hirdetés
hirdetés

Az e-meghajtás forradalma

Megrázó utazás

Az elektromos meghajtású gépkocsikat kíséri a legintenzívebb figyelem, tény azonban, hogy a kategória árnyékában már a többi járműtípusnál is világhódító körútra indult a megközelítés. A haladás üteme persze erős változatosságot mutat.

hirdetés

A dobhártyaszaggató hangerővel közlekedő benzinüzemű motorbiciklik mellett sokan még mindig megütközve, esetleg gyanakodva tekintenek a városokban fel-felbukkanó, halk működésű elektromos kerékpárokra. Márpedig a villamos energiával mozgatott gépkocsik mellett immár az ilyen, akkumulátorral működő motorok is egyre gyakrabban feltűnnek majd a közutakon. Az áram hajtotta verziók számos előnnyel és hátránnyal rendelkeznek a hagyományos motorkerékpárokhoz képest. Ahogy az már a fentiekből kiderült, nagyon csendesen mozognak, a környezetet egyáltalán nem szennyezik, továbbá nem rendelkeznek kuplunggal és váltóval, ami miatt a kezdő vezetőknek pompás választást jelentenek. Talán nem is alaptalanul, a kritikusok a működési elv egyik legerőteljesebb árnyoldalát látják az egyes feltöltésekkel teljesíthető hatótávolságban, amely a hagyományos eszközökéhez képest igencsak csekély. Hátulütő még, hogy az elemek feltöltése akár több órát is igénybe vehet. Bizakodásra ad okot, hogy napjainkban már lelkesnél is lelkesebb fejlesztések történnek az időtartam megkurtítása és a hatósugár kiterjesztése érdekében.

A buszoknál kiváló választás lehet az elektromos átviteli rendszer használata. Az elektromos motorok nagyon nagy forgatónyomatékkal rendelkeznek, ami a nehéz buszok gyorsulásához kiemelten fontos követelmény. Az ilyen hajtóművek ráadásul ezt a nyomatékot alacsony sebességnél is le tudják adni, ami a városi tömegközlekedési eszközök esetében perdöntő lehet, hiszen a sok megállás és újraindulás miatt gyakran igencsak moderált tempóban haladnak. Az már csak hab a tortán, hogy az akkumulátorok fékezéskor még vissza is tudnak szerezni valamennyit a leadott energiából. Következésképpen az árammal meghajtott busz ötször hatékonyabban működik dízeles versenytársánál.

Az OLEV busz szolgálat közben
Az OLEV busz szolgálat közben

Az elektromos hajtásláncról gondoskodni is könnyebb, mint az üzemanyag-robbanásokkal, mozgó alkatrészekkel, szűrőkkel és folyadékokkal operáló dízelmotornál. Buszok esetében az elemek már kifejezetten olcsónak számítanak. A gépkocsiknál ezek a robusztus járművek évente átlagosan 3,5-szer hosszabb távon 6-szor több utast szállítanak, szóval az elemek költségét több mint 20-szor annyi utaskilométerre (az utazók számát és az utazási távolságot együttesen tartalmazó mérőszám) kell kiteríteni. Mindent összevetve az akkumulátoraik költsége sokszorosan alacsonyabb az autókéinál. És akkor még nem is beszéltünk az elemek árának folyamatos eséséről. 2015-ben például a közlekedési eszközökbe szánt lítiumion akkumulátorok kilowatt per órára kivetített ellenértéke 2010-hez képest kétharmadára zuhant.

