Одним из основных факторов, определяющих появление удобного для потребителя электротранспорта, является энергетическая установка, основой которой является источник тока. По этой причине на распространенность электротранспорта большое влияние оказывают разработки в области химических источников тока.
В связи с этим в контексте разговора об использовании электротранспорта большое значение имеет рассмотрение современных технологий в сфере химических источников тока. При этом следует иметь в виду, что по отношению к различным видам транспорта предъявляются различные требования к источникам тока.
В настоящее время тяговые батареи используются в следующих видах транспорта:
- легкий транспорт;
- легковые электромобили;
- электроавтобусы;
- трамваи, троллейбусы;
- грузовой электротранспорт;
- промышленный электротранспорт (электрокары, электропогрузчики, штабелеры и пр.);
- прочий электротранспорт.
Наиболее широко в настоящее время используется промышленный электротранспорт. Это обусловлено рядом требований, предъявляемых к промышленным производствам (особенно в сфере пищевой промышленности), а также тем, что в данном случае источник тока всегда под рукой.
По статистике 2002-2004 гг. в Европе доля электропогрузчиков среди всех используемых вилочных погрузчиков составила чуть меньше половины. По оценкам Амброджио Боллини (Ambrogio Bollini), президента Федерации европейских производителей подъемного оборудования (Federation of European Material Handling Manufacturers – FEM), в прошлом году во всем мире было продано в общей сложности около 350 тыс. вилочных погрузчиков с противовесом.
Статистические данные продаж в Европе свидетельствуют о том, что за последние 20 лет их доля увеличилась почти на 10% (с 37,5% в 1984 г. до 49,5% в 2001 г.; в последующие годы производство погрузчиков в связи с неблагоприятной экономической ситуацией несколько снизилось). Ситуация в мире в целом несколько иная: рынок погрузчиков с двигателями внутреннего сгорания примерно вдвое больше рынка электроприводных машин. В Японии и США доля электропогрузчиков составляет пока только 30% всего рынка вилочных погрузчиков с противовесом (во всей Азии – примерно 26%), но и здесь наблюдается тенденция к постепенному увеличению потребления техники с электроприводом.
Таким образом, электротранспорт постепенно отвоевывает позиции у транспорта с двигателем внутреннего сгорания. Все шире начинает использоваться электропогрузочная техника в складском хозяйстве.
Здесь электротранспорт выигрывает за счет стандартных преимуществ:
- экономичность электропогрузчиков (затраты на электричество несопоставимы с затратами на бензин или газ);
- бесшумность;
- отсутствие выхлопных газов;
- при наличии требований к складскому помещению в отношении поддержания температурного режима не требуются дополнительные затраты на обеспечение необходимой температуры (в случае использования погрузчиков с двигателями внутреннего сгорания дополнительные затраты необходимы).
Постепенно происходит внедрение электротранспорта и по другим, пока не настолько освоенным направлениям.
1. Легковые электромобили.
2. Трамваи и троллейбусы. Одним из примеров является устранение контактной сети на конечных пунктах, что резко снижает эксплуатационные затраты и повышает бесперебойность работы (400 кг, NiMH батареи, 1,2 км, 15% DOD, 6000 циклов/год, в течение 6 лет).
Другим примером являются трамваи и троллейбусы без верхней контактной сети. Батареи помогают преодолевать участки со снятой или нарушенной контактной сетью (высокая мощность, относительно небольшая энергия в цикле (1 кВт*ч), несколько циклов в день, длительный срок службы, режим постоянного подзаряда).
3. Как альтернатива электротранспорту с контактной сетью естественно выступают электроавтобусы. Наиболее продвинутым и имеющим государственную поддержку это направление является во Франции (используемые сейчас батареи Zebra, Ni/Cd, свинцовые), где свыше 30 городов является участниками программы.
4. Еще большее значение имеет задача внутригородских перевозок грузов, особенно с точки зрения экологии и шумности (например, уборочные и развозящие машины, работающие ночью).
Здесь также достигнуты значительные успехи, позволяющие говорить о возможности крупномасштабного перехода на электротягу. Пример: автомобиль, шасси Renault, двигатель 70/130 кВт, 3,5 т батарея, 120 кВт*ч (Zebra или ЛИА), позволяет перевозить полезную нагрузку 5 т на расстояние 120 км.
5. Кроме того, тяговые батареи успешно используются в маневровых поездах.
Таким образом, можно сделать вывод, что в настоящее время имеются достаточные предпосылки для широкого внедрения электротранспорта в широкое использование по всем направлениям.
Однако, как уже отмечалось выше, основной проблемой, препятствующей повсеместному внедрению транспорта на электрической тяге, является источник тока, его удельные и эксплуатационные характеристики.
На сегодня самый распространенный источник тока (свинцово-кислотная АКБ) имеет следующие недостатки:
а) большой вес аккумуляторной батареи;
б) необходимость проведения регламентных работ при длительном хранении для всех типов аккумуляторов;
в) выход из строя по причине нахождения на морозе в разряженном состоянии;
г) резкое падение емкости АКБ в результате глубоких разрядов батареи;
д) отсутствие возможности прогнозирования точных сроков выхода из строя.
Можно сделать вывод, что в случае преодоления указанных негативных параметров свинцово-кислотной аккумуляторной батареи возможно широкое использование техники на электрической тяге в повседневной жизни общества.
В настоящее время на этом поприще за счет использования новой технологии заряда и восстановления АКБ компании “Battery Factor” удалось добиться знаковых успехов:
- увеличение емкости новых АКБ на 10-15% (отсюда снижение веса АКБ на 10-15%);
- решение проблем, вызванных сульфатацией свинцово-кислотных АКБ (пункты б, в, г, д из приведенного выше списка);
- снижение времени заряда свинцово-кислотных АКБ по сравнению с обычными технологиями на 15-50%.
Основатель компании Battery Factor, открывший в 2000 году эффект, который в последующем был положен в основу восстановительного устройства, утверждает, что “в настоящее время потенциал эффекта раскрыт не до конца”. По его данным в разработанном восстановительном устройстве “Торнадо-Реаниматор” “используется лишь 10% от потенциальных возможностей новой технологии”.
В последнее время предприятием ведутся разработки, направленные на достижение максимальной выгоды от полученного эффекта. По словам разработчика при достижении 50-70% от потенциала будет решена последняя проблема, препятствующая более удобному использованию техники на электрической тяге – время заряда АКБ. В случае достижения указанной цели конкурентные преимущества электромобилей станут неоспоримыми.
Следует отметить, что уже при существующем уровне разработанности новая технология способна существенно повлиять на рынок транспорта на электротяге. Дело в том, что за счет решения проблемы сульфатации устраняются потери АКБ, срок службы батарей увеличивается более чем в два раза. Кроме того, за счет высокого КПД процесса заряда и восстановления снижаются затраты на электроэнергию, а время пробега транспорта на электротяге значительно увеличивается.
Восстановительные устройства “Торнадо-Реаниматор” предлагаются к продаже сравнительно недавно и уже успешно эксплуатируются на ряде предприятий (например, ЗАО “Птицефабрика “Боровская” и ОАО “Пингвин”).
По данным компании Battery Factor новая технология запатентована.
