hirdetés
hirdetés

Házi energia

Otthoni autótöltő berendezések

Az elektromos autók nagy hátránya, hogy sokáig tart a feltöltésük. A legegyszerűbb megoldás az otthoni vagy munkahelyi töltőberendezések alkalmazása. Mik a kilátások? 

hirdetés

Az akkumulátorok fejlődésének és az új elektromos modelleknek köszönhetően az elmúlt években ugrásszerűen megnőtt a villanyautók száma a világon; már hazánkban sem számít különösebben szokatlannak, ha villanyautó jön velünk szemben az úton. A fejlesztések hatására az elektromos járművek hatótávolsága – ha még messze van is a hagyományos változatokétól – kezd a hétköznapokban is kényelmesen használható szintre emelkedni, és most már az ilyen autók ára is lecsökkent annyira, hogy környezettudatos cégek vagy tehetősebb magánemberek is megengedhessék maguknak a „nullemissziós” autózást. A dizájnforradalomról nem is szólva – több olyan modell jött ki az elmúlt pár évben, amely még a villanyautókat elutasító közönség szerint is jól néz ki, és ez legalább olyan fontos előrelépés, mint a technikai újítások. Egy dolog van csupán, amely a közelmúlt javuló tendenciái ellenére is komoly fejtörést okoz a villanyautók fejlesztőinek és használóinak: a feltöltés.

Percek, órák, kilowattórák

Egy átlagos benzines vagy dízel személyautót mintegy másfél-két percig tart teletankolni. Ha mondjuk 50 liter (kb. 40 kg) üzemanyagot veszünk, és a szokásos fajlagos energiatartalommal számolunk (42 megajoule, azaz nagyjából 12 kWh kilogrammonként), akkor körülbelül 500 kWh-nyi energiát vesz fel egy hagyományos autó egy tankolás alatt – ez iszonyatosan nagy, kb. 5-10 MW „töltési teljesítményt” (valójában ez inkább MJ/s, energiaáram) jelent a hagyományos kútoszlopok esetében. Ekkora teljesítményt kellene szolgáltatnia egy modern elektromos töltőberendezésnek ahhoz, hogy a villanyautóinkat ugyanannyi idő alatt töltsük fel, amennyi ideig a hagyományos társaik a benzinkútnál állnak. Még ha az igazságos összehasonlítás érdekében hozzávesszük azt is, hogy a villanyautók hatásfoka a töltés hatékonyságának a beleszámítása mellett is többszöröse a hagyományos autókénak (tehát egy villanyautó töredék energiával is elmegy ugyanannyit), illetve azt, hogy az említett 1-2 perc helyett akár 10 perces várakozás (ennyivel kisebb teljesítmény) is elfogadható lenne a töltésnél, akkor sincsenek sehol a mai rendszerek. Röviden: sokáig tart egy villanyautót „megtankolni”.

De akkor mégis hogy oldjuk meg az autónk töltését kényelmesen, anélkül, hogy egy másikat kelljen vennünk csak arra, hogy legyen mivel közlekednünk, amíg az egyik töltődik?

Otthoni töltőberendezések

Különböző töltőberendezések összehasonlítása aszerint, hogy fél óra alatt hány mérfölddel (1 mérföld = 1,6 km) tudják megnövelni az autó hatótávolságát
Különböző töltőberendezések összehasonlítása aszerint, hogy fél óra alatt hány mérfölddel (1 mérföld = 1,6 km) tudják megnövelni az autó hatótávolságát
A legegyszerűbb megoldás természetesen az otthoni (vagy munkahelyi) töltőberendezés alkalmazása, hiszen ha nem lehet megvárni azt a több órát, amíg a töltés lezajlik, akkor tényleg az a legkényelmesebb, ha az autónkat akkor töltjük, amikor egyébként sem használjuk. A házi töltőberendezésekkel kapcsolatban a kizárólag villanyautókat gyártó amerikai Tesla Motors jár az élen, érthető okból: az autógyárnak a szó szoros értelmében élet és halál kérdése, hogy autói ne váljanak eladhatatlanná az olyan problémák miatt, mint mondjuk a töltés hosszadalmassága. Az autógyártó jelenleg a következő töltőtípusokat forgalmazza, illetve ajánlja:

