Какой КПД у электрокаров и экологичнее ли они чем ДВС?

Вопрос дабы сократить возможно задал немного некорректно.

Речь идет об энергии топлива, сжигаемой на единицу пройденного расстояния.

Выдержка из Интернетов: "Так считается, что КПД классического автомобильного бензинового двигателя с принудительным искровым зажиганием составляет от 20 до 30%, дизельный двигатель может обеспечить 35-40%".

Далее. КПД заряда литиевого аккумулятора по информации из Интернета: "КПД литий-железо-фосфатных аккумуляторов составляет 96%, срок службы в среднем 3000-5000 циклов в зависимости от производителя". Так ли это на самом деле?

КПД электростанций: "у большинства угольных ТЭС коэффициент полезного действия (КПД) невысокий — 35-40%". Про солнечные панели, ветроэлектростанции пока умолчим.

Также нужно учитывать потери при передаче электроэнергии потребителям.

Итого где получается бОльший КПД при сжигании единицы топлива на километр?

Прошу привести расчеты.

1

Ответы (3):

3

При работе на номинальной нагрузке КПД турбированного ДВС действительно достигает 40%. При этом КПД ГРЭС порядка 35-40%%, правда у ТЭЦ он больше за счет использования тепла. Электричество теряется при передаче, это еще -10%. Ну и заряд-разряд -5%.

Итого, (не возясь со сложными процентами) КПД электромобиля по топливу едва достигает 25-30%%.

Но это в красивой теории.

На практике, в дерганном режиме (хоть на дороге, хоть в пробке) КПД ДВС не сильно отличается от паровозных 3-5%%. Рассчитанный на номинал ДВС даже на автостраде работает на 10% мощности, т.е. в крайне невыгодном режиме. Про пробки, где он переводит топливо не делая работы КПД вообще 0%. При этом турбина станции работает на оптимале (своем 40% КПД) 85-95%% времени.

Так что в реальной жизни КПД электротранспорта в разы выше чем у ДВС. При этом надо учитывать возможность зарядки от возобновляемых ветра и солнца, что в случае ДВС вообще невозможно.

А вот в случае судового дизеля, который неделями работает на оптимальном режиме, действительно выигрыш за дизелем.

2

Давайте посчитаем на примере наиболее популярного электро-седана Tesla Model 3. В летний период средний расход на 100 км составляет 12 кВт-ч электроэнергии. Для традиционного автомобиля аналогичных габаритов и массы в смешанном цикле город-трасса расход составит 8 литров на 100 км.

Будем считать, что электроэнергия генерируется на современной тепловой газотурбинной ТЭС из природного газа с КПД 55% (хотя понятие КПД тут условно, т.к. помимо электроэнергии станция даёт тепло для отопления и ГВС соседних жилых кварталов, т.е. суммарный КПД будет ближе к 80-85%, ну да ладно). Потери в линиях электропередач примем на уровне 20%, потери в аккумуляторе при его зарядке - ещё 5%, итого получаем 0,55х0,80х0,95=0,418­.

Теперь возвращаемся к Тесле. 12 кВт-ч электроэнергии - это 43,2 МДж, с учётом нашего результирующего КПД 41,8% получаем 103,3 МДж, или 2,05 кг метана, или 2,9 кубометра при н.у.

Теперь берём автомобиль, 8 литров бензина = 6,1 кг, в энергетических единицах 291,8 МДж (в 2,8 раза больше, чем у электрокара с учётом всех потерь). В деньгах разница ещё выше - для промпотребителей, включая ТЭС, 1 куб метана сейчас стоит в России порядка 7,5 руб, что для Теслы даст по всей цепочке 21,75 руб. 1 литр бензина А-92 в России сейчас в среднем стоит 43,5 руб., 8 литров = 348 руб., или в 16 раз больше. Конечно, дело в основном в акцизах и прочих налогах, "зашитых" в цене бензина, но электрокар попусту не тратит энергию в пробках, при торможении и в элементах трансмиссии.

Ну и вишенка на торте: в развитых странах альтернативная энергетика уже не столь альтернативна. Даже в индустриальной Германии на "альтернативу" приходится 45% всей генерации по состоянию на 2020 г., а в Норвегии и вовсе 90% (правда, в основном за счет ГЭС, а не ветряков). Может, поэтому в Норвегии уже пару лет количество проданных электрокаров превышает число реализованных машин с ДВС и дизелем?

2

Можете меня отминусовать конечно, и не по теме скажу. Еще в 42 году авто могли работать на водороде и не отравлять экологию. Причем работа приравнивалась к хорошему бензину. Так же в Москве, в рассвет социализма, гоняли продуктовые грузовички на электричестве и не засоряли воздух. Были проекты легковушек. Но вдруг всё пропало. Не дадут сильные мира сего, продающие нефть, развить никакой кпд у электрокаров, пока нефть не закончится. А вот когда альтернативой нефти станет электричество, вот тогда и будет и кпд и быстро-заряжающиеся батареи изобретут вмиг. Ведь сейчас ссылаясь на долгую зарядку не имеют популярности электромобили. Сравнение считаю не корректным.

Related posts