH4).

ale np taki wulkan jak strzeli, to ilością wyrzuconych gazów cieplarnianych bije roczne produkcje niejednego państwa...

To jest naturalne źródło pyłów, tlenków węgla i tlenków siarki w atmosferze - klimat jest do tego przystosowany i sobie z tym radzi, natomiast z nadmiarem CO2 wytwarzanym przez człowieka już raczej nie bardzo

Coż, sam efekt cieplarniany jest trochę niejasny...

Ostatnio niektórzy naukowcy doszli do wniosku, że za efekt cieplarniany większą odpowiedzialność niż dwutlenek węgla ponosi... para wodna
Ale nie wiem do końca, czy to aby prawdziwa teoria...

[Mibars]

Nie jest zbliżony, można powiedzieć, że to Jest gaz ziemny - CH4, czyli metan

Chodzi o formalność - no bo skład jest niemal identyczny, ale to jednak nie jest gaz ziemny

Ale obydwaj wiemy o co chodzi

Co do różnych produktów powstających z ropy - owszem, ale i tak większość będzie prędzej, czy później spalona...

Poza tym ceny paliw cały czas rosną i dlatego rafineriom zaczeło się opłacać przerabiać np asfalt (cracking) na lżejsze frakcje, czyli paliwa...

(dwutlenek węgla pozostaje niejako pod postacią węglowodorów m. in. CH4)

Akurat ten też jest cieplarniany

Co do teorii efektu cieplarnianego, to tutaj jest temat na dłuższą dyskusję - jestem tak na 80% za tym, że faktycznie człowiek jest temu winien, ale tak z 20% za tym, że pochodzi z naturalnych procesów (ocieplenia i oziębienia klimatu), a rola człowieka w całym procesie jest marginalna, jeśli nie pomijalna...


Ale wracając do alternatywnych źródeł napędu dla pojazdów KM...

...Kiedyś słyszałem nawet o napędzie pochodzącym wielkiego koła zamachowego (2-tonowego!), które było rozpędzane na przystankach, a dalej służyło za magazyn energii kinetycznej...

Ale raczej nie tędy droga

Za to poważnie zastanawiam się, czy części energii nie dało by się odzyskac poprzez rozciąganie, bądź zgniatanie jakiejś sprężyny podczas hamowania?

[PAFAWAG]

Może i by się dało, ale chyba w niewielkim stopniu, bo część energii, która jest wytracana przez pojazd podczas hamowania i zmniejszania prędkości, w rzeczywistości, jest "pobierana przez podłoże" - po prostu tarcie po części spowalnia pojazd ; natomiast jeśli autobus będzie zbyt ciężki, taki napęd może go po prostu nie móc ruszyć (wiem z autopsji - zbudowałem nieduży "wagonik motorowy" o napędzie gumkowym na moją kolej ogrodową, i na ruszenie tego pojazdu z miejsca bardzo duży wpływ miała jego waga ), bardzo ważna jest też przyczepność, ale akurat w autobusach to chyba nie problem, chyba, że ma łyse opony

[Mibars]

bardzo ważna jest też przyczepność

hehehe, miałem okazję 2 dni temu jeździć po W-wie tramwajami - to było bardziej czynne uczestniczenie w szlifowaniu szyn, niż jazda Ale to tak BTW...

Podczas haowania bardzo duża część energii wytracana jest w retarderze i w hamulcach, zaś ilość tracona na tarcie o podłoże nie jest jakaś porażająca... Chyba, że mówimy o hamowaniu awaryjnym bez ABSu


A co do tej sprężyny - oczywiście nie byłoby to jedyne źródło napędu, ale taka alternatywa dla wspomagających silników elektrycznych w hybrydach.

Swoją drogą - czy istnieje na świecie jakiś autobus, który potrafi "palić gumy" jednocześnie faktycznie będąc autobusem? Albo jeśli nie palić gumy, to jechac bokiem np po rondzie :> Hehe - taki drift SU12 na przykład

Czy ktoś orientuje się w cenach tzw "superkondensatorów"? Obliczyłbym sobie, czy opłacalne byłoby stosowanie kondziorów do przechowywania energii z hamowania podczas postojów na przystanku...