Single Charger: autókhoz csatlakoztatható, korlátozott teljesítményű töltőberendezés. Előnye, hogy nem igényel (olyan) nagy teljesítményű dugaljt, illetve a kis töltőáramok jobban kímélik a berendezést és az akkumulátort. A „kis töltőáram” persze relatívan értendő. Még ez a megoldás is képes 40 amperes áramot felvenni a konnektorból (ez az európai 240 voltos hálózat mellett 10 kW hatásos töltési teljesítményt jelent, az amerikai 110 volt mellett mintegy feleennyit), amely sokszor többszöröse az egész lakás által felvett ampermennyiségnek. Ezzel a berendezéssel mintegy 10 óra alatt lehet feltölteni az autónkat, igaz, ekkor az elméleti hatótávolság elérheti az 500 kilométert is (valós használat mellett inkább 250-300 a jellemző a tapasztalatok szerint), azaz lehet, hogy nem is kell mindennap használni.

Dual Charger: nagy teljesítményű, akár 80 amperes töltőáramokat is elviselő töltő. Segítségével akár 5 óra alatt is teljesen feltölthető az autó, vagy óránként 90 kilométernek megfelelő hatótáv-növekedés érhető el.

Public Charging Stations: „elektromos benzinkutak”, azaz az utak mellett elhelyezett töltőoszlopok, hosszú utazások esetére. A Tesla 90 kW-os „Supercharger”-ei (igen nagy teljesítményű töltői) képesek arra, hogy fél óra alatt 50%-ra töltsék fel az akkumulátorokat. Már Magyarországon is lehet találkozni hasonló oszlopokkal, igaz, alig néhány található az egész országban. A fejlettebb országokban jóval gyakoribbak, és folyamatosan bővítik a hálózatot, a minap New York vezetősége jelentette be, hogy néhány éven belül gyakorlatilag teljes lefedettséget biztosítanak a villanyautóknak.

Egy vezeték nélküli BMW-töltő
Egy vezeték nélküli BMW-töltő

Vezeték nélkül

A jövő villanyautóinak másik nagy reménysége a (már ma is létező) induktív, vezeték nélküli töltőrendszer, amelynél az autónak elég a töltő fölé (vagy közelébe) állnia, és már meg is indul a töltés (a megoldás hétköznapivá válása a mobiltelefonoknál várható az elkövetkező években). Az egyértelmű előnyök mellett (vezetékek és konnektorok hiánya) a megoldás hátránya a kisebb teljesítmény és hatásfok (hosszabb töltési idők), illetve a magas ár, ami miatt a vezetékes megoldásokkal összehasonlítva egyelőre nem nagyon éri meg.

Mi lesz, ha éjszaka mindenki autót tölt?

Az autótöltők (és persze az elektromos autók) egyik legnagyobb előnye manapság a nagyon olcsó „üzemanyag”. Míg egy 8 literes fogyasztású benzines autó üzemanyagköltsége (e cikk írásának pillanatában) 28-30 Ft/km, addig egy hasonló teljesítményű elektromos autó ennek a töredékéből, 10-12 Ft-ból elmegy ugyanennyit (ez átszámítva 3 literes fogyasztást jelent). Ha a még olcsóbb éjszakai áramot használjuk, még kedvezőbb ez az arány (Magyarországon a kihelyezett ELMŰ-töltőoszlopokat tavaly decemberig ingyen lehetett használni). Noha ez egyelőre még mindig túl kevés ahhoz, hogy a villanyautók tetemes árkülönbözetét akár egy autóélet alatt visszahozza, egyértelműen látszik, hogy a költségek csökkenése után az olcsó autózás lesz az elektromos járművek legfőbb vonzereje.