Legelés az elektromágneses mezőn

Az utóbbi idők egyik legérdekesebb elektromos közlekedési fejlesztésének eredményeként 2013-ban Dél-Korea megnyitott egy útvonalat, amely képes a rajta áthaladó elektromos járműveket feltölteni energiával. A rendszer neve Online Electric Vehicle (OLEV) platform. A szakasz a gumi (Gumi városában elhelyezkedő) vonatállomást köti össze az Indong kerülettel. Egy, a buszok alvázára telepített eszköz segítségével a járművek a Shaped Magnetic Field In Resonance nevű technológia közbenjárásával szívják magukba az energiát. A lényeg, hogy villamos vezetékeket telepítenek a felszín alá, melyek fölé érve a jármű aljára applikált eszközben egy tekercs jó nagyot merít a kábelek által gerjesztett elektromágneses mezőkből, hogy aztán villamos energiát hozzon létre belőlük. Minthogy a járgányoknak elinduláskor nem kell színültig feltankolni az elemeket, ezek mérete állítólag akár harmadakkorára is összezsugorítható. Így a jármű tömege is csökkenthető, és az áramtermeléskor keletkező szén-dioxid mennyisége is visszafogható.

2008 volt az első év, amikor globális szinten a városi népesség nagysága a vidéki lakosságé fölé kerekedett. Az ENSZ azt jósolja, hogy a 2050-re 9 milliárd főre duzzadó emberiség immár 70 százaléka fogja városokban tengetni a mindennapjait. Napjainkban az efféle terjedelmes településeken többek között a szennyezőanyag-kibocsátást és a zajszintet érintő rigorózus szabályozások okozzák a legnagyobb fejfájást a szállítmányozóknak. Jóllehet, a hosszú távú transzferek kivitelezésére egyelőre még a dízeles járművek a legalkalmasabbak, urbánus környezetben a levegőtisztaságra, továbbá a működés hangerejére vonatkozó előírások sok helyen már lehetetlenné teszik a használatukat. A száz százalékban elektromos meghajtású kamionok főleg a városi fuvarozásban óriási terhet vesznek le a cégvezetők válláról, amelyek legalábbis az első két akadályt ledöntik előttük. Szén-dioxid-kibocsátás hiányában még a legszigorúbb környezetvédelmi követelményeknek is száz százalékban megfelelő teherautóik gond nélkül megközelíthetik a települések központjait. A kategóriájukban nesztelennek számító üzemelés miatt éjszaka, a lakók álmának megbolygatása nélkül is eleget tehetnek a feladataiknak. Pénzügyi szempontból, mint a legtöbb árammal hajtott alkalmatosság esetében, már nem fekete vagy fehér a helyzet. Ugyan a hajtóanyag alacsony költsége és a karbantartások mérsékelt igénye olcsónak tüntetheti fel a választást, az olykor brutális belépési ár esetenként rendesen belerondíthat a rózsaszínnek látszó összképbe. 

Az Ampere a világ első elektromos kompja
Az Ampere a világ első elektromos kompja

Az árammal hajtott hajók gondolata korántsem új. Több mint egy évszázaddal ezelőtt, a modern hajóhajtóművek megjelenése idején az elektromos motorok életképes választásnak tűntek az akkoriban felemelkedő mechanikus motorokkal szemben. 1912-ben például az amerikai haditengerészet megépített egy elektromos meghajtású szénszállítóhajót, amelyet néhány évvel később egy sor hadihajó követett. Ezek a második világháború idején derék harcostársnak bizonyultak. Néhány elektromos hajtású hadihajó üzemanyagéhsége akár 20 százalékkal is kevesebb lehetett a tradicionális elven funkcionáló tengeri járművekéhez képest. Ezek a korai példák azonban nagyok és esetlenek voltak, így szakítani kellett velük. A villamos energia hajtotta hajók reneszánsza két egymással összefüggő fejlesztésnek köszönhető: az erősáramú elektronika megjelenésének, amely tetemes mennyiségű villamos energia impulzív közlekedését is kordában tudja tartani, továbbá a kompakt, ám nagyobb teljesítményű elektromos motorok felbukkanásának. Ezek az előrelépések lehetővé tették a hajóépítők számára, hogy az elektromos hajtóművekhez kapcsolható súly- és mérettöbbletből is visszavegyenek. Közreműködésükkel a teljesen integrált energiarendszerek kialakítása szintén realitássá vált, amelyek lehetővé tették az energia átcsoportosítását: például a hajó vezetéséhez és a fedélzet erőforrásigényeinek fedezéséhez külön kirendelt motorok helyett a több forrásból származó villamos energia egyszerűen becsatornázhatóvá vált a pillanatnyilag szükséges pozíciókra.

Igás(vízi)lovak

A norvégiai Lavik és Oppedal között már 2015 májusa óta ingázik a világ első elektromos kompja. A 80-szor 20 méteres Ampere kapacitása 120 jármű, illetve 360 utas. A katamarán tömege, még a maga 11 tonnás akkumulátorával együtt is csak fele a szokványos kompokénak, mivel kizárólag alumíniumból készül. A hajó két elektromos hajtóművének kombinált teljesítménye 900 kW. A motort „fűtő” lítiumion akkumulátorok teljes kapacitása 1000 kilowatt per óra, ami a szabványos autók elemeinek körülbelül 1600-szorosa. A Siemens mindkét partra kitelepített egy 260 kilowatt per óra kapacitású akkumulátort; a hajó ezekről tud feltöltekezni, amíg a le- és felszállás befejeződik. A kikötőkben elhelyezett akkumulátorok a középfeszültségű hálózatról még a hajó visszaérkezése előtt ismét fel tudják magukat szívni energiával. A régió áramellátását kizárólag vízenergia szolgáltatja, vagyis a hajó semmilyen fosszilis erőforrást nem használ fel a közlekedéshez. Összehasonlításképpen egy konvencionális komp hasonló körülmények között 2680 tonna CO2-t és 37 tonna NOx-ot bocsátana ki magából.

A Solar impulse 2 napelemes repülőgép
A Solar impulse 2 napelemes repülőgép

1883-ban Gaston Tissandie francia polihisztor a levegőbe eresztette a világ első, árammal üzemelő léghajóját. Ugyan a rá következő évben Charles Renard és Arthur Krebs egy még erősebb motorral is próbára tett egy hasonló szerkezetet, hamar kiderült, hogy az áram tárolására szánt masszív akkumulátorok okozta korlátozott sebesség és hatósugár miatt tulajdonképpen életképtelen az elképzelés. Amint az később beigazolódott, némely elektromos légi közlekedési eszközt kipányvázva akár a kötélen (kábelen) felfuttatott erőforrásokkal is életben lehet tartani.  Éppen ezért Petróczy István, Kármán Tódor és Zsurovecz Vilmos részvételével 1917-ben egy „osztrák–magyar” mérnökcsapat meg is alkotta a maga éppen ilyen elven funkcionáló PKZ-1 (a nevük kezdőbetűi) felderítő helikopterét, amely egy földi generátorról vezetéken keresztül tett szert az áramra. Az elektromos motorok azonban még nem voltak elég erősek az ilyen alkalmazásokhoz, és néhány bevetés után ki is égtek. A teljesítmény/tömeg arány problémája még a legkisebb modelleknél is áthidalhatatlannak tűnt. Az elmondottak miatt a teljes méretű repülőgépek sikerére egészen a nikkel-kadmium (NiCd) elemek megjelenéséig várni kellett. 1973-ban Fred Militky és Heino Brditschka ilyen akkumulátorral felszerelt géppel tudtak a történelemben először (értelemszerűen emberes) „önerőből” működő elektromos repülőn az égbe emelkedni. A technológiával szinte párhuzamosan a napelemek is lassan kezdtek a légi közlekedésben is hasznos áramforrássá válni. Alkalmazásuk odáig fejlődött, hogy megszakításokkal ugyan, de 2015-ben egy Solar Impulse 2 nevű repülő már pusztán napenergiától hajtva és felváltva két svájci pilóta (André Borschberg, illetve Bertrand Piccard) vezérlésével körberepülte a földet.

Ahogy az a cikkből is előviláglik, az elektromosság a közlekedés szektorában is a jövőt vagy legalábbis annak egy vaskos szeletét jelenti, és a megközelítés költségeinek rendületlen és látványos hanyatlása a továbbiakban a népszerűsödését akár robbanásszerűen is megolajozhatja.

Zamaróczy Ádám
a szerző cikkei

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

Kiadónk társoldalai

hirdetés