Ehhez azonban nemcsak a fogyasztói, hanem a „termelői” oldalon is komoly változásoknak kell bekövetkezniük, ugyanis a jelenlegi villamos hálózat egyszerűen nem bírná el azt, ha mindenki rácsatlakozna egy 20 kW-os töltővel. Ha a Magyarországon üzemben levő kb. 3 millió személyautónak csak a fele elektromos lenne, és ezeknek mondjuk az egyharmada töltődne egyszerre egy adott pillanatban (ez elég jóindulatú becslés, és akkor még a teherautókról és buszokról nem is beszéltünk), már az is iszonyatos, nem kevesebb mint 10 ezer megawattos többletteljesítménnyel terhelné meg az országos hálózatot. Ez csaknem másfélszerese a valaha regisztrált legnagyobb magyarországi áramfogyasztásnak, és megfelel 10 új Paks-blokknak. Emellett az áramfogyasztás napi lefutása is teljesen átalakulna, ami lehet, hogy felborítaná a jelenleg érvényes áramárakat.

Egy érdekes oldalhajtás: házi tüzelőanyag-cellás erőmű

A szokványos elektromos autók mellett az elmúlt évtizedben komoly fejlesztésen mentek keresztül a nullkibocsátású járművek másik képviselői, a tüzelőanyag-cellás autók is. A technika zászlóvivője egyértelműen a Honda autógyár, amely 2007-ben mutatta be a hétköznapokban is kényelmesen használható üzemanyagcellás egyterűjét, az FCX-et.

A 2007-ben bemutatott Honda FCX Clarity tüzelőanyag-cellás autó. Teljesítménye 100 kW (136 LE), fogyasztása 1 kg hidrogén 100 kilométerenként (ez egy 8 literes fogyasztású hagyományos autónak felel meg üzemanyagköltségben)
A 2007-ben bemutatott Honda FCX Clarity tüzelőanyag-cellás autó. Teljesítménye 100 kW (136 LE), fogyasztása 1 kg hidrogén 100 kilométerenként (ez egy 8 literes fogyasztású hagyományos autónak felel meg üzemanyagköltségben)

Az üzemanyagcellás autók szintén elektromos árammal haladnak, azonban az energiát nem a konnektorból, hanem egy fedélzeti tüzelőanyag-cellából nyerik, amely a hidrogén „fordított elektrolízise” során elektromos áramot állít elő, és melléktermékként vízgőz keletkezik. A megoldás hatásfoka megközelíti a konnektoros villanyautókét, miközben nem kell a hosszú töltési időkkel számolni (a cellás hajtás azonban a tárolásra kényes, veszélyes és drága hidrogén miatt küzd számos hátránnyal).

A Honda nemcsak az autóhoz, hanem „otthoni használatra” is bemutatott egy egyfajta házi erőművet, amely a Home Energy Station (HES) nevet kapta. Az otthoni üzemanyagcella képes a vezetékes gázból hidrogént előállítani (hasonlóan a nagyipari termelési módszerekhez), amellyel (a gyártó szerint) egyrészt a lakás áramellátását is megoldja, másrészt pedig elegendő hidrogént termel a garázsban álló üzemanyagcellás autó működéséhez is. A jól hangzó megoldásnak azonban számos hátránya van, például egy tanknyi hidrogént ugyanúgy egy éjszaka alatt képes csak előállítani, mint ahogy a házi töltőberendezések az elektromos autót feltölteni, emellett az gázhálózattól való függés miatt nem igazán valósul meg a teljesen környezetbarát működés (igaz, a gázüzemnek jóval kisebb az ökológiai lábnyoma).

Látható tehát, hogy noha az elmúlt években tényleg figyelemre méltó fejlődés következett be az elektromos autók infrastruktúrájában, a teljesen vagy akár csak nagyrészt elektromos autópark még nagyon messze van. Erre megoldást a házi erőművek, azaz az országos hálózattól független áramtermelő rendszerek jelenthetnek, ezek azonban már külön cikket érdemelnének.

Veit András
